IEC 60695-2-132021 火灾危险试验.第2-13部分基于灼热热丝的试验方法.材料的灼热丝点火温度（GWIT）试验方法标准立项发展报告

火灾危险试验第2-13部分：基于灼热/热丝的试验方法材料的灼热丝点火温度（GWIT）试验方法标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:Firehazardtesting-Part2-13:Glowing/hot-wirebasedtestmethods-Glow-wireignitiontemperature(GWIT)testmethodformaterials摘要随着电气电子产业的飞速发展，由电气设备过热或故障引发的火灾事故日益受到全球关注。灼热丝点火温度（Glow-wireIgnitionTemperature,GWIT）试验作为评估材料在异常热应力条件下着火敏感性的核心方法，是电气产品防火安全设计的重要技术依据。本报告以国际电工委员会（IEC）发布的IEC60695-2-13:2021标准为研究对象，系统阐述该标准的立项背景、技术内容、修订历程及国内外应用现状。报告分析了标准所规定的试验原理、设备要求、试验程序及结果评定方法，梳理了其与IEC60695系列标准体系的内在关联，并介绍了主要起草单位——国际电工委员会电工电子产品着火危险试验技术委员会（IEC/TC89）的组织架构和工作机制。报告指出，该标准在电气产品国际认证、强制性产品认证及企业质量控制中发挥着不可替代的作用，其修订完善对推动全球电气安全技术进步和贸易便利化具有重要价值。关键词：火灾危险试验；灼热丝点火温度；IEC60695-2-13；着火危险试验；电气安全；阻燃材料Keywords:Firehazardtesting;Glow-wireignitiontemperature;IEC60695-2-13;Firehazardtesting;Electricalsafety;Flame-retardantmaterials1引言1.1研究背景电气火灾是全球范围内造成人员伤亡和财产损失的主要灾害类型之一。根据应急管理部消防救援局发布的数据，2023年全国共接报火灾87.8万起，其中电气火灾占比超过30%，位居各类火灾原因之首。在电气设备长期运行过程中，连接松动、过载、接触不良等因素均可能导致局部异常发热，当热量积聚到一定程度时，邻近的绝缘材料、外壳材料等可能被点燃，进而引发火灾。因此，准确评估材料在灼热高温条件下的着火特性，对于电气产品的防火安全设计和火灾风险防控具有极其重要的工程意义。1.2标准立项的必要性材料的着火温度特性是电气产品防火安全设计中必须考虑的关键参数。灼热丝点火温度（GWIT）试验通过模拟电气设备内部过热元件（如电阻丝、连接端子等）在故障状态下产生的高温对材料的加热作用，定量测定材料被点燃的最低温度，为材料选型、产品结构设计和安全间距确定提供直接的技术依据。在全球贸易一体化背景下，统一的试验方法和评定准则不仅是产品质量和安全性能的衡量标尺，更是消除技术性贸易壁垒、实现检测结果国际互认的重要基础。因此，立项制定并持续修订完善GWIT试验方法国际标准，具有充分的必要性。1.3标准基本信息本报告所研究的标准编号为IEC60695-2-13:2021，发布机构为国际电工委员会（InternationalElectrotechnicalCommission,IEC），标准状态为现行有效，发布日期为2021年8月24日，分类号为电气工程综合，标准语言为英语和法语，正式名称为《火灾危险试验第2-13部分：基于灼热/热丝的试验方法材料的灼热丝点火温度（GWIT）试验方法》。2标准技术内容概述2.1标准适用范围IEC60695-2-13:2021规定了固体电气绝缘材料及其他固体材料在灼热丝点火温度试验中的试验方法。