电器材料的热轧丝试验

电器材料的热轧丝试验

关于民生的安全一直是一个受关注的问题。由于误操作,电气布线系统可能会发生电流过载或短路而引起塑料材料燃烧,因此业界制定了各种防火要求来评估并测定电器中所使用材料的可燃性水平。灼热丝试验(GlowWireTesting)就是现今家用电器行业采用的相关防火要求之一。本文首先介绍了什么是灼热丝试验,描述了灼热丝试验方法的基本原理,并将这种试验方法与其他常用的可燃性试验方法进行了简要的比较。此外,本文还列举了进行灼热丝试验时应遵循的各种规范。对地面火炬的燃烧效果历史上曾经有多种方法来评估材料的可燃性和耐火性,包括直接和间接火焰燃烧试验方法。UL94规范是采用直接火焰燃烧试验方法的一个示例。这种已被长期采用的方法是在受控条件下,对垂直或水平安装的样本直接施加火焰。而间接火焰燃烧方法则是对样品施加热源。灼热丝试验是间接火焰燃烧方法的一个示例。使用这些方法得到的试验结果可用来比较材料的阻燃、自动熄灭(如果起燃)和燃烧形成的滴落物不引起火焰蔓延的可能性。为了更好地理解直接和间接方法的区别,可参照图2。国际电工委员会(IEC)于2001年制定了灼热丝试验方法,因为原有的试验方法已无法覆盖所有起燃源。具体地讲,灼热丝试验主要用于模拟因连接元器件过载或器件过热引起电气设备故障时可能产生的发热效应。燃烧与燃烧的关系IEC60335-1中规定了家用电器的灼热丝标准,最新版本是其Edition5.02010-05。但是,具体的灼热丝试验方法主要体现在IEC60695-2系列规范中。灼热丝试验通过将元件加热到预定温度实现。加热元件被称为灼热丝(GlowWire)。图3是灼热丝试验中使用的加热元件的示例。待测样品被固定到位,棉纸直接放置在样品下面。在达到预定温度后,以1N的力把灼热丝按压在样品上保持30s,如果30s内发生燃烧,则记录持续时间、火焰高度,以及材料滴落物是否引燃棉纸。无论是在终端产品还是原材料样片上都可进行灼热丝试验。两种情况下定义符合性的术语稍有不同。GWT简称灼热丝试验(GlowWireTest)(IEC60695-2-11)。当在终端产品上进行灼热丝试验时使用GWT。试验的结果则为在给定温度下“通过”或“未通过”。如样品不起燃或在拿掉加热元件后30s内自动熄灭,若发生滴落,滴落物不引燃棉纸,则为“通过”。GWFI代表灼热丝可燃性指数(GlowWireFlammabilityIndex)(IEC60695-2-12)。它是与最终产品中使用的原材料有关的属性。此属性通过在给定厚度的原材料样片上进行灼热丝试验来确定。GWFI是灼热丝在材料不起燃或在拿掉加热元件后30s内自动熄灭的最高温度。GWIT代表灼热丝起燃性温度(GlowWireIgnitionTemperature)(IEC60695-213)。它是与最终产品中使用的原材料有关的属性。此属性通过在给定厚度的原材料样片上进行灼热丝试验来确定。GWIT是加热元件与样片接触时材料起燃且燃烧时间超过5s的最低温度。了解以上3个术语对于理解如何在整机或终端产品安全标准IEC60335-1中应用灼热丝试验而言至关重要。iec6029-119高温热压试验IEC60335-1中规范了家用电器的通用安全要求。此规范规定,通过灼热丝试验来评估电器中支持载流连接器的非金属材料的可燃性。IEC60335-1中规定的灼热丝试验严酷性由电器在使用过程中是否有人照管以及连接件承载的电流大小来确定。有人照管的电器基本上是指由照管人员操作的电器,如吸尘器、熨斗和咖啡壶。无人照管的电器是指放在固定位置且独自运行的电器,这样的例子包括冰箱、烹饪装置、洗碗机、洗衣机和干衣机。对于有人照管的电器,支持载流连接的非金属材料部件和与这些连接件3mm以内的,且大于0.5g的非金属材料部件都需要根据IEC60695-211进行灼热丝试验。试验强度为:正常操作期间载流超过0.5A的连接件为750℃;其他连接件为650℃。但对有不同材料屏蔽的连接件,IEC606952-11灼热丝试验只针对插有屏蔽材料的地方进行相关试验强度的测试,而不直接针对屏蔽材料。在正常操作期间,归类为无人照管的电器中使用的电流在0.2A以上的连接件以及这些连接件3mm内的部件要经过最严酷的评估。需要进行三级可燃性评估才能满足规范要求。●第一级:要通过这一级别的评估,材料的最小GWFI必须达到850℃,或者最终产品必须在850℃下通过灼热丝试验。必须注意的是:要使最终产品通过评估,样品必须如前文所述在30s内自动熄灭。试验应按步骤60695-2-11进行。●第二级:要通过这一级别的评估,材料的最小GWIT必须达到775℃,或者最终产品必须在750℃下通过灼热丝试验。如果是GWIT775℃不够的小部件,材料必须满足GWFI750℃,或经受针焰实验,或V-1以上。必须注意的是:如果试验的是最终产品,任何燃烧必须在2s内熄灭,否则周围的器件必须通过第三级评估。●第三级:针焰实验,这一级别的评估(只有连接件上进行第二级试验时,火焰超过2s时进行)不直接在连接件上进行,而是在连接上方直径20mm、高50mm的垂直圆柱范围内的非金属部件上进行。在该范围内由可燃性等级最小为UL94V1的材料制成的器件不需进行进一步评估。试验gwitTE的经验表明,对连接器外壳只是简单地使用满足最小灼热丝可燃性指数(GWFI)和灼热丝