IEC TS 60695-2-212023 火灾危险试验.第2-21部分基于灼热热线的试验方法.成品装置的防火试验标准立项发展报告

火灾危险试验第2-21部分：基于灼热/热线的试验方法成品装置的防火试验标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:FireHazardTesting–Part2-21:Glowing/Hot-WireBasedTestMethods–FireContainmentTestonFinishedUnits摘要随着电子电气产品在工业与民用领域的广泛应用，由灼热元件或过热导线引发火灾的风险日益突出。为科学评估成品装置在异常过热条件下的防火性能，国际电工委员会（IEC）发布了IECTS60695-2-21:2023《火灾危险试验第2-21部分：基于灼热/热线的试验方法成品装置的防火试验》。本标准作为IEC60695系列标准的重要组成部分，填补了成品层级防火验证方法的空白，为产品设计验证、质量控制和法规符合性评价提供了统一的试验技术依据。本报告系统介绍了该标准的立项背景、技术内容、试验原理与适用场景，重点分析了其与IEC60695-2-20等基础试验标准之间的层级衔接关系，并详细阐述了主要参与单位——国际电工委员会电气安全咨询委员会（ACOS）在标准制定中的技术协调作用。报告认为，该标准的发布对推动全球电子电气产品防火安全水平的提升具有重要指导意义，建议国内相关标准化技术组织加快转化应用研究，适时推动国家标准和行业标准的对接落地。关键词：火灾危险试验；灼热丝；成品装置；防火试验；国际电工委员会；标准化Keywords:Firehazardtesting;Glowing/hot-wire;Finishedunits;Firecontainmenttest;IEC;Standardization1引言随着智能制造和电气化进程的不断推进，电子电气设备在能源、交通、通信、家居等众多领域的装机容量与功率密度持续上升，设备内部由于电气连接松动、绝缘老化、过载运行等原因可能导致局部过热，进而引发火灾事故。据国际消防安全统计，电气原因引发的火灾占全球火灾总数的相当比例，其中由灼热丝、灼热元件或异常发热导线引燃邻近可燃零部件是典型起火模式之一。为系统性地评估和降低电气产品的火灾风险，国际电工委员会（IEC）下属的着火危险工作组（IEC/TC89）长期致力于火灾危险试验方法标准的研制工作。IEC60695系列标准作为该领域的核心标准族，涵盖着火试验方法、试验火焰、灼热丝试验方法及术语等多个方面，在全球范围内被广泛采用。然而，现有标准在较长时期内主要聚焦于材料和零部件层级的着火特性评估，对于整机或成品装置在模拟异常过热条件下能否有效防止火焰蔓延和外部引燃的评价手段仍然相对缺乏。为回应这一现实需求，IEC/TC89组织制定了IECTS60695-2-21:2023，该技术规范于2023年6月27日正式发布。其主要目的在于确立一套适用于成品装置的防火试验方法，即通过模拟灼热/热线状态下的热应力条件，评估成品装置外壳或结构件是否具备足够的防火屏障能力，从而降低火焰蔓延和外部着火的可能性。本报告对该标准的立项背景、技术体系、试验方法特征及其行业应用前景展开系统分析，为国内相关领域的标准应用与研究提供参考。2标准立项背景2.1火灾危险试验标准体系的演进IEC60695系列标准是国际电工委员会负责电工电子产品着火危险试验方法的标准体系，其历史可追溯至20世纪70年代。该系列标准由IEC/TC89（着火危险试验技术委员会）归口管理，目前包含数十个分标准，覆盖着火试验的术语定义、燃烧产物毒性、试验方法选择和评定程序等多个维度。按照标准所针对的测试对象层级，IEC60695系列可划分为以下三个层次：-材料级试验：用于评估材料本身的可燃性、阻燃性和耐灼热丝引燃能力，代表性的标准如IEC60695-2-12（灼热丝可燃性指数试验，GWFI）和IEC60695-2-13（灼热丝起燃性温度试验，GWIT）。