Проверка электротехнических и электронных изделий на пожарную безопасность является обязательным требованием во всех отраслях промышленности мира. По мере того, как устройства становятся меньше и плотнее, а внутренние компоненты с точки зрения тепловых характеристик находятся ближе к своим материальным ограничениям, вероятность возгорания в случае электрической неисправности возрастает. испытание накаливания Этот процесс был разработан для имитации реалистичных сценариев возгорания, возникающих в результате перегрева элементов, ослабления контактов клемм или внутренних коротких замыканий. Он представляет собой пример контролируемого нагрева, который применяется вместо воздействия на материал открытым пламенем для имитации термической нагрузки, создаваемой нагревательными элементами в неисправных цепях.
Это надежный способ проверки поведения при воспламенении, развития пламени, плавления и последующего нагрева. Стандарты испытаний определяют используемую температуру, а также продолжительность контакта нагревательного элемента с образцом, способ определения продолжительности пламени и то, как каплеобразование или плавление повлияют на классификацию безопасности.

Цель оценки с помощью накаливания и сопоставления с реальными условиями неисправности.

Электрические компоненты редко воспламеняются от внешнего пламени, а чаще всего из-за перегрева внутри. Разъем, ослабевший в результате механической вибрации, может нагреться и воспламенить находящиеся рядом полимерные корпуса. Аналогично, резисторы, работающие вблизи перегрузки или имеющие некачественные клеммы, могут создавать зоны перегрева. Эти зоны нагреваются настолько сильно, что расплавляют или сжигают полимерную изоляцию.
Метод с использованием нагревательной проволоки имитирует этот источник воспламенения, измеряя температуру стандартизированного источника электрического нагрева. Прибор нагревает никель-хромовую проволоку до заданной температуры, например, 550°C, 650°C или выше, а затем подвергает воздействию материала в течение определенного периода времени. Это делается для того, чтобы выяснить, воспламенится ли материал или нет, и в случаях, когда воспламенение происходит, убедиться, что он самозатухает со временем, не вызывая значительного другого возгорания.
В современных лабораториях, использующих оборудование, производимое компанией LISUNСтрогая стандартизация необходима, поскольку малейшее различие в скорости нагрева или контактном давлении может изменить результаты. Именно поэтому были разработаны международные стандарты для регулирования всех параметров испытаний.

Структура испытаний накаливания проволокой согласно IEC 60695

Стандарт IEC 60695 является наиболее распространенным стандартом, используемым для регулирования испытаний на воспламеняемость при помощи тлеющей проволоки. Данная система охватывает различные разделы, касающиеся температуры воспламенения, распространения пламени и индекса воспламеняемости. Стандарт определяет необходимый способ изготовления испытательного оборудования, способ измерения температуры и расположение образцов материала.
В частности, стандарт IEC 60695-2-10 определяет условия испытаний для различных применений. В этих документах указываются время повышения температуры, сила контакта между нагретым нагревательным элементом и образцом, время испытания и испытание после воспламенения. Стандартизация этих параметров призвана обеспечить возможность сравнения материалов. Один и тот же тип полимерной композиции может воспламениться при 550 °C и даже не воспламениться при 650 °C. Такие сравнения были бы бесполезны без единой методики.
Критерий учитывает реальные случаи отказов: материал не только не должен легко воспламеняться, но и не должен быть способен воспламенять другие вещества. Таким образом, капание расплавленного материала является источником дополнительных опасностей в зависимости от наличия ваты или индикаторной бумаги под образцом.

Температура воспламенения накаленной проволоки (GWIT) и индекс воспламеняемости накаленной проволоки (GWFI)

Испытания на воспламенение с помощью раскаленной проволоки позволяют получить два важных результата: температуру воспламенения (GWIT) и индекс воспламеняемости (GWFI). Температура воспламенения (GWIT) используется для измерения максимальной температуры, необходимой для предотвращения воспламенения материала в течение определенного времени. Индекс воспламеняемости (GWFI) используется для определения скорости затухания материала. Эти два показателя дают представление о поведении материала при термическом воздействии.
Классификация GWIT и GWFI позволяет производителям классифицировать используемые ими пластмассы в корпусах, разъемах и внутренних компонентах. Интегральная схема, выбранная без проверки на соответствие этим классам, может пройти электрические испытания и выйти из строя из-за теплового разгона. Благодаря развитию материалов с более легкими составами и возможностью вторичной переработки, классификация по воспламеняемости при нагревании может использоваться для сохранения пожарной безопасности.

Ссылки на стандарты EN, UL и ISO, подтверждающие методику применения накаленной проволоки.

