電器材料的熱軋絲試驗

電器材料的熱軋絲試驗

關(guān)于民生的安全一直是一個受關(guān)注的問題。由于誤操作,電氣布線系統(tǒng)可能會發(fā)生電流過載或短路而引起塑料材料燃燒,因此業(yè)界制定了各種防火要求來評估并測定電器中所使用材料的可燃性水平。灼熱絲試驗(GlowWireTesting)就是現(xiàn)今家用電器行業(yè)采用的相關(guān)防火要求之一。本文首先介紹了什么是灼熱絲試驗,描述了灼熱絲試驗方法的基本原理,并將這種試驗方法與其他常用的可燃性試驗方法進行了簡要的比較。此外,本文還列舉了進行灼熱絲試驗時應(yīng)遵循的各種規(guī)范。對地面火炬的燃燒效果歷史上曾經(jīng)有多種方法來評估材料的可燃性和耐火性,包括直接和間接火焰燃燒試驗方法。UL94規(guī)范是采用直接火焰燃燒試驗方法的一個示例。這種已被長期采用的方法是在受控條件下,對垂直或水平安裝的樣本直接施加火焰。而間接火焰燃燒方法則是對樣品施加熱源。灼熱絲試驗是間接火焰燃燒方法的一個示例。使用這些方法得到的試驗結(jié)果可用來比較材料的阻燃、自動熄滅(如果起燃)和燃燒形成的滴落物不引起火焰蔓延的可能性。為了更好地理解直接和間接方法的區(qū)別,可參照圖2。國際電工委員會(IEC)于2001年制定了灼熱絲試驗方法,因為原有的試驗方法已無法覆蓋所有起燃源。具體地講,灼熱絲試驗主要用于模擬因連接元器件過載或器件過熱引起電氣設(shè)備故障時可能產(chǎn)生的發(fā)熱效應(yīng)。燃燒與燃燒的關(guān)系IEC60335-1中規(guī)定了家用電器的灼熱絲標準,最新版本是其Edition5.02010-05。但是,具體的灼熱絲試驗方法主要體現(xiàn)在IEC60695-2系列規(guī)范中。灼熱絲試驗通過將元件加熱到預(yù)定溫度實現(xiàn)。加熱元件被稱為灼熱絲(GlowWire)。圖3是灼熱絲試驗中使用的加熱元件的示例。待測樣品被固定到位,棉紙直接放置在樣品下面。在達到預(yù)定溫度后,以1N的力把灼熱絲按壓在樣品上保持30s,如果30s內(nèi)發(fā)生燃燒,則記錄持續(xù)時間、火焰高度,以及材料滴落物是否引燃棉紙。無論是在終端產(chǎn)品還是原材料樣片上都可進行灼熱絲試驗。兩種情況下定義符合性的術(shù)語稍有不同。GWT簡稱灼熱絲試驗(GlowWireTest)(IEC60695-2-11)。當(dāng)在終端產(chǎn)品上進行灼熱絲試驗時使用GWT。試驗的結(jié)果則為在給定溫度下“通過”或“未通過”。如樣品不起燃或在拿掉加熱元件后30s內(nèi)自動熄滅,若發(fā)生滴落,滴落物不引燃棉紙,則為“通過”。GWFI代表灼熱絲可燃性指數(shù)(GlowWireFlammabilityIndex)(IEC60695-2-12)。它是與最終產(chǎn)品中使用的原材料有關(guān)的屬性。此屬性通過在給定厚度的原材料樣片上進行灼熱絲試驗來確定。GWFI是灼熱絲在材料不起燃或在拿掉加熱元件后30s內(nèi)自動熄滅的最高溫度。GWIT代表灼熱絲起燃性溫度(GlowWireIgnitionTemperature)(IEC60695-213)。它是與最終產(chǎn)品中使用的原材料有關(guān)的屬性。此屬性通過在給定厚度的原材料樣片上進行灼熱絲試驗來確定。GWIT是加熱元件與樣片接觸時材料起燃且燃燒時間超過5s的最低溫度。了解以上3個術(shù)語對于理解如何在整機或終端產(chǎn)品安全標準IEC60335-1中應(yīng)用灼熱絲試驗而言至關(guān)重要。iec6029-119高溫?zé)釅涸囼濱EC60335-1中規(guī)范了家用電器的通用安全要求。此規(guī)范規(guī)定,通過灼熱絲試驗來評估電器中支持載流連接器的非金屬材料的可燃性。IEC60335-1中規(guī)定的灼熱絲試驗嚴酷性由電器在使用過程中是否有人照管以及連接件承載的電流大小來確定。有人照管的電器基本上是指由照管人員操作的電器,如吸塵器、熨斗和咖啡壺。無人照管的電器是指放在固定位置且獨自運行的電器,這樣的例子包括冰箱、烹飪裝置、洗碗機、洗衣機和干衣機。對于有人照管的電器,支持載流連接的非金屬材料部件和與這些連接件3mm以內(nèi)的,且大于0.5g的非金屬材料部件都需要根據(jù)IEC60695-211進行灼熱絲試驗。試驗強度為:正常操作期間載流超過0.5A的連接件為750℃;其他連接件為650℃。但對有不同材料屏蔽的連接件,IEC606952-11灼熱絲試驗只針對插有屏蔽材料的地方進行相關(guān)試驗強度的測試,而不直接針對屏蔽材料。在正常操作期間,歸類為無人照管的電器中使用的電流在0.2A以上的連接件以及這些連接件3mm內(nèi)的部件要經(jīng)過最嚴酷的評估。需要進行三級可燃性評估才能滿足規(guī)范要求?！竦谝患?要通過這一級別的評估,材料的最小GWFI必須達到850℃,或者最終產(chǎn)品必須在850℃下通過灼熱絲試驗。必須注意的是:要使最終產(chǎn)品通過評估,樣品必須如前文所述在30s內(nèi)自動熄滅。試驗應(yīng)按步驟60695-2-11進行?！竦诙?要通過這一級別的評估,材料的最小GWIT必須達到775℃,或者最終產(chǎn)品必須在750℃下通過灼熱絲試驗。如果是GWIT775℃不夠的小部件,材料必須滿足GWFI750℃,或經(jīng)受針焰實驗,或V-1以上。必須注意的是:如果試驗的是最終產(chǎn)品,任何燃燒必須在2s內(nèi)熄滅,否則周圍的器件必須通過第三級評估?！竦谌?針焰實驗,這一級別的評估(只有連接件上進行第二級試驗時,火焰超過2s時進行)不直接在連接件上進行,而是在連接上方直徑20mm、高50mm的垂直圓柱范圍內(nèi)的非金屬部件上進行。在該范圍內(nèi)由可燃性等級最小為UL94V1的材料制成的器件不需進行進一步評估。試驗gwitTE的經(jīng)驗表明,對連接器外殼只是簡單地使用滿足最小灼熱絲可燃性指數(shù)(GWFI)和灼熱絲