Оценка огнестойкости реле и выключателей с помощью усовершенствованного игольчатого пламенного тестера.

Резюме
Реле и выключатели являются основными коммутирующими компонентами в низковольтных распределительных сетях, бытовой технике и промышленном оборудовании управления. Электрические дуги, как правило, возникают при размыкании и замыкании контактов. В условиях короткого замыкания и перегрузки могут возникать крошечные вспышки пламени, которые воспламеняют окружающие пластиковые изоляционные корпуса и основные материалы, что в дальнейшем может привести к пожару, вызванному неисправностью электропроводки. Игольчатый пламенный тестер является важным испытательным прибором для имитации таких источников возгорания. Игольчатый пламенный тестер — это оборудование для испытаний на пожарную безопасность, разработанное компанией [название компании]. LISUN Для электротехнической, электронной, бытовой техники, осветительного и информационно-технологического оборудования. Он имитирует «крошечные пламена», возникающие при коротких замыканиях и перегреве компонентов внутри оборудования, для оценки огнестойкости и пожарной безопасности изделий и изоляционных материалов в условиях воспламенения от небольшого пламени. Благодаря направленному воздействию пламени на образцы с помощью стандартной игольчатой ​​горелки, это оборудование точно определяет состояние воспламенения образца, время сохранения пламени и условия его распространения. Оно предоставляет данные испытаний, соответствующие международным и национальным стандартам, для исследований и разработок продукции, контроля качества на заводе и сертификации сторонними организациями, а также помогает предприятиям соответствовать требованиям пожарной безопасности при выходе на рынок. LISUN В качестве объекта исследования выбран игольчатый пламенный тестер ZY-3. В данной статье описаны принцип работы и основные параметры оборудования, полная процедура тестирования релейных и коммутационных компонентов, критерии оценки результатов, а также проанализированы распространенные проблемы, возникающие при практическом тестировании. Статья предлагает практические рекомендации для производителей компонентов и сторонних испытательных лабораторий по проведению проверки пожарной безопасности реле и коммутационных компонентов. 

Общие сведения и стандартные принципы испытания реле и выключателей игольчатым пламенем

В процессе ежедневной работы реле и переключателей дуговой разряд возникает из-за частого замыкания и размыкания контактов. При плохом контакте, перегрузке или коротком замыкании энергия дуги возрастает и образует локальные крошечные пламена, которые непосредственно воздействуют на неметаллические изоляционные части, такие как корпуса реле, панели переключателей и клеммные основания. Если компоненты обладают недостаточной огнестойкостью, крошечные пламена могут воспламенить образцы, вызвать непрерывное распространение пламени, а расплавленные капли могут воспламенить соседние кабели и другие узлы, создавая опасность возгорания всего устройства. Испытание на раскаленную проволоку в основном оценивает термическое напряжение, вызванное высокотемпературным тепловым излучением, в то время как испытание на игольчатое пламя больше фокусируется на сценариях воспламенения, непосредственно вызванных небольшими дугами внутри компонентов. Эти два теста дополняют друг друга для полной оценки пожарной опасности низковольтных компонентов.

Соответствующий национальный стандарт — GB/T 5169.5‑2020, а эквивалентный международный стандарт — IEC 60695‑11‑5:2016. Этот набор стандартов определяет конструкцию аппаратного обеспечения. Игольчатый тестер пламениВ стандарте GB/T 2099.1-2021, а также в соответствующих спецификациях на низковольтные реле, приводится ссылка на метод испытания иглой-пламенем, который является критически важным элементом пожарной безопасности для сертификации CCC, CQC, CE и других сертификатов, обеспечивающих доступ на рынок. Проведение испытаний с помощью игольчатого пламенного тестера на этапе исследований и разработок позволяет предприятиям проверять состав изоляционных материалов, оптимизировать внутреннюю конструктивную компоновку реле и выключателей, заблаговременно выявлять потенциальные пожароопасные ситуации и избегать рисков для безопасности после запуска продукта.

ZY-3 Испытание иглы на пламя

Основные технические параметры игольчатого пламенного тестера

LISUN Игольчатый пламенный тестер ZY-3 полностью разработан в соответствии с аппаратными требованиями стандартов GB/T 5169.5-2020 и IEC 60695-11-5:2016. Благодаря модульной конструкции устройство объединяет функциональные модули для подтверждения температуры пламени, автоматического отсчета времени и записи данных о состоянии горения. Угол горелки свободно регулируется; высота пламени и скорость повышения температуры пламени соответствуют всем условиям стандартного подтверждающего испытания. Оснащенный двумя режимами работы, включая сенсорный ЖК-экран и дистанционное управление, он позволяет исследователям находиться вне камеры сгорания и повышает безопасность эксплуатации при проведении высокотемпературных испытаний на пожарную безопасность. Данный прибор имеет два варианта: ZY-3 в корпусе и ZY-3S без корпуса, что позволяет адаптировать его к различным лабораторным условиям. Основные технические параметры приведены в таблице 1.

