IEC TR 60695-2-222026 火灾危险试验 第2-22部分基于发光热线的试验方法 IEC TS 60695-2-2120 23开发的循环试验结果标准立项发展报告

火灾危险试验第2-22部分：基于发光/热线的试验方法IECTS60695-2-21:2023开发的循环试验结果标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:FireHazardTesting–Part2-22:Glowing/Hot-wireBasedTestMethods–ResultsoftheRoundRobinTestsfortheDevelopmentofIECTS60695-2-21:2023摘要随着电工电子产品的广泛应用，由发热组件或故障状态引发的火灾风险日益受到全球关注。为系统评估电工电子产品在异常过热条件下的火灾危险性，国际电工委员会（IEC）持续完善基于发光/热线的试验方法标准体系。IECTR60695-2-22:2026《火灾危险试验第2-22部分：基于发光/热线的试验方法IECTS60695-2-21:2023开发的循环试验结果》作为该体系中的重要技术报告，系统记录了为验证和开发IECTS60695-2-21:2023技术规范而开展的循环试验（RoundRobinTest）的完整研究过程与试验结果。本报告从标准立项背景出发，详细梳理了循环试验的组织设计、参试实验室构成、试验材料与方法的选定过程、数据统计分析方法以及关键技术结论，深入阐述了该标准对提升基于发光/热线试验方法精密度和再现性的重要支撑价值。报告还介绍了主要起草单位在推动该标准制定过程中所发挥的技术引领作用，并对标准发布后的应用前景与后续标准化工作方向进行了展望分析。关键词：火灾危险试验；发光/热线试验；循环试验；IEC标准；电气工程；精密度；着火危险性评估Keywords:FireHazardTesting;Glowing/Hot-wireTestMethods;RoundRobinTest;IECStandards;ElectricalEngineering;Precision;FireRiskAssessment一、引言火灾是威胁电气设备安全运行的主要风险源之一。根据国际电工委员会（IEC）的统计，全球范围内由电气设备故障引发的火灾事故占比常年居高不下。在此背景下，IEC第89技术委员会（TC89）专门负责制定电工电子产品火灾危险试验方法标准，以降低产品在正常使用和异常工作状态下引发火灾的风险。在电工电子产品中，发热电阻、加热元件、连接端子以及故障状态下可能产生局部高温的部件均可能成为着火源。为评估材料与元器件在受到发光发热体作用时的着火敏感性，IEC制定了一系列基于发光/热线（Glowing/Hot-wire）的试验方法，涵盖了灼热丝试验、不良接触发热试验等多种测试模式。2023年发布的IECTS60695-2-21:2023技术规范进一步完善了上述方法体系，但其验证过程中涉及的循环试验数据和分析结论需要以技术报告形式予以系统记录和公开发布，以增强标准的科学公信力并为其后续修订提供数据基础。IECTR60695-2-22:2026正是在此背景下应运而生。二、标准立项背景2.1技术背景基于发光/热线的试验方法用于模拟电工电子产品中的发热组件在故障或异常条件下产生的局部高温对邻近材料的作用。此类试验的核心目的在于：评价材料在受到规定温度发热体作用时的着火危险程度；为产品设计提供材料选型和结构优化的数据依据；为产品质量一致性检验提供标准化的试验手段。自IEC60695-2系列标准实施以来，灼热丝试验（Glow-wireTest）已成为全球电气产品安全认证的基础性试验项目。然而，随着新型材料不断涌现以及产品结构日趋复杂，既有试验方法在精度、适用性和可重复性方面逐渐暴露出局限。为此，IECTC89启动了对基于发光/热线试验方法体系的系统性修订和完善工作。2.2标准立项的必要性标准制定过程中的循环试验是验证试验方法有效性的关键环节。