GBT 5169.23-2024 电工电子产品着火危险试验　第23部分：试验火焰　聚合物管形材料500 W垂直火焰试验方法标准立项发展报告

电工电子产品着火危险试验第23部分：试验火焰聚合物管形材料500W垂直火焰试验方法标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:FireHazardTestingforElectricandElectronicProducts—Part23:TestFlames—500WVerticalFlameTestMethodforTubularPolymericMaterials摘要关键词：电工电子产品；着火危险试验；聚合物管形材料；垂直火焰试验；500W试验火焰；标准化；防火安全Keywords:electricandelectronicproducts;firehazardtesting;tubularpolymericmaterials;verticalflametest;500Wtestflame;standardization;firesafety1引言随着现代科技的飞速发展，电工电子产品已深度融入社会生产生活的各个领域，从家用电器、信息技术设备到工业控制系统，无处不在。伴随产品功能日益复杂化、应用场景多元化，由电气故障引发的火灾事故呈多发态势，对人民生命财产安全构成严重威胁。据统计，电气火灾在我国各类火灾事故中占比始终居高不下，其中相当比例的事故源于产品中聚合物材料的燃烧与火焰蔓延。聚合物材料凭借其优良的绝缘性能、加工性能和经济性，在电工电子产品中被广泛用作线缆绝缘与护套、连接器外壳、绝缘子、套管、扎带及结构支撑等关键部件。然而，聚合物材料固有的可燃性使其成为火灾传播的重要媒介，其燃烧行为直接决定了产品在异常工况下（如过载、短路、接触不良等）引发火灾的风险程度。在此背景下，建立科学、统一、可比的着火危险试验方法，对材料的燃烧性能进行客观评价，已成为电工电子行业消防安全保障体系的核心环节。国际电工委员会（IEC）长期致力于电工电子产品着火危险试验方法标准的制定工作，其制定的IEC60695系列标准已成为全球范围内最具权威性的防火试验标准体系。其中，IEC60695-11-10规定了采用500W标称试验火焰对垂直放置的聚合物管形材料进行火焰试验的方法，用于评估材料在特定火焰条件下的耐燃性能和火焰传播特性。我国自上世纪八十年代起逐步引入IEC着火危险试验标准体系，先后转化制定了GB/T5169系列标准，对推动电工电子产品防火安全水平的提升发挥了重要作用。然而，针对聚合物管形材料500W垂直火焰试验方法，此前我国尚未有对应的国家标准，致使相关产品在材料选型、质量检验、认证认可等环节存在方法缺失或引用不一致的问题，难以满足行业发展的现实需求。在此情况下，等同采用IEC60695-11-10:2013国际标准，制定我国相应的国家标准，既是完善GB/T5169标准体系的内在要求，也是顺应国际技术法规协调发展的必然选择。本报告的编制正是在上述行业背景与技术需求的驱动下开展。通过系统梳理国际标准的技术脉络，充分调研国内相关产业的实际需求，组织行业专家进行多轮研讨与验证试验，最终形成了科学严谨、可操作性强且与国际接轨的标准文本。本报告旨在全面呈现该标准的立项依据、编制思路、技术要点与应用价值，为标准使用者提供系统性指引，也为后续相关标准的制修订提供参考。2标准编制目的与必要性2.1完善标准体系，填补方法空白GB/T5169《电工电子产品着火危险试验》系列标准是我国电工电子领域防火安全试验方法的核心标准体系，涵盖了着火危险试验的名词术语、灼热丝试验、针焰试验、水平燃烧试验、垂直燃烧试验等多种试验方法。