В соответствии со стандартными требованиями, игольчатый пламенный тестер должен периодически проводить подтверждающие испытания для проверки скорости повышения температуры пламени и его высоты. Сопло горелки является расходным компонентом. Длительное горение может изменить диаметр сопла и вызвать отклонение энергии пламени, что напрямую повлияет на результаты испытаний образцов реле и переключателей. Поэтому необходимы регулярный осмотр и замена. Корпус машины выполнен из высокотемпературной стали с покрытием, устойчивой к коррозии от продуктов сгорания пластмасс, и подходит для длительных непрерывных испытаний на пожарную безопасность в лабораторных условиях.

Полная процедура проверки реле и выключателей с помощью игольчатого пламенного тестера.

Перед проведением официального испытания реле или переключателей на огнестойкость с помощью игольчатого пламени, операторы должны изучить стандарт GB/T 5169.5-2020 и соответствующие технические характеристики изделия, а также подтвердить время воздействия пламени. Обычно время воздействия пламени на компоненты реле и переключателей составляет 30 секунд. Для некоторых компонентов с низким риском можно выбрать 10 или 20 секунд в соответствии со стандартами на продукцию. Необходимо провести предварительную подготовку образцов: образцы должны храниться не менее 24 часов при температуре окружающей среды 15–35 ℃ и относительной влажности 45–75% для исключения влияния влажности на характеристики горения пластиковых материалов.

Шаг первый: проверка пламени и отладка игольчатого пламенного тестера. Подайте бутан чистотой не менее 95%, установите горелку в вертикальное положение, отрегулируйте поток газа и откалибруйте высоту пламени до 12 мм ± 1 мм. Проведите проверку пламени с помощью термопары К-типа, чтобы убедиться, что время нагрева от 100℃ до 700℃ соответствует 23.5 с ± 1 с. Подтвердите нормальную работу модуля таймера и функции записи продолжительности горения. Поместите стандартную хлопчатобумажную прокладку на доску из белой сосны под станцию ​​с образцом в качестве базового слоя, чтобы проверить, не воспламеняют ли расплавленные капли окружающие горючие материалы. После проверки пламени отрегулируйте горелку в положение для проверки под углом 45° и поддерживайте стабильное состояние пламени в течение нескольких минут.

Шаг второй: зажим и позиционирование образцов реле и переключателей. По возможности сохраняйте образцы в полностью собранном состоянии, избегая произвольной разборки, чтобы имитировать реальные условия эксплуатации. Надежно закрепите образцы на держателе и выровняйте наконечник пламени в местах, наиболее уязвимых для воздействия дугового пламени. Для реле контрольными точками являются корпус вблизи контактов и основания клемм; для переключателей контрольными точками являются пластиковые детали вокруг контактов и внутренняя сторона панелей переключателей. Избегайте краев образцов и других мест, не имеющих практического значения, и соблюдайте стандартный зазор между наконечником горелки и поверхностью образца.

Шаг третий: направленное приложение пламени иглы. Запуск программы испытаний на пламенном тестере с иглой. Горелка перемещается вперед и приводит кончик стандартной иглы в контакт с поверхностью образца, поддерживая заданную продолжительность воздействия пламени, обычно 30 секунд. В течение всего цикла воздействия пламени и периода наблюдения после воздействия пламени операторы регистрируют состояние воспламенения, момент воспламенения, продолжительность горения и диапазон распространения пламени на образцах, а также наблюдают, воспламеняется ли хлопковая прокладка под образцом из-за капель пламени. По истечении времени воздействия пламени прибор автоматически убирает горелку и продолжает наблюдение за остаточным пламенем и тлением образцов. Повторное воздействие пламени на одну и ту же точку испытания запрещено, и для каждой группы испытаний следует использовать новые образцы.

Четвертый этап: сортировка данных после завершения испытаний. Полностью зафиксируйте все явления, включая состояние воспламенения, продолжительность горения, наличие капель расплавленного вещества и факт воспламенения хлопчатобумажной подкладки базового слоя. После завершения испытаний всех параллельных образцов обобщите все данные и оцените соответствие/несоответствие образцов реле или переключателей стандартным требованиям.