该标准适用于评定电工电子产品用材料在接触灼热高温元件时的着火敏感性，所获得的GWIT值反映了材料在规定试验条件下被灼热丝点燃的最低温度。标准中明确指出，所测得的GWIT值并非材料固有的物理常数，而是在特定试验条件下获得的特征值，受试样厚度、试验环境、设备参数等多种因素影响。2.2术语和定义标准对以下关键术语进行了明确定义：-灼热丝点火温度（GWIT）：在标准试验条件下，材料被灼热丝点燃的最低温度，较规定值高25K（或特定温度间隔）时试验结果满足判定准则。-着火（ignition）：试样出现持续火焰的现象，持续火焰指火焰持续时间不少于5s。-试验火焰（testflame）：在试验过程中观察到的、由试样燃烧产生的可见火焰。2.3试验原理与设备GWIT试验的核心原理是：将规定尺寸的条形试样水平放置，以规定的接触力将灼热丝端部压在试样表面，通过调节流入灼热丝的电流使其达到预设温度，观察试样是否发生着火现象，从而确定材料的着火温度阈值。试验设备主要包括以下关键部件：（1）灼热丝组件：由直径为4mm的镍铬（Ni/Cr）丝制成环形，电阻值随温度变化具有良好线性度。灼热丝的温度通过焊接于其上的细丝热电偶测量，测温范围为环境温度至960℃。（2）加热电路：能够将灼热丝加热至规定温度并稳定维持，加热电流的调节精度应满足温度控制要求。（3）试样固定装置：用于将试样固定在水平位置，确保灼热丝以规定角度（通常为垂直方向）与试样表面接触，接触力可通过配重系统精确调节。（4）温度测量系统：采用K型热电偶（镍铬-镍硅），测量精度应符合标准规定。（5）火焰检测系统：用于识别试样着火现象并记录火焰持续时间。标准规定持续火焰的判定阈值为≥5s。2.4试验程序试验步骤分为以下几个阶段：（1）试样制备：标准试样尺寸为长60mm、宽60mm、厚度0.75mm、1.5mm或3.0mm（可选其他厚度，但需在报告中注明）。每组试验至少需要5个试样，试样表面应平整、无裂纹和其他明显缺陷。（2）状态调节：试样在温度（23±2）℃、相对湿度（50±5）%的条件下调节至少48h。（3）温度设定与校准：正式试验前应对灼热丝温度进行校准，确保其准确性和一致性。（4）试验执行：将灼热丝加热至预定温度（初始温度建议比预期GWIT值低25K），灼热丝端部以（1.0±0.2）N的力接触试样表面，保持接触时间（30±1）s，观察并记录是否发生着火及火焰持续时间。若未发生着火，则在更高温度（增加25K）下使用新试样重复试验，直至出现着火；反之，若发生着火，则在更低温度下使用新试样重复试验，直至找出刚好不着火的最高温度和刚好着火的最低温度，以确定GWIT值。（5）结果记录：记录每一温度水平下的着火情况、火焰持续时间、试验现象（包括熔融、滴落、收缩、碳化等）以及试验后的试样照片。2.5结果评定与试验报告GWIT值的确定遵循特定的判定规则：在某一温度下，若规定的试验数量中至少有一个试样不着火，而在比该温度高25K的温度下试验时试样着火，则该温度即为材料的GWIT值。为保证结果的可靠性，标准规定在GWIT确定后，需在高于GWIT值25K的温度下以5个试样进行验证试验。完整的试验报告应包含以下信息：材料名称和牌号、制造商、试样厚度、状态调节条件、每级试验温度下的着火情况、火焰持续时间观察结果、最终GWIT值、试验过程中的异常现象及设备校准记录等。这些信息对于不同实验室之间结果的对比和互认至关重要。3标准修订历程与技术进展3.1标准历史沿革IEC60695-2-13标准的制定可追溯至21世纪初。随着IEC60695《火灾危险试验》系列标准的体系化发展，IEC/TC89（电工电子产品着火危险试验技术委员会）于2000年前后启动了GWIT试验方法标准的制定工作。该标准的第一版于2003年发布（IEC60695-2-13:2003），随后经历了2010年的第一次修订（IEC60695-2-13:2010），最终于2021年发布了现行版本。