然而，在聚合物管形材料专用500W垂直火焰试验方法方面，我国长期缺乏对应的国家标准。实践中，相关企业和检测机构往往参照IEC60695-11-10或UL94等国外标准进行试验，由于各标准在试样制备、火焰施加方式、评定指标等方面存在差异，导致测试结果缺乏一致性，给产品质量评价和技术交流带来了不便。因此，制定该标准对于完善GB/T5169标准体系、填补领域空白、统一试验方法具有直接的现实意义。2.2对标国际标准，促进技术互认在经济全球化深入发展的今天，电工电子产品的国际贸易日益频繁，技术法规和标准的国际协调已成为减少技术性贸易壁垒、促进贸易便利化的重要手段。IEC60695-11-10:2013作为国际通行的聚合物管形材料500W垂直火焰试验方法标准，被欧盟、美国、日本等主要经济体广泛采用，在国际贸易和认证领域具有重要影响力。我国作为全球最大的电工电子产品生产和出口国，等同采用该国际标准制定国家标准，有利于实现国内试验方法与国外先进标准的对接，消除因试验方法差异造成的贸易障碍，促进检测结果在国际市场上的互认，降低企业重复检测成本，提升我国电工电子产品的国际竞争力。2.3保障产品安全，服务市场监管随着我国强制性产品认证（CCC认证）制度的深入实施以及《中华人民共和国消防法》《中华人民共和国产品质量法》等法律法规对产品安全性能要求的不断提高，电工电子产品中聚合物材料的燃烧性能已成为市场准入和安全监管的重要考量因素。制定统一的500W垂直火焰试验方法标准，为材料燃烧性能的测试与评价提供了科学依据，有助于生产企业有效开展产品设计和质量控制，有助于检测机构规范出具检验报告，有助于政府监管部门科学实施监督抽查，形成标准引领、全链条协同的产品安全共治格局。2.4适应技术进步，满足产业需求近年来，新能源、5G通信、人工智能等新兴技术的快速发展，推动了电工电子产品向高功率密度、高集成度方向演进，对聚合物材料的热稳定性和耐燃性能提出了更高要求。聚合物管形材料广泛应用于新能源汽车高压线束护套、通信设备线缆保护管、光伏系统连接器绝缘套管等领域，其燃烧性能直接关系到新兴领域的产品安全。原有的一些试验方法在火焰能量、试样规格、评定方式等方面已难以全面反映实际使用工况下的着火危险性。500W垂直火焰试验采用较常规试验更高的火焰能量，能够更严苛地评价材料在较强热源作用下的耐燃行为，更贴近某些实际火灾场景，适应当前技术发展的需求。3标准主要内容3.1范围界定本标准规定了电工电子产品中聚合物管形材料在500W标称试验火焰作用下的垂直火焰试验方法，适用于实心或空心圆截面聚合物管形材料（包括管材、套管及类似制品）的燃烧性能测试。标准明确规定了试验的适用边界，即所评定的材料为管形几何形态，以区别于片材、条状等其他形态材料的试验方法。需要说明的是，该试验方法所得结果仅用于评定材料在规定试验条件下的着火危险性，不宜直接外推至其他形状、其他尺寸或其他使用条件下的燃烧行为，试验结果的工程应用需结合具体产品的实际使用工况进行综合判断。3.2规范性引用文件标准在技术内容上等同采用IEC60695-11-10:2013，在结构编排上遵循GB/T1.1-2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定。标准中规范性引用了以下关键文件：GB/T5169.1《电工电子产品着火危险试验第1部分：着火试验术语》（对应IEC60695-4）、GB/T5169.14《电工电子产品着火危险试验第14部分：试验火焰1kW标称预混合型火焰装置、确认试验方法和导则》、ISO13943《消防安全词汇》、ISO291《塑料调节和试验用标准大气》等。上述引用文件共同构成了标准实施的术语基础和试验条件保障。3.3术语和定义为统一理解与执行，标准在参考ISO13943和GB/T5169.1的基础上，结合本试验方法的具体特点，对若干关键术语进行了明确定义。