Критерии оценки результатов иглопламенного испытания

В соответствии с правилами оценки GB/T 5169.5‑2020, образцы реле и переключателей считаются прошедшими испытание на игольчато-пламенное воздействие, если выполняется хотя бы одно из следующих условий. Во-первых, в течение всего процесса воздействия игольчато-пламенного воздействия на образцах не возникает пламени или тления, и нижний хлопковый слой не воспламеняется. Во-вторых, после прекращения воздействия игольчато-пламенного воздействия пламя и тление на образцах самозатухают в течение 30 секунд без полного выгорания компонентов, и нижний хлопковый слой не воспламеняется каплями. Если образцы продолжают гореть дольше 30 секунд или расплавленные капли воспламеняют хлопковый слой, образец не проходит испытание, что указывает на пожароопасность в условиях слабого пламени, вызванного дуговым разрядом, для такого реле или переключателя.

В случае неудачного прохождения испытаний предприятиям необходимо принять меры по исправлению ситуации, такие как использование конструкционных пластмасс с более высокой огнестойкостью, увеличение толщины стенок корпуса и добавление конструктивных барьеров для предотвращения распространения пламени на соседние компоненты. После модификации материала или конструкции следует провести повторное испытание с помощью игольчатого пламенного тестера до тех пор, пока не будут соблюдены требования пожарной безопасности, установленные стандартами.

Практические меры предосторожности при испытании реле и выключателей игольчато-пламенным методом.

Многие предприятия используют стандартные заготовки материалов вместо полностью собранных компонентов реле и переключателей для испытания на воспламеняемость с помощью игольчатого пламенного анализатора. Положительный результат испытания заготовки материала не гарантирует, что собранные компоненты пройдут испытание на воспламеняемость с помощью игольчатого пламенного анализатора. Зазоры при сборке, вариации толщины компонентов и внутренние напряжения могут изменить фактическое поведение при горении. В качестве образцов для испытаний следует использовать полностью собранные компоненты. Подтверждающее испытание на воспламеняемость с помощью игольчатого пламенного анализатора нельзя пропускать. После каждой замены газа или форсунки горелки необходимо повторно калибровать высоту пламени и кривую повышения температуры; в противном случае результаты испытаний будут недействительными и не могут быть использованы для сертификационных отчетов.

В лабораторных условиях должна быть обеспечена вентиляция. Несмотря на то, что прибор оборудован закрытой испытательной камерой, средства пожаротушения должны быть готовы к действиям в чрезвычайных ситуациях, таких как сильное возгорание образца. Функция дистанционного управления LISUN Игольчатый пламенный тестер ZY-3 позволяет операторам завершить всю процедуру испытаний вдали от высокотемпературной камеры с пламенем и повышает безопасность персонала во время испытаний. Прохождение игольчатого пламенного испытания не является завершением полной оценки пожарной опасности компонентов. Для всесторонней оценки общего уровня пожарной опасности реле и переключателей следует использовать дополнительные испытания безопасности, такие как испытание на воспламенение проволокой и испытание на прослеживаемость.

Заключение

Реле и выключатели — это громоздкие основные компоненты электрических систем, пожарная безопасность которых напрямую влияет на общую безопасность бытовой техники, промышленного контрольно-измерительного оборудования и распределительных систем. Игольчатый пламенный тестер позволяет воспроизводить реальные условия работы с крошечными языками пламени, возникающими при искрении компонентов в лабораторных условиях. Игольчатый пламенный тестер — это оборудование для испытаний на пожарную безопасность, разработанное компанией [название компании]. LISUN Для электротехнической, электронной, бытовой техники, осветительной и информационно-технологической промышленности. Благодаря направленному воздействию пламени на образцы с помощью стандартной игольчатой ​​горелки, это оборудование точно определяет состояние воспламенения образца, время сохранения пламени и условия его распространения. Оно предоставляет данные испытаний, соответствующие международным и национальным стандартам, для исследований и разработок продукции, контроля качества на заводе и сертификации сторонними организациями. LISUN ЗY-3 Игольчатый тестер пламени Полностью соответствует всем требованиям к оборудованию GB/T 5169.5‑2020 и IEC 60695‑11‑5:2016 и может стабильно проходить испытания на огнестойкость методом игольчатого пламени для компонентов реле и выключателей. На этапах исследований и разработок, выбора компонентов и подачи заявок на сертификацию производители компонентов, правильно использующие игольчатый пламенный тестер, могут выявлять пожарную опасность изоляционных частей, оптимизировать состав материалов и структуру изделия, повышать уровень пожарной безопасности реле и выключателей и гарантировать безопасность эксплуатации электрооборудования конечного пользователя.