Исследование по применению игольчатого пламенного испытательного стенда для оценки пожарной безопасности электротехнических и электронных изделий.

Абстрактные:

В процессе эксплуатации электротехнического и электронного оборудования такие неисправности, как короткое замыкание и перегрев компонентов из-за старения, могут легко генерировать крошечные вспышки пламени, которые могут воспламенить окружающие изоляционные материалы, корпуса и стать основной причиной электрических пожаров. Аппарат для испытания на огнестойкость с помощью иглы позволяет оценить огнестойкость компонентов изделия и изоляционных материалов, имитируя крошечные вспышки пламени, вызванные такими внутренними неисправностями. Он служит важным испытательным оборудованием для сертификации безопасности электротехнических и электронных изделий. LISUN В качестве объекта исследования выбран игольчатый пламенный тестер ZY-3. В данной статье представлены принцип работы, конструктивные особенности, ключевые технические параметры, процедуры испытаний, критерии оценки и сценарии практического применения этого прибора. Статья служит техническим ориентиром для испытаний на пожарную безопасность электронных изделий, исследований и разработок огнестойких материалов, а также для выхода продукции на рынок.

Введение

Значительная часть аварий, связанных с возгоранием электрооборудования, происходит из-за внутреннего возгорания оборудования. В отличие от открытого внешнего пламени, многие источники возгорания представляют собой лишь крошечные очаги пламени, образующиеся в результате короткого замыкания или перегрева электронных компонентов. Такое пламя характеризуется малым объемом и концентрированной энергией. Оно, как правило, воспламеняет прилегающие пластиковые изоляторы, подложки печатных плат и оболочки жгутов проводов, а затем распространяется, вызывая серьезные пожары. Традиционные испытания на горение в основном предназначены для крупномасштабных сценариев с открытым пламенем и не могут воспроизвести реальные условия работы микроисточников возгорания внутри оборудования. аппарат для испытания игольчатым пламенем Это испытательное устройство, специально разработанное для таких условий эксплуатации. Оно соответствует китайскому стандарту GB/T 5169.5‑2020 и международному стандарту IEC 60695‑11‑5:2016. Используется для имитации крошечных пламен, возникающих при внутренних неисправностях оборудования, и оценки огнестойкости материалов и компонентов машин в условиях воспламенения от небольшого пламени, а также риска распространения пламени. Широко применяется в бытовой технике, информационно-технологическом оборудовании, осветительных приборах, автомобильной электронике, сторонних испытательных лабораториях и научно-исследовательских институтах. Как зрелый коммерческий прибор для испытания игольчатым пламенем, LISUN Игольчатый пламенный тестер ZY-3 строго соответствует требованиям стандартов, обеспечивая точный контроль пламени, автоматическое отсчет времени и запись данных. Он может использоваться для проведения научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ, заводской инспекции и сертификационных испытаний. 

1. Принцип работы установки для испытания игольчатым пламенем.

Основным компонентом установки для испытания игольчатым пламенем является стандартная игольчатая горелка, работающая на бутане чистотой ≥95 %, которая генерирует стандартное испытательное пламя высотой 12 мм ± 1 мм. Пламя прикладывается к поверхности образца под углом 45° для имитации воздействия крошечных пламен, возникающих при коротком замыкании и перегреве компонента. Во время испытания регистрируются время воздействия пламени, время после пламени и время тления образца после снятия пламени. Одновременно проводятся наблюдения для проверки того, воспламеняют ли расплавленные капли нижележащую шелковую бумагу и сосновую доску. Основная цель состоит не в измерении характеристик материала при воздействии крупномасштабного огня, а в исследовании того, воспламеняются ли окружающие материалы при возникновении локальных микроисточников возгорания внутри оборудования, может ли горение самозатухать после воспламенения и будут ли горящие капли способствовать распространению огня. На основе вышеуказанных наблюдений можно оценить уровень пожарной безопасности продукции.