主要包括：“管形材料”（tubularpolymericmaterial），指具有管状几何形态、壁厚与直径呈一定比例的聚合物材料；“试验火焰”（testflame），指由本试验装置产生并经过确认的、标称热输出功率为500W的预混合型火焰；“余焰”（residualflame），指试验火焰移开后，试样火焰持续燃烧的现象；“余灼”（residualglow），指试验火焰移开后，试样在无火焰状态下继续灼热燃烧的现象；“烧蚀长度”（charlength），指试样在试验后经规定方法测量得到的炭化损伤区域长度。术语定义的明确性为试验操作的一致性和结果判定的客观性奠定了基础。3.4试验原理本试验方法的原理为：将规定尺寸的聚合物管形试样垂直固定在试验箱内的专用支架上，以标准化的500W预混合型试验火焰的顶部或规定部位按规定的角度和作用时间施加于试样表面，观察和记录试样在火焰作用期间及移开火焰后的燃烧行为，包括是否着火、火焰传播情况、有焰燃烧持续时间及无焰燃烧持续时间等参数，并据此评估材料的耐燃性能。500W试验火焰的能量级别介于常用的50W针焰和1kW火焰之间，适用于模拟中等强度热源（如电气短路电弧、过载电阻发热等）对管形材料的作用效果，同时也能够较好地区分不同材料之间的阻燃性能差异。3.5试验装置与材料标准对试验装置的各组成部分提出了明确规定。试验箱采用不锈钢制成，容积不小于0.5m³，正面和/或侧面设有耐热玻璃观察窗，顶部设有排烟口，以保证试验过程的可观察性和安全性。试样支架由耐热金属制成，能够将试样牢固地固定在垂直位置，并可进行水平和垂直方向的调节，以保证火焰施加位置的准确性。本生灯采用管径为9.5mm±0.3mm的标准化燃烧器，燃气管路中配备流量计和精密调节阀，以确保燃气和空气的混合比例及流速准确可控。燃气采用工业级丙烷或甲烷，纯度和热值满足规定要求；助燃空气经过滤净化，压力稳定。500W火焰需经确认试验验证其热输出功率满足标准要求，确认方法依据GB/T5169.14执行。3.6试样制备与状态调节试样为聚合物管形材料，长度为150mm±5mm，其外径和壁厚依据产品规格确定并在试验报告中注明。在试样表面沿轴向标记出火焰施加点和烧蚀长度测量基准线。试样数量不少于5个，以确保试验结果的统计学可靠性。试样在温度23℃±2℃、相对湿度50%±5%的标准大气条件下进行不少于48小时的状态调节，以保证试验结果的可比性和可重复性。3.7试验条件试验在环境温度为23℃±5℃、相对湿度低于65%的条件下进行。试验箱内保持微负压或设置低风速排风系统，防止燃烧产物外泄，同时避免强制通风对火焰形态和试样燃烧行为造成干扰。试验前须对试验火焰进行确认，确认火焰的总高度和内锥高度满足规定要求，以确保施加到试样上的热输出在规定的500W±50W范围内。3.8试验程序试验程序按以下步骤进行：将状态调节后的试样垂直安装在支架上，调整本生灯位置，使试验火焰的内锥顶端与试样表面的标记点接触。火焰施加时间为5s，随后移开火焰并观察试样状态；如试样在第一次施加后未着火或火焰迅速熄灭，则进行第二次施加，施加位置为同一标记点。每次施加火焰后，记录如下参数：（1）试样是否着火；（2）有焰燃烧持续时间，即移开试验火焰后试样火焰持续燃烧的时间；（3）无焰燃烧持续时间，即火焰燃烧停止后试样继续灼热燃烧的时间；（4）是否有燃烧滴落物（包括滴落物是否引燃铺设在试样下方的脱脂棉层）；（5）烧蚀长度。全部试验结束后，对试样进行冷却和检查，测量烧蚀长度，综合评定材料的燃烧性能等级。3.9性能评定依据试验中记录的参数，将材料的燃烧性能分为V-0、V-1、V-2等类别。