通过组织多个独立实验室对相同样品按照统一试验程序进行测试，可以科学评估试验方法的重复性（Repeatability）和再现性（Reproducibility），从而确定方法的精密度指标。在IECTS60695-2-21:2023的开发过程中，IECTC89组织开展了大规模的循环试验。然而，鉴于以下原因，有必要以独立技术报告的形式将循环试验结果系统公开：-数据透明性：标准使用者需要了解方法精密度的统计依据，以便在实际应用中合理评估试验结果的不确定性；-方法验证：对试验参数（如升温速率、目标温度、加载方式等）的合理性和有效性进行数据层面验证；-国际协调：为不同国家和地区采用该技术规范提供可参考的验证数据，促进国际互认；-修订支撑：为IECTS60695-2-21的后续修订和升级为国际标准（IS）提供数据基础。基于以上背景，IECTC89于2025年正式立项制定IECTR60695-2-22，系统汇编循环试验的实施过程、数据分析和结论建议。三、循环试验的组织与设计3.1试验目的与范围本次循环试验的主要目的在于：1.验证IECTS60695-2-21:2023所规定的试验方法在实际操作中是否具备良好的可行性和稳定性；2.评估不同实验室之间试验结果的一致程度，确定方法的重复性限和再现性限；3.识别试验程序中可能影响结果的关键变量，为方法改进提供依据；4.为IECTS60695-2-21:2023中的精密度声明提供统计支撑数据。试验范围覆盖了IECTS60695-2-21:2023所规定的基于发光/热线的各主要试验模式，包括但不限于灼热丝可燃性试验（GWFI）、灼热丝起燃性试验（GWIT）以及与不良接触相关的热线试验。3.2参试实验室本次循环试验面向全球范围内具备相应试验能力的检测实验室发出参与邀请。最终确认参试的实验室共17家，分布于欧洲、亚洲和北美洲的11个国家和地区，包括：-德国VDE测试与认证研究所-英国Intertek天祥集团-美国UL安全试验所-中国广州电器科学研究院（现已整合至中国电器科学研究院股份有限公司）-日本JET电气安全环境研究所-韩国KTC韩国机械电气电子试验研究院-瑞士SGS通标标准技术服务有限公司-法国BV必维国际检验集团-其他具备IEC60695系列标准测试能力的认可实验室参试实验室均具备IEC60695系列标准的测试经验，并持有效的实验室认可资质。为保证试验结果的代表性和统计有效性，参试实验室的地理分布覆盖了IEC主要成员国家，并在设备型号、操作人员经验等方面保持了合理的差异度。3.3试验样品与材料循环试验选用了一批具有代表性的电工电子产品用材料，包含：-热塑性材料：聚碳酸酯（PC）、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS）、聚酰胺（PA66）、聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）等；-热固性材料：酚醛树脂（PF）、不饱和聚酯玻璃纤维增强材料（UP-GF）等；-弹性体材料：硅橡胶、三元乙丙橡胶（EPDM）；-复合板材：覆铜箔层压板（如FR-4型环氧玻璃布层压板）。样品由协调中心统一制备、编码、分装并发往各参试实验室，确保样品的一致性和均匀性。每种材料制备了足够数量的平行试样，以满足重复试验和不同试验条件组合的测试需求。3.4试验方法与程序本次循环试验严格按照IECTS60695-2-21:2023所规定的试验程序执行。核心试验条件包括：-灼热丝试验：灼热丝顶端温度分别设定为550℃、650℃、750℃、850℃和960℃等常用温度等级；施加时间30s；标称压力1.0N；灼热丝由镍/铬（80/20）合金制成，顶端直径为4mm。-不良接触试验：模拟连接端子在松动状态下的接触电阻变化引起的发热过程，试验电流按材料类型分别设定。在试验执行前，协调中心为各参试实验室提供了统一的试验指导文件和操作培训材料，并对关键试验设备（特别是灼热丝温度校准系统）提出了明确的校准要求，以减少因设备差异导致的系统偏差。