从技术演进看，2021版标准在以下方面实现了显著改进：（1）试验参数的精细化：对灼热丝的几何尺寸公差、接触力允差、温度控制稳定性等关键参数进行了更加严格的规定，提高了试验结果的重复性和再现性。（2）温度测量精度提升：对热电偶的安装方式、测量位置和校准周期提出了更高要求，减少了测温误差对试验结果的干扰。（3）试验结果的一致性改进：通过增加验证试验的数量要求和优化判定准则，使不同实验室所得GWIT值的可比性进一步增强。（4）适用范围扩展：对复合材料、多层结构材料等新型材料的适用性进行了明确说明。3.2与相关标准的关系IEC60695-2-13是IEC60695《火灾危险试验》系列标准中“基于灼热/热丝的试验方法”部分的重要组成部分。该系列标准体系结构如下：-IEC60695-1：着火危险试验导则-IEC60695-2：基于灼热/热丝的试验方法-IEC60695-2-10：灼热丝装置及通用试验程序-IEC60695-2-11：成品的灼热丝易燃性试验方法（GWEPT）-IEC60695-2-12：材料的灼热丝易燃性试验方法（GWFI）-IEC60695-2-13：材料的灼热丝点火温度试验方法（GWIT）-IEC60695-11：试验火焰-其他相关部分在实际应用中，GWIT试验通常与GWFI（灼热丝易燃性指数）试验配合使用，两者分别从不同角度表征材料的耐灼热丝性能。GWFI反映材料在规定温度下的自熄性能，而GWIT则量化材料被点燃的最低温度。在IEC62368-1（音视频、信息技术和通信技术设备安全要求）等产品安全标准中，GWIT值被用作材料类别判定的重要依据之一。3.3国际标准化工作动态IEC/TC89负责该标准的维护和修订工作，其秘书处由意大利承担。2021版标准发布后，TC89持续收集各成员国在使用过程中反馈的问题和建议，目前正在开展新一轮的维护评估，重点关注以下问题：纳米材料、生物基塑料等新型材料对试验方法的适应性；试验结果不确定度评定方法的完善；以及与其他IEC标准中引用条款的协调一致性。4主要起草单位介绍4.1国际电工委员会（IEC）概况国际电工委员会（InternationalElectrotechnicalCommission,IEC）成立于1906年，总部位于瑞士日内瓦，是世界上成立最早的国际性电工标准化机构，负责有关电气工程和电子工程领域国际标准的制定。IEC的成员包括全球170多个国家和地区，其标准体系覆盖电力生产、输配、使用等全产业链，以及电子、通信、能源、自动化等广泛领域。IEC标准与国际标准化组织（ISO）标准共同构成国际标准体系的两大支柱，对全球电工电子产业的发展具有深远影响。4.2电工电子产品着火危险试验技术委员会（IEC/TC89）IEC60695-2-13:2021由国际电工委员会电工电子产品着火危险试验技术委员会（IEC/TC89）负责制定和维护。TC89的全称为“着火危险试验技术委员会”（Firehazardtesting），成立于20世纪80年代，是IEC内部负责电工电子产品着火风险评估和试验方法标准化的专业技术委员会。TC89的组织架构具有以下特点：（1）主席和秘书处：委员会设主席1名，由成员国专家担任，负责主持技术会议和协调各工作组活动。秘书处负责日常事务管理，包括文件流转、会议组织、投票安排等。（2）工作组（WorkingGroups,WGs）：TC89下设若干工作组，分别负责不同方向的标准制定工作。与IEC60695-2-13相关的工作组负责灼热丝试验方法的技术研究和标准维护，成员包括来自各成员国的材料科学家、消防工程师、检测认证专家和行业代表。（3）成员构成：TC89的积极成员（P成员）包括中国、美国、德国、日本、法国、英国、意大利、韩国等主要工业国家的国家委员会，观察成员（O成员）则包括更多发展中国家。各成员国通过国家委员会派出的专家参与标准制修订全过程的讨论和决策。中国是IEC/TC89的重要参与方。