-零部件级试验：用于评估单独零部件在热应力下的着火特性，如IEC60695-2-11（灼热丝起燃性试验，GWEPT），常用于检测PCB、连接器等部件。-成品（整机）级试验：用于评估成品装置外壳在模拟热源条件下抵抗火焰蔓延和外部引燃的能力。IECTS60695-2-21:2023正属于这一层级的试验方法标准。上述层级划分体现了“由材料到部件再到整机”的火灾风险评估思路。在此框架下，成品层级的试验方法长期处于缺失或不够规范的状态。尽管部分产品标准中已经提出了整机防火外壳试验的要求，例如信息技术设备安全标准IEC62368-1中的相关条款，但其具体的试验程序往往引用了较为笼统的灼热丝试验方案，缺乏针对成品装置的统一、可重复的试验方法标准。IECTS60695-2-21的制定正是为了弥补这一标准化空白。2.2技术需求驱动电气产品在实际使用中可能面临多种异常条件，当设备内部的带电导体因接触不良、过载电流或绝缘失效而形成局部高温时，邻近的可燃零部件可能被引燃。如果设备外壳不具备足够的防火屏障能力，一旦内部出现火焰，将迅速蔓延至设备外部，引燃周围环境中的可燃物，造成生命和财产损失。在以往的实践中，许多产品的防火安全设计主要依赖材料级试验结果进行选材和结构设计，但材料燃烧行为并不能完全代表成品结构在真实装配条件和热应力分布下的表现。例如，外壳上的通风孔、接缝、紧固件孔等结构特征可能构成火焰传播的薄弱环节；外壳材料的厚度、支撑结构和热容特性也直接影响热传导和热积聚效应。因此，对成品装置在受控热源条件下进行整体防火试验，是验证防火设计有效性的必要手段。正是基于上述技术需求，IEC/TC89在修订60695-2系列标准的过程中，识别出发展成品装置防火试验方法的必要性，并随后启动了IECTS60695-2-21的制定工作。2.3与相关法规和政策的关系在国际贸易和技术法规层面，电子电气产品的防火安全要求日益受到各国市场准入监管的重视。欧盟《低压电气指令》（LVD，2014/35/EU）要求电气设备在正常使用和可预见的异常条件下不得危及人员和财产安全；国际电工委员会制定的IEC62368-1《音频/视频、信息和通信技术设备第1部分：安全要求》亦将防火外壳的验证作为产品安全认证的重要内容。IECTS60695-2-21的发布，为上述安全法规的实施提供了更为具体和可操作的试验技术支撑，有助于在全球范围内统一成品防火性能的评定方法，减少技术性贸易壁垒。3标准的主要内容与技术框架3.1标准定位与适用范围IECTS60695-2-21:2023《火灾危险试验第2-21部分：基于灼热/热线的试验方法成品装置的防火试验》在IEC60695系列标准体系中位于第2部分（基于灼热/热线的试验方法）之下，其标准编号中的“TS”表明其属于技术规范（TechnicalSpecification）类别，是在正式国际标准（IS）之前的技术文件形式，其主要目的是在获得更多实践经验之前为市场提供技术指导。该标准明确适用于成品装置或其代表性部件，其核心任务是在模拟的灼热/过热故障条件下，评估被试设备外壳对内部火焰的抑制和包封能力。该标准的试验方法不以测定材料本身的可燃性为目的，而是关注成品结构在受控热应力作用下的整体防火表现，判断其是否能够将火焰限制在设备内部，防止火焰蔓延至外壳表面或设备外部。3.2试验原理与关键步骤IECTS60695-2-21规定的试验原理如下：将试验用灼热丝或灼热棒加热至规定的温度，在规定的力作用下与被试成品装置外壳的指定试验部位接触，或与安装在外壳内的模拟热源组件接触，以模拟内部元件异常过热时外壳所承受的热应力。在规定的试验持续时间内，观察被试装置是否发生火焰持续燃烧、火焰蔓延、滴落物引燃等危险现象，并根据规定的判定准则确定试验结果。试验程序通常包括以下关键步骤：1.样品准备：选取具有代表性的成品装置或其完整外壳，按照标准要求进行预处理（如温度conditioning）。2.试验布置：将样品固定在试验台上，按照标准规定的方式放置灼热丝/灼热棒和测温装置，必要时在样品下方铺设绢纸或木箱模拟底层可燃物。