四、试验结果与统计分析4.1数据汇总与预处理各参试实验室在规定时间内完成了试验并按统一格式提交了原始数据。协调中心对回收的数据进行了完整性检查和有效性审核，剔除了因设备故障、操作违规等原因导致的无效数据。最终有效数据覆盖率为94.6%，符合ISO5725系列标准对循环试验有效性的要求。4.2统计分析方法数据统计分析依据ISO5725-2:2019《测量方法和结果的准确度（真实度和精密度）第2部分：确定标准测量方法重复性和再现性的基本方法》和ASTME691标准进行，主要分析内容包括：-一致性检验：采用Grubbs检验和Cochran检验识别离群值实验室和离群数据；-精密度分析：计算各材料在各试验条件下的重复性标准差（sr）和再现性标准差（sR）；-均值分析：确定各材料和试验条件下的平均试验结果，并与已知参考值进行比较；-趋势分析：考察试验温度、材料类型等因素对试验结果的系统性影响。4.3主要结果4.3.1重复性从重复性角度来看，参与循环试验的各实验室在相同条件下对同一材料进行重复试验时，所得结果表现出较好的一致性。尤其是在灼热丝试验中，大多数实验室能够稳定地判定材料在规定温度下是否发生着火或起燃。对部分热塑性材料而言，在较低试验温度下的重复性表现优于高温极端条件下的表现，这主要与材料在高温下的热降解行为波动有关。整体而言，试验方法的重复性处于可接受的范围内，能够支撑常规质量控制和产品对比评估的需要。4.3.2再现性不同实验室之间试验结果的离散程度是评估方法可推广性的核心指标。循环试验数据表明：对于具有明确着火/不起火临界行为的材料，各实验室的判定一致性较高；而对于在特定温度区间内表现出过渡行为的材料，再现性则明显下降。这一现象提示，标准在后续修订中需要考虑对试验结果判定规则进行更为细致的明确，以减少主观因素对判定结果的影响。4.3.3关键变量识别通过方差分析和回归分析，识别出影响试验结果一致性的关键因素包括：-灼热丝温度校准精度：温度偏差对试验结果影响最为显著；-样品状态调节条件：不同湿度环境下样品的含水率差异会影响材料的着火特性；-灼热丝顶端的清洁状态：残留物累积会影响热传导效率与试验结果；-通风条件：试验箱内气流速度和方向对燃烧行为的影响不容忽视。4.3.4与预期结果的一致性试验获得的临界温度数据与IECTS60695-2-21:2023技术规范中的参考值具有较好的一致性。对于多数参试材料，灼热丝起燃温度（GWIT）的交叉实验室结果与规范中的推荐值偏差在允许范围内，验证了技术规范中给出的材料数据具有可靠的实验基础。五、标准内容的框架与要点IECTR60695-2-22:2026作为技术报告，其内容框架主要包括：-范围：明确本技术报告适用于IECTS60695-2-21:2023所述基于发光/热线试验方法的循环试验结果报告；-规范性引用文件：列出ISO5725系列、IEC60695-2系列等相关标准；-术语和定义：对循环试验相关的专用术语进行统一界定；-循环试验的组织：详述参试实验室的遴选标准、数量要求及地域分布原则；-试验材料和样品准备：明确样品选材原则、制备工艺、编码及分发管理要求；-试验程序：规定循环试验所依据的核心试验参数和实施流程；-统计分析框架：规定数据处理和统计方法；-试验结果与分析：系统呈现各类材料的循环试验数据，分析试验方法精密度水平，识别关键影响因素；-结论与建议：总结循环试验对IECTS60695-2-21:2023的验证结论，提出方法改进建议；-附录：包含原始数据汇总、离群值分析详情及各参试实验室设备配置信息。六、主要起草单位介绍在IECTR60695-2-22:2026的制定过程中，德国VDE测试与认证研究所（VDETestingandCertificationInstitute）作为IECTC89的重要成员单位和本技术报告的牵头起草单位，发挥了核心组织和技术主导作用。VDE测试与认证研究所隶属于德国电气工程师协会（VDE），成立于1920年，是全球电气工程领域最权威的测试和认证机构之一。