В то время как мировой стандарт устанавливается стандартами IEC, аналогичные документы выпускаются региональными агентствами. Стандарт EN 60695 отражает рекомендации IEC для европейского рынка. UL 746A В стандартах ISO содержатся определенные положения по оценке воспламеняемости полимерных материалов в условиях Северной Америки. Принципы работы раскаленной проволоки также упоминаются в стандартах ISO применительно к глобальным цепочкам поставок.
В разных отраслях промышленности уровни требований различаются. Например, в производстве автомобильных деталей интерьера высоко ценится способность к самозатуханию, тогда как в производстве бытовой техники температура воспламенения также является важным фактором. Таким образом, оборудование для розжига с помощью проволоки должно выдерживать очень широкий диапазон температур и обеспечивать постоянные циклы нагрева.

Как конструкция прибора обеспечивает точность

Для получения достоверных результатов оборудование должно обеспечивать строгий контроль параметров нагрева для проведения испытания на воспламенение от тлеющей проволоки. Испытательный стенд для тлеющей проволоки — это устройство, в котором используется нагревательный контур, предназначенный для нагрева до заданной температуры за заданное время и поддержания её в заданном диапазоне. Точность термопары имеет решающее значение при измерении температуры проволоки из-за различий в воспламенении, происходящем при температурах ниже 20°C.
Оборудование также имеет систему контроля усилия при установке. Чрезмерное давление нарушает скорость теплопередачи, тогда как недостаточное давление приводит к неполному контакту. Автоматизированное управление позиционированием гарантирует повторяемость, которая не зависит от действий оператора.
Кроме того, камеры, используемые для проведения испытаний накаленной проволокой, должны хорошо вентилироваться, чтобы дымовые газы не накапливались и не влияли на условия нагрева. LISUN Они изготавливают свое оборудование в изолированном корпусе, что снижает тепловыделение и обеспечивает точность измерений.

Рисунок: Устройство для испытаний накаливания.

Практическое применение и актуальность стандартизированной оценки воздействия накаленной проволоки.

Внутренние температуры повышаются по мере миниатюризации изделий. Современные зарядные устройства, драйверы светодиодов и модули питания создают тепловые потоки, ранее недостижимые для материалов. Полимер, используемый в качестве нагревательного элемента, может предотвратить воспламенение даже в случае неисправности устройства, предоставляя жизненно важное время для его автоматического отключения или срабатывания предохранителя.
В автомобильных блоках управления проверка с помощью нагревательной проволоки используется для обеспечения того, чтобы корпуса не загорелись в случае локального перегрева жгутов проводов. Внутренние пластиковые детали в таких приборах, как духовки и сушилки, подвергаются длительному воздействию высоких температур. Без надлежащей проверки с помощью нагревательной проволоки такие материалы могут расплавиться, разбрызгаться или даже загореться, что приведет к вторичному возгоранию.
Устройства, работающие от батарей, также представляют собой новые проблемы. Защитная цепь литий-ионного элемента может выйти из строя и вызвать сильное повышение температуры в ненормальных условиях. Внутренние конструкции изготавливаются с учетом возможности воспламенения от нагревательной проволоки, чтобы минимизировать вероятность возгорания в таких редких, но опасных ситуациях.

Взаимосвязь между испытаниями накаленной проволокой и выбором материалов.

Результаты испытаний на воспламеняемость с помощью раскаленной проволоки используются инженерными группами для оптимизации применения полимеров. Материал с высоким значением GWIT (температура воспламенения при высокой температуре), но низким значением GWFI (температура нагрева при высокой температуре), может быть трудновоспламеняемым и чрезмерно гореть после воспламенения. С другой стороны, материал, который легко воспламеняется и быстро гаснет, может использоваться в некоторых областях с низким уровнем риска. Таким образом, результаты испытаний на воспламеняемость с помощью раскаленной проволоки помогают проектным группам принимать взвешенные решения по тушению пожаров.
Огнезащитные добавки, минеральные наполнители и стабилизаторы — это лишь некоторые из веществ, влияющих на характеристики проволоки, нагреваемой накаливанием. Производители пробуют различные составы, чтобы найти наиболее оптимальный компромисс между механической прочностью, стоимостью, соответствием экологическим требованиям и огнестойкостью.

Заключение

испытание накаливания Предлагается обязательная методика оценки уязвимости к воспламенению и развития пламени в условиях контролируемых и реалистичных тепловых нагрузок. Стандарты, такие как IEC 60695, защищают все детали способа проведения испытаний, обеспечивая схожие и значимые результаты во всех отраслях промышленности. Передвижные огнестойкие корпуса. Корпуса защитного оборудования, корпуса приборов, разъемы, автомобильные модули и электронные сборки используют материалы, рассчитанные на воспламенение от раскаленной проволоки, для безопасной работы в условиях пожара.
Когда разработка ведется ответственным производителем, таким как LISUNТермоанемометр позволяет лаборатории проводить исключительно точный и воспроизводимый анализ, который может быть напрямую связан с реальными условиями перегрева. Используя эти ключевые стандарты тестирования, инженеры могут убедиться в безопасности современных электротехнических изделий, даже если именно внутренние неисправности могут привести к их работе за пределами нормальных рабочих параметров.