3.施加条件：以规定的加热功率和接触压力将热源施加于样品指定部位，保持规定的接触时间。4.观察记录：记录样品是否起燃、火焰持续时间、是否有燃烧滴落物、滴落物是否引燃铺底层等关键参数。5.结果评定：根据标准规定的判定准则（如火焰持续时间不超过某阈值、无引燃铺底层现象等），评定样品是否通过试验。值得注意的是，与材料级试验不同，成品装置试验中热源施加的位置和方式需要根据产品的实际结构特征和失效模式来确定，因此标准中对于试验部位的选择给出了指导性建议，同时允许根据具体产品类别进行合理调整。3.3与IEC60695-2-20等标准的衔接IECTS60695-2-21在技术路线上与IEC60695-2-20（灼热丝装置可燃性试验方法）存在紧密的衔接关系。IEC60695-2-20规定了基于灼热线圈的试验装置、试验程序和校准方法，主要用于评估材料的耐热引燃性能。IECTS60695-2-21则在试验装置的基本构架上借鉴了前者的成熟经验，但将试验对象从标准试样拓展为成品装置的外壳结构，同时在热源施加方式、样品固定方法和判定准则上作出了适应性调整。此外，IECTS60695-2-21与IEC60695-2-11（灼热丝起燃性试验）、IEC60695-2-12和IEC60695-2-13等共同构成了从材料到整机的多层次试验方法链条。各标准之间的逻辑关系可以概括为：先通过材料级试验筛选基础材料，再通过零部件级试验评估关键部件的着火特性，最终通过成品级试验验证整机的防火屏障能力。这种层层递进的试验策略为产品防火安全设计提供了全链条的技术支撑。3.4标准的创新点IECTS60695-2-21:2023相较于既有标准具有以下创新特征：-首次系统化地提出了成品装置的防火试验方法，填补了IEC60695系列标准中整机层级试验方法的空白；-引入了“防火包封（firecontainment）”的概念，将试验焦点从材料的可燃性转向结构的防火屏蔽能力；-考虑了实际装配状态下的热传导和火焰传播特性，能够更真实地反映产品在异常过热条件下的火灾风险；-提供了较为灵活的试验布置方案，兼顾了不同产品类型和结构特征对试验方法的差异化需求。4标准制定的主要参与单位IECTS60695-2-21:2023由国际电工委员会下属的第89技术委员会（IEC/TC89，着火危险试验技术委员会）负责制定。IEC/TC89成立于1977年，其秘书处长期由意大利电工委员会（CEI）承担，主席和秘书的任期经IEC理事会定期任命。该技术委员会的核心职责是制定和维持与电工电子产品着火危险试验相关的国际标准，涵盖试验方法、试验装置、术语和消防安全工程方法等方向。在IECTS60695-2-21的制定过程中，IEC/TC89下设的工作组WG4（灼热/热线试验方法工作组）具体负责起草工作。WG4的成员来自全球主要工业国家的标准化机构和行业专家，包括来自德国VDE、美国UL、日本JET、中国上海电器科学研究院等机构的代表。各国专家在试验方法的设计、比对验证和文本修改等方面作出了实质性贡献。IEC/TC89在标准制定过程中发挥了关键的技术协调和组织管理作用。该委员会按照IEC标准化指令（IECDirectives）所规定的程序和路线图，通过新工作项目提案（NWIP）、工作组草案（WD）、委员会草案（CD）、询问草案（CDV）和最终国际标准草案（FDIS）等阶段，推动了标准的逐步完善。在制定过程中，委员会还特别注重与IEC/TC108（音频/视频、信息和通信技术设备安全技术委员会）和IEC/TC61（家用电器安全技术委员会）等产品安全标准归口委员会之间的沟通协调，确保新制定的试验方法标准能够与相关产品安全标准中的防火要求有效对接。此外，IEC/TC89注重与发展中国家和新兴工业化国家的标准化机构开展合作，通过举办国际研讨会和技术培训，推动IEC60695系列标准在全球范围内的推广实施。