Полный комплект установки для испытания игольчатого пламени состоит из закрытой испытательной камеры, игольчатой ​​горелки, системы управления газовым трактом, блока проверки температуры с помощью термопары, модуля сбора данных и блока взаимодействия человека с машиной. Горелка поддерживает регулировку угла наклона: вертикальное положение для калибровки и наклонное положение под углом 45° для формального тестирования. Термопара проверяет тепловую мощность пламени. Стандартное требование гласит, что пламя должно подниматься от 100 ℃±2 ℃ до 700 ℃±3 ℃ за 23.5 с±1 с. Это обеспечивает стабильную тепловую мощность для каждого испытания и гарантирует воспроизводимые и сопоставимые результаты испытаний в разных партиях и лабораториях.

ZY-3 Испытание иглы на пламя

2 Ключевые параметры LISUN Аппарат для испытания пламени иглой ZY-3

LISUN Прибор для испытания на огнестойкость с помощью игольчатого пламени ZY-3 выпускается в двух вариантах: ZY-3 с закрытой камерой и ZY-3S без камеры. Модель с закрытой камерой изолирует внешние воздушные помехи и стабилизирует условия испытания, что делает ее подходящей для стандартных лабораторных испытаний. Вариант без камеры отличается компактными размерами и позволяет проводить быструю проверку на производственных линиях. Основные технические параметры приведены в таблице 1.

Таблица 1. Основные технические параметры игольчато-пламенных испытательных аппаратов ZY-3 и ZY-3S.

Как показано в таблице 1, обе версии имеют идентичные основные параметры сгорания, времени и температуры. Различия заключаются в конфигурации камеры и общем весе. Пользователи могут выбирать модели в зависимости от условий испытаний и сценариев применения. Вся конструкция выполнена из высокотемпературной напыленной стали, обладающей высокой термостойкостью и коррозионной стойкостью, что позволяет проводить длительные многократные испытания при высоких температурах. Поддерживается применение одиночного или множественного непрерывного пламени для удовлетворения специальных требований к испытаниям непрерывного сгорания согласно IEC 62368-1.

3. Стандартные процедуры испытаний и оценка результатов для пламенно-игольчатого испытательного стенда.

3.1 Процедуры испытаний

1. Предварительная обработка и крепление образца: Закрепите образец на приспособлении и выберите в качестве точки приложения пламени место, наиболее подверженное воздействию пламени внутри изделия.
2. Калибровка оборудования: Зажгите горелку, отрегулируйте высоту пламени до 12 мм ± 1 мм. Проверьте скорость повышения температуры пламени с помощью медного блока и термопары, чтобы подтвердить соответствие стандартным техническим характеристикам.
3. Установите параметры испытания. Стандартное рекомендуемое время воздействия пламени обычно составляет 30 секунд. Поверните горелку в положение 45° и приведите кончик пламени в контакт с образцом.
4. По истечении заданного времени воздействия пламени горелка автоматически убирается. Прибор для испытания пламени с помощью иглы начинает автоматически регистрировать время после пламени и продолжительность тления.
5. Наблюдайте за поведением образца при горении на протяжении всего испытания, следите за каплями расплавленного вещества и проверяйте, воспламенились ли или обуглились ли нижележащие шелковая бумага и доска из белой сосны.
6. Завершить испытание после полного исчезновения свечения образца без признаков свечения. Экспортировать данные испытания и задокументировать наблюдаемые явления.

3.2 Критерии зачета/незачета

Согласно стандарту GB/T 5169.5‑2020, образец проходит испытание пламенем иглы, если выполняется одно из следующих условий:
(1) При воздействии пламени на образец не происходит ни воспламенения, ни тления; нижележащая шелковая бумага не воспламеняется, а доска из белой сосны не подвергается карбонизации.
(2) После удаления пламени общая продолжительность пламени и тления на образце составляет менее 30 с, и капли не воспламеняют и не обугливают подложку.

Длительное горение образца или воспламенение подложки расплавленными каплями указывает на риск распространения огня в условиях внутренних микропламенных дефектов. Требуется перепроектирование изделия, включая структурную модификацию или использование изоляционных материалов с более высоким классом огнестойкости.