V-0级要求任意试样在有焰燃烧和无焰燃烧的总时间不超过50s，且无燃烧滴落物引燃脱脂棉的现象；V-1级要求总时间不超过250s，且无引燃现象；V-2级允许出现引燃脱脂棉的燃烧滴落物，但对有焰燃烧和无焰燃烧时间仍有限制。标准规定，试验结果的评定应基于全部试样的综合表现，而非单个试样的数据。若5个试样中有1个不满足相应等级要求，则加试5个样品，最终按全部10个试样中不合格数量不超过1个的标准进行判定。3.10试验报告标准对试验报告的内容提出了明确要求。报告应至少包括以下信息：试样标识（材料名称、牌号、生产厂家、批次号等）、试样尺寸（外径、壁厚、长度）、状态调节条件、试验环境参数、燃气种类及流量、火焰确认数据、各次试验的观察记录（着火时间、有焰燃烧持续时间、无焰燃烧持续时间、滴落物情况）、烧蚀长度测量结果、最终性能分类等级以及任何偏离标准规定的试验条件的说明。试验报告的规范化有利于不同实验室之间结果的比对和质量追溯。4标准实施的意义4.1对行业技术进步的推动作用本标准的发布实施，为我国电工电子行业提供了一套与国际接轨的、科学的聚合物管形材料耐燃性能评价工具。对于材料研发人员而言，可以利用该方法定量评估新配方、新工艺材料的阻燃性能，指导材料设计与改性方向，加快高性能阻燃材料的开发进程。对于产品设计人员而言，可以在选材阶段根据标准的分类等级合理选择满足产品防火要求的管形材料，从源头降低产品的着火风险。对于生产企业而言，可以利用该方法建立原材料进厂检验和产品质量控制的标准程序，实现质量管理的规范化和精细化，推动企业技术进步和产品质量提升。4.2对质量提升和认证认可的支撑作用标准的实施为电工电子产品及材料的质量认证、检测评定提供了统一的技术依据。在强制性产品认证领域，相关产品中聚合物管形材料的阻燃性能要求可依据本标准进行检测验证；在自愿性认证领域，企业可依据本标准开展产品燃烧性能分级认证，增强产品的市场公信力。检测机构依据本标准开展测试服务，可确保检测结果的科学性、一致性和可追溯性。同时，由于本标准等同采用IEC国际标准，国内检测机构出具的试验报告能够获得更多国际认可机构的采信，有利于减少重复检测，降低企业制度性交易成本。4.3对保障公共安全的促进作用聚合物管形材料在电工电子产品中的应用十分广泛，从家用电器内部布线保护管到通信基站线缆套管，其燃烧性能直接关系到产品在异常工况下引发火灾的风险水平。通过推行统一的500W垂直火焰试验方法，能够更加有效地筛选出耐燃性能优良的材料，淘汰阻燃性能差的产品，从源头上降低电气火灾的发生概率。标准的实施还将为政府监管部门开展产品质量监督抽查、火灾事故技术调查分析提供可靠的技术手段，对提升全社会电气火灾防控水平具有重要意义。4.4对标准化工作的示范带动作用GB/T5169.23-2024的发布进一步完善了GB/T5169系列标准的方法体系，实现了与国际IEC60695系列标准在管形材料垂直火焰试验领域的同步对接。该标准的制定过程遵循了"国际经验借鉴—国内需求调研—专家论证验证—标准文本编制"的科学路径，为后续其他着火危险试验方法标准的制修订提供了有益借鉴。同时，该标准与GB/T5169系列其他标准的协调配合，形成了一套覆盖不同火焰能量级别、不同试样形态、不同性能指标的完整试验方法体系，为电工电子产品着火危险性的系统评价奠定了坚实的技术基础。5主要起草单位介绍本标准的主要起草单位为中国电器科学研究院股份有限公司（原广州电器科学研究院）。该研究院始建于1958年，是集科研开发、科技产业、检测认证为一体的国家级创新型科技企业，长期致力于电工电子产品环境适应性、可靠性与安全性领域的基础研究和技术服务工作。在标准化工作方面，中国电器科学研究院是全国电工电子产品环境条件与环境试验标准化技术委员会（SAC/TC8）的秘书处承担单位，同时也是国际电工委员会IEC/TC89（着火危险试验