中国作为IEC的重要成员，全国电工电子产品着火危险试验标准化技术委员会（SAC/TC300）对口IEC/TC89，积极参与了相关标准的制定和转化工作，为IECTS60695-2-21的制定贡献了中国在电子电气产品防火试验领域的实践经验和技术方案。5标准的应用前景与实施建议5.1国际应用前景IECTS60695-2-21:2023的发布具有广泛的国际应用前景。随着IEC62368-1等产品安全标准在全球范围内的推广实施，业界对于成品装置防火试验方法标准的需求将进一步扩大。该技术规范有望为产品安全认证、质量检验和工程研发提供统一的试验依据。具体而言，该标准可在以下场景中得到应用：-产品设计和开发阶段：用于验证原型机的防火设计是否满足安全目标；-型式试验和认证阶段：配合产品安全标准开展整机防火性能测试；-质量控制和生产一致性检查：用于批量产品的防火性能抽检；-事故调查和失效分析：为电气火灾事故的原因分析提供试验手段。5.2国内转化实施建议对于中国标准化主管部门和相关技术组织而言，建议密切关注IECTS60695-2-21的后续修订动态和技术应用反馈，适时启动该技术规范的转化工作。具体建议包括：-由全国电工电子产品着火危险试验标准化技术委员会（SAC/TC300）牵头组织该标准的翻译和适用性评估，研究我国电子电气产品行业对成品装置防火试验的具体需求；-在条件成熟时向国家标准化管理委员会申请制定相应的推荐性国家标准（GB/T）或行业标准，并在转化过程中充分考虑国内产业的技术水平和试验能力；-加强与IEC/TC89的对口交流，积极参与IECTS60695-2-21后续修订和升级为正式国际标准的讨论，在国际标准制定中发出中国声音；-组织国内重点检测机构和骨干企业开展该试验方法的验证试验和比对研究，积累试验数据，为国内标准实施提供技术支撑。5.3未来发展方向展望未来，IECTS60695-2-21可能沿着以下几个方向发展：-升级为正式国际标准（IS）：随着技术规范在实践中的检验和完善，IEC/TC89可能根据各成员体的反馈将TS文件升级为正式国际标准，提高其权威性和强制力；-与其他标准整合：未来可能与IEC60695-2-11、IEC60695-2-12等标准进行整合，形成更完整的成品装置防火试验标准族；-技术方法的扩展：随着新材料、新工艺和新产品形态的不断涌现，试验热源类型、施加方式、判定准则等方面可能需要进一步扩展和细化；-数字化和智能化：在试验数据采集、处理和分析环节引入数字化手段，提高试验效率和结果的可比性。6结论IECTS60695-2-21:2023《火灾危险试验第2-21部分：基于灼热/热线的试验方法成品装置的防火试验》是国际电工委员会在火灾危险试验标准化领域的一项重要成果。该标准的发布填补了成品装置层级防火试验方法标准的空白，完善了从材料、零部件到整机的全链条防火安全评价体系，为电子电气产品的防火设计验证、质量控制和市场准入提供了统一的试验技术依据。该标准以“防火包封”为核心评价目标，通过模拟灼热/过热故障条件评估成品外壳对内部火焰的抑制能力，在试验原理、样品准备、施力方式和判定准则等方面形成了体系化的技术方案，具有较高的科学性和工程适用性。标准的制定过程汇聚了IEC/TC89及其成员国专家的集体智慧，体现了国际标准化在应对电气火灾风险方面的协同努力。当前，随着全球电子电气产品安全标准的不断升级和消费者对产品安全性能要求的持续提高，成品装置防火试验方法的应用需求将不断增长。建议国内相关标准化技术组织加强国际跟踪研究，积极推进该标准的转化实施，同时以该标准为切入点，进一步完善我国电工电子产品着火危险试验标准体系，助力提升我国电子电气产品的国际市场竞争力。未来，随着试验技术的发展和实践经验的积累，IECTS60695-2-21有望升级为正式国际标准，并在更加广泛的国际合作框架下发挥更大的技术引领作用。参考文献[1]IECTS60695-2-21:2023,Firehazardtesting-Part2-21:Glowing/hot-wirebasedtestmethods-Firecontainmenttestonfin