4 сценария применения игольчато-пламенного испытательного аппарата

Аппарат для испытания на огнестойкость с помощью иглы широко используется в электротехнической, электронной, информационно-технологической, светотехнической, автомобильной электронике и материаловедческой отраслях.

Во-первых, в электротехнической промышленности: изоляционные основания реле, контакторов и автоматических выключателей, пластиковые панели выключателей и розеток, а также изоляционные слои кабелей нуждаются в игольчатом пламенном испытательном оборудовании для имитации микропламени, вызванной контактной дугой и перегрузкой. Это позволяет проверить огнестойкость изоляционных частей и обеспечить соответствие требованиям безопасности, таким как GB/T 2099.1, а также гарантировать электробезопасность при низком напряжении.

Во-вторых, для информационно-технологической и аудио-видео техники: маршрутизаторы, принтеры, адаптеры питания, корпуса зарядных устройств и изоляционные компоненты, окружающие силовые модули, проверяются на пожароопасность, вызванную коротким замыканием микросхем и перегревом. В соответствии со стандартами GB/T 4943.1-2022 и IEC 62368-1:2023, испытание иглой на воспламеняемость является важным элементом сертификации бытовой электроники.

В-третьих, в светотехнической отрасли: пластиковые внутренние детали корпусов светодиодных драйверов, патронов ламп, балластов и наружных прожекторов проходят испытания на огнестойкость к микропламени от неисправных внутренних компонентов в соответствии с требованиями. GB 7000.1‑2015.

В-четвертых, автомобильная электроника и транспортные средства на новых источниках энергии: элементы центрального блока управления, устанавливаемые в автомобиле, изоляция жгутов проводов, изоляторы зарядных устройств и корпуса BMS тестируются для имитации микропламени, вызванной перегрузкой при зарядке и неисправностями цепей, с целью оценки пожарной безопасности автомобильных компонентов в соответствии с ISO 6722-1 и GB/T 2408-2021.

В-пятых, исследование и испытание материалов: модифицированные конструкционные пластмассы, такие как АБС-пластик, ПК, ПА, эпоксидные стеклотканые плиты и полиимидные пленки, испытываются с помощью игольчатого пламенного испытательного аппарата для получения данных о воспламенении и остаточном пламени. Эти данные используются для разработки огнезащитных составов и оценки качества материалов, обеспечивая количественную основу для итераций новых материалов.

Заключение 5

аппарат для испытания игольчатым пламенем Это ключевой испытательный прибор для воспроизведения сценариев возникновения крошечных пламен, вызванных коротким замыканием и перегревом компонентов внутри электронного оборудования. Он компенсирует ограничения испытаний на горение с большим пламенем, которые не могут имитировать микроисточники возгорания внутри оборудования. Результаты испытаний напрямую отражают пожарную безопасность компонентов и изоляционных материалов в реальных условиях эксплуатации. LISUN Прибор для испытания пламени с игольчатым пламенем ZY-3 полностью соответствует национальному стандарту GB/T 5169.5-2020 и международному стандарту IEC 60695-11-5:2016. Он обеспечивает точный контроль температуры пламени, высоты пламени и времени реакции. Оснащенный двумя режимами работы – сенсорным экраном и дистанционным управлением – прибор обеспечивает баланс между точностью испытаний и безопасностью эксплуатации, удовлетворяя разнообразные потребности отделов контроля качества предприятий, сторонних лабораторий и научно-исследовательских учреждений.

Электробезопасность является обязательным требованием для выхода продукции на рынок. Предприятия должны в полной мере использовать аппаратуру для испытаний на огнестойкость методом игольчатого пламени на этапе НИОКР, заблаговременно выявлять пожароопасные факторы, связанные с компонентами, оптимизировать выбор материалов и конструкцию, снижать риски возгорания электрооборудования на источнике и обеспечивать безопасность продукции.