该研究所在电气安全、火灾危险测试、产品安全性评估等领域拥有超过百年的技术积累，是IEC60695系列标准最主要的起草单位之一。其下属的火灾试验实验室配备了国际领先的全套灼热丝试验装置、热线点火试验装置及大型燃烧试验设备，具备从材料级到元件级再到成品级的全链条火灾危险测试能力。在本标准的制定过程中，VDE研究所承担了以下关键工作：-担任循环试验协调中心（CoordinatingCenter），负责试验方案的设计、参试实验室遴选与培训、样品制备与分发、数据汇总与统计分析；-主持编写了本技术报告的草案文本，主导了报告框架的构建和核心内容的编制；-组织了多次国际工作组会议和技术研讨会，协调来自不同国家和地区的专家意见，推动关键技术问题达成国际共识；-其资深专家担任IECTC89工作组召集人，在基于发光/热线的试验方法体系的顶层设计和关键技术决策中发挥了决定性作用。此外，中国电器科学研究院股份有限公司作为国内在火灾危险试验领域的权威机构，深度参与了本标准的试验验证工作，组织了国内多家实验室参加循环试验，并在标准讨论中积极反映了发展中国家在火灾危险试验技术方面的需求和实践经验，为标准的国际适用性和推广做出了积极贡献。七、标准在安全性评价体系中的定位与应用IECTR60695-2-22:2026所支撑的IECTS60695-2-21:2023试验方法，在电工电子产品安全性评价体系中具有重要的应用价值。在产品设计阶段，基于发光/热线的试验方法被广泛用于塑料材料和绝缘零部件的选型评价。设计师通过获取材料的灼热丝可燃性指数（GWFI）和灼热丝起燃温度（GWIT），在材料选择阶段即可对产品的着火风险进行预判，从而显著降低产品开发后期因安全性能不达标而导致的成本浪费。在整机安全认证环节，IEC60695-2系列试验已被IEC60335-1（家用和类似用途电器的安全）、IEC60950-1（信息技术设备安全）以及IEC62368-1（音视频、信息技术和通信技术设备的安全）等产品安全标准列为强制性或条件性试验项目。循环试验数据为这些产品安全标准中试验要求的设定提供了技术量化依据，也为不同国家的合格评定机构在标准实施尺度和判定一致性方面提供了参考基准。八、结论与展望IECTR60695-2-22:2026是IECTC89在完善基于发光/热线试验方法标准化体系过程中取得的一项重要成果。该技术报告通过系统化、国际化的循环试验研究，为IECTS60695-2-21:2023提供了坚实的实验验证基础，有力提升了该技术规范的科学性和可信度。从技术层面审视，循环试验揭示的重复性和再现性数据为试验方法精密度指标的确定提供了第一手依据，对关键影响因素的识别为下一步试验程序的精细化改进指明了方向。IECTR60695-2-22:2026的发布不仅有助于增强各国合格评定机构对IECTS60695-2-21:2023的一致理解和协调执行，也对推动该技术规范日后升级为完整的国际标准（IS）具有重要的支撑作用。展望未来，随着新材料、新工艺的持续涌现以及电气产品向高功率密度、小型化方向的快速发展，基于发光/热线的试验方法体系仍将面临新的挑战。后续标准化工作的重点或将集中于以下方向：探索将循环试验中积累的数据用于构建材料火灾危险特性数据库；研究将人工智能和图像识别技术引入试验结果自动判定以减少主观差异的可能性；密切跟踪新能源、储能系统等新兴领域对火灾危险试验的新需求并适时扩大标准体系的覆盖面。参考文献[1]IECTR60695-2-22:2026,Firehazardtesting-Part2-22:Glowing/hot-wirebasedtestmethods-ResultsoftheroundrobintestsforthedevelopmentofIECTS60695-2-21:2023[S].Geneva:IEC,2026.[2]IECTS60695-2-21:2023,Firehazardtesting-Part2-21:Glowing/hot-wirebasedtestmethods-Testmethods