中国国家标准化管理委员会（SAC）下属的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，负责组织国内专家参与国际标准的制定工作。中国专家在灼热丝试验方法的研究和验证方面积累了丰富经验，为IEC60695-2-13的修订提供了大量试验数据和修改建议。5标准应用与社会经济效益5.1在认证检测领域的应用IEC60695-2-13:2021是全球电气产品检测认证领域广泛引用的基础性试验方法标准。在国际电工委员会电工产品合格测试与认证组织（IECEE）的CB体系中，该标准被列为电气电子产品安全检测的常用标准之一。许多产品类别的安全标准中均引用GWIT值作为材料选型的判定依据，例如：-IEC62368-1（音视频、信息技术和通信技术设备安全要求）：将材料的GWIT值作为确定防火外壳材料类别的关键参数之一，直接关联到产品的防火防护等级要求。-IEC60335-1（家用和类似用途电器的安全性）：在涉及灼热丝接触的部件中，对材料的最低GWIT值提出了明确要求。-IEC60950-1（信息技术设备安全）虽已被IEC62368-1取代，但过渡期间仍存在引用。在中国强制性产品认证（CCC认证）中，相关产品标准同样引用了IEC60695-2-13规定的试验方法。例如，GB4943.1（信息技术设备安全）和GB4706.1（家用和类似用途电器的安全）等国家标准中，均以修改采用（MOD）方式引入了IEC60695-2-13的试验方法要求。5.2在材料研发和质量控制中的应用灼热丝点火温度是塑料、复合材料、绝缘材料等电工电子材料研发和质量控制中的重要筛选指标。材料供应商在产品开发阶段即根据目标应用的耐火等级要求，对配方进行针对性调整，通过添加阻燃剂、填充剂或采用合金化等途径提升材料的GWIT值。在材料进料检验和生产过程控制中，GWIT试验也被用作批次一致性验证的重要工具，确保规模化生产中的质量稳定。需要特别指出的是，GWIT值并非材料固有的物理常数，受试样厚度、表面状态、试验环境等因素影响较大。因此，在利用GWIT值进行材料比较和选型时，需要确保试样制备和试验条件的一致性。此外，不同材料在灼热丝接触时的行为差异显著——部分材料在高温下发生熔融缩离而脱离热源，部分材料则发生碳化分解产生可燃气体——这些复杂的物理化学过程使得GWIT值的机理解释需要结合材料的热降解行为综合分析。5.3标准实施的经济效益从宏观层面看，IEC60695-2-13标准的实施带来了显著的经济效益和社会效益：（1）降低火灾损失：通过提供可靠的试验方法和评价依据，指导电气产品的防火安全设计，从源头上减少了电气火灾事故的发生概率，避免了大量的人员伤亡和财产损失。（2）促进国际贸易：统一的国际标准为各国电气产品的检测结果互认提供了技术基础，降低了重复检测认证的成本，缩短了产品进入国际市场的周期。（3）推动技术创新：标准对材料性能提出的明确量化要求，客观上促进了高性能阻燃材料的研发和产业化应用，推动了相关产业的技术进步。6结论与展望IEC60695-2-13:2021作为全球电气电子产品着火危险试验领域的核心基础标准，自首次发布以来已在国际电气安全标准化体系中发挥着举足轻重的作用。该标准所规定的灼热丝点火温度试验方法，以其科学性、可操作性和广泛的适用性，成为电气产品材料选型、产品设计安全评估、质量控制和合格评定程序中不可或缺的技术工具。从技术发展角度看，当前标准仍面临若干值得关注的挑战和机遇。首先，随着新能源产业和电子信息技术的高速发展，大量新材料（如生物基塑料、纳米复合材料、可回收材料等）不断涌现，这些材料在灼热丝加热条件下的热行为与传统材料存在差异，标准对新型材料的适应性和针对性仍需进一步评估和完善。其次，数字化和智能化试验技术的发展为提升试验效率和结果可靠性提供了新的可能性，例如基于机器视觉的火焰自动识别系统、基于大数据的试验结果统计分析工具等，有望在未来标准修订中得到引入。在标准化治理