灼熱絲測試是一種評估電工電子產品、零部件及其材料(主要是固體絕緣材料)耐熱、耐燃和防引燃能力的模擬安全測試。其核心原理是:用一個預先加熱到特定溫度的灼熱絲作為模擬熱源,在規定壓力下接觸樣品一定時間,觀察樣品是否起燃或燃燒持續時間,以此評估其在故障過熱條件下的火災風險。
一、測試方法概述
測試通常在以下基本步驟中進行:
1. 樣品準備:
樣品可以是成品(如開關、插座外殼)、零部件或標準尺寸(如60mm x 60mm)的平板材料。
樣品應在標準氣候條件下(如溫度23±2°C,濕度50±5%)進行狀態調節至少24小時。
2. 裝置設置:
灼熱絲:通常由鎳/鉻(80/20)制成,彎曲成規定的環狀尺寸(常用直徑為4mm)。
加熱系統:用大電流將灼熱絲加熱至標準規定的精確溫度(例如550°C, 650°C, 750°C, 850°C, 960°C)。溫度需用校準過的熱電偶測量。
施力系統:能以一個恒定的力(通常為1.0 ± 0.2 N)將灼熱絲推向樣品。
背景和底座:樣品下方放置一層絹紙(tissue paper)和一塊松木板。絹紙用于檢測可能滴落的、具有引燃能力的燃燒顆粒,松木板模擬實際的安裝底板。
3. 測試過程:
將灼熱絲加熱至產品標準要求的特定溫度(見下文“溫度選擇”部分)。
一旦溫度穩定,將樣品以規定力(1.0N)與灼熱絲尖端接觸,持續 30秒。
觀察并記錄從接觸開始到結束的整個現象。
4. 觀察與記錄:
起燃時間 (Ti):從接觸開始到樣品產生火焰的持續時間。
熄滅時間 (Te):移除灼熱絲后,樣品火焰持續燃燒的持續時間。
是否起燃:樣品或周圍絹紙是否被點燃。
燃燒顆粒:是否有燃燒或灼熱的顆粒從樣品上滴落并引燃下方的絹紙。
燒損程度:測量樣品的燒焦長度和變形情況。
二、評判標準 (合格與否的準則)
測試結果的判定主要依據以下兩個核心標準(以IEC 60695-2-11/12為例):
1. 無火焰燃燒或火焰熄滅時間:
如果樣品在灼熱絲移除后30秒內火焰自動熄滅(即 Te ≤ 30s),且沒有引燃下方的絹紙。
同時滿足以上兩個條件,則通常判定為通過該溫度的測試。如果Te > 30s 或者絹紙被點燃,則判定為不合格。
附加判定(GWIT和GWFI):
GWFI (Glow-Wire Flammability Index) - 灼熱絲可燃性指數:
一個材料特性參數。指連續三次測試均能滿足以下條件的最高溫度:
Te ≤ 30秒
絹紙未被點燃
樣品沒有完全燃燒
例如:GWFI 850°C 表示該材料在850°C的測試條件下能通過考核。
GWIT (Glow-Wire Ignition Temperature) - 灼熱絲起燃溫度:
一個材料特性參數。指比連續三次測試中至少有一次引燃樣品(Ti ≤ 30s)的最低溫度低25K的溫度。
它表示材料抵抗起燃的能力。例如:GWIT 825°C 意味著在850°C(825+25)的測試中,樣品會被點燃,但在825°C時不會被點燃。
三、主要測試標準
灼熱絲測試的國際和國內標準體系非常成熟,最核心的是IEC 60695-2系列標準。
國際標準:
IEC 60695-2-10: 灼熱絲裝置和通用試驗程序。
IEC 60695-2-11: 成品灼熱絲可燃性試驗方法。
IEC 60695-2-12: 材料灼熱絲可燃性指數 (GWFI) 試驗方法。
IEC 60695-2-13: 材料灼熱絲起燃溫度 (GWIT) 試驗方法。
中國國家標準 (GB/T):完全等效采用IEC標準。
GB/T 5169.10 ~ GB/T 5169.13:對應上述IEC標準。
終端產品標準:
許多具體的產品標準(如家電類的IEC 60335-1、信息技術設備類的IEC 60950-1 / IEC 62368-1、照明設備類的IEC 60598-1)都會引用灼熱絲測試。
這些標準會**根據產品故障可能產生的過熱風險,規定其不同部件所需達到的測試溫度等級。