Badanie odporności na płomienie testera zapłonu z gorącym drutem

Abstrakcja
Przegrzanie elementów grzejnych, takich jak przewody oporowe i uzwojenia silnika, podczas pracy urządzeń elektrycznych, stale przenosi wysoką temperaturę i powoduje zapłon otaczających materiałów izolacyjnych i palnych. Takich scenariuszy pożaru bez płomienia, w których występuje przewodnictwo cieplne, nie można ocenić metodą testu płomienia igłowego, dlatego do ilościowego określenia odporności materiałów na zapłon termiczny wymagane jest specjalne badanie zapłonu gorącym drutem. Biorąc pod uwagę LISUN RSY-LT Niniejszy artykuł, wykorzystując tester zapłonu z gorącym drutem jako obiekt badań, wyjaśnia różnice między scenariuszami testowania zapłonu z gorącym drutem a metodą testu płomieniem igłowym. Analizuje on kluczowe zalety techniczne urządzenia wykorzystującego standardowe druty nichromowe do precyzyjnej kontroli temperatury, stałego obciążenia i automatycznego pomiaru czasu. Zgodnie z normami krajowymi i międzynarodowymi, w tym IEC TS 60695-2-20 i GB/T 14048.1, niniejszy artykuł dowodzi, że urządzenie może precyzyjnie określać temperaturę zapłonu z gorącym drutem (HWIT) i wskaźnik palności z gorącym drutem (HWFI) materiałów, kompensując ograniczenie testowania, że ​​metoda testu płomieniem igłowym symuluje jedynie wpływ płomienia. W połączeniu ze scenariuszami zastosowań obejmującymi cztery główne branże: elektrotechnikę, AGD, nowe źródła energii i materiały, niniejszy artykuł porównuje obowiązujące granice między testerem zapłonu z gorącym drutem a metodą testu płomieniem igłowym. Wykazuje on wiarygodność danych RSY-LT w zakresie doboru materiałów, projektowania zabezpieczeń przeciwpożarowych produktów i certyfikacji zgodności międzynarodowej, a także dostarczania informacji referencyjnych dotyczących doboru sprzętu dla laboratoriów badawczych i producentów w celu zbudowania kompletnego systemu testowania ognioodporności. 

Wprowadzenie

Pożary urządzeń elektrycznych można podzielić na dwie kategorie: zapłon płomieniowy i bezpłomieniowy zapłon wysokotemperaturowy. Metoda badania płomieniem igłowym wykorzystuje standardowy płomień igłowy butanu do symulacji niewielkich, otwartych płomieni generowanych przez zwarcia i oparzenia próbek. Pozwala ona jedynie ocenić zdolność materiałów do odporności na natychmiastowe działanie płomienia i nie pozwala na przywrócenie ryzyka pożaru spowodowanego długotrwałym przeciążeniem i ciągłym przewodzeniem cieplnym uzwojeń silnika i rezystorów mocy. Wewnątrz urządzeń elektrycznych niskiego napięcia, akumulatorów i urządzeń grzewczych, ciągłe wytwarzanie ciepła przez cewki oporowe oraz powolne przenikanie ciepła do elementów izolacyjnych są częstymi czynnikami wyzwalającymi pożar. Odpowiednią metodą testowania jest test zapłonu gorącym drutem, który wymaga użycia specjalnego testera zapłonu gorącym drutem do przeprowadzania standardowych testów.

Obowiązująca norma IEC TS 60695-2-20:2024 określa kompletne procedury testowe dla zapłonu drutem gorącym (HWI), ustanawiając obowiązkowe ograniczenia dotyczące materiału drutu gorącego, mocy grzewczej, napięcia uzwojenia, czasu trwania testu i wymiarów próbki. Tradycyjne, proste urządzenia z drutem gorącym opierają się na ręcznym nawijaniu drutu i ręcznej regulacji temperatury. Wahania napięcia i mocy grzewczej prowadzą do bardzo rozbieżnych danych testowych HWIT i HWFI, co uniemożliwia wydanie kwalifikowanych raportów certyfikacyjnych. Metoda badania płomieniem igłowym jest zgodna z normami GB/T 5169.5 i IEC 60695-11-5. Te dwie metody testowania różnią się diametralnie pod względem rodzaju źródła ciepła, logiki testu i wskaźników oceny. Przedsiębiorstwa przeprowadzające testy zmniejszania palności muszą wyposażyć się zarówno w tester zapłonu drutem gorącym, jak i w tester płomienia igłowego, aby uwzględnić wszystkie symulowane scenariusze zagrożenia pożarem.

LISUN rozwija RSY-LT Tester zapłonu z gorącym drutem. Integruje system podgrzewania gorącego drutu, mechanizm nawijania o stałym naprężeniu oraz moduł automatycznego monitorowania spalania. W pełni zautomatyzowana praca eliminuje błędy manualne. Urządzenie precyzyjnie odtwarza warunki pracy gorącego drutu określone w normach i stabilnie mierzy dwa podstawowe wskaźniki: HWIT i HWFI. Wraz z metodą badania płomieniem igłowym tworzy uzupełniający się system testowy, spełniając wymagania dotyczące testowania wszystkich rodzajów stałych materiałów palnych, stawiane przez instytuty badawcze, laboratoria zewnętrzne i producentów.

RSY-LT Tester zapłonu gorącego drutu

System standardowego testowania i rozróżnienie scenariusza od metody testu płomienia igłowego

Krajowe i międzynarodowe normy autorytatywne dostosowane do RSY-LT Tester zapłonu gorącego drutu
Struktura sprzętowa i program sterujący RSY-LT Pełna zgodność ze specyfikacjami dotyczącymi zapłonu drutem gorącym, obejmującymi wymagania bezpieczeństwa w wielu dziedzinach, takich jak konwersja częstotliwości niskiego napięcia, nowe źródła energii i materiały polimerowe. Lista obowiązujących norm znajduje się w tabeli 1.

Z porównania wynika, że ​​metoda badania płomieniem igłowym obejmuje jedynie ryzyko pożaru z otwartym płomieniem i nie jest w stanie ocenić ukrytych zagrożeń zapłonu spowodowanych długotrwałym bezpłomieniowym przewodzeniem ciepła. Pełna ocena bezpieczeństwa pożarowego produktu musi zostać uzupełniona o testy zapłonu z użyciem gorącego drutu za pomocą testera zapłonu z gorącym drutem.

Standaryzowane parametry sprzętowe rdzenia RSY-LT Tester zapłonu gorącego drutu

Wszystkie zgromadzenia RSY-LT Ściśle spełniają obowiązkowe wskaźniki określone w normie IEC TS 60695-20. Wszystkie parametry można kontrolować i kalibrować, aby uniknąć odchyleń napięcia, mocy i czasu trwania spowodowanych ręczną obsługą. Podstawowe specyfikacje są następujące:

• Montaż drutu gorącego: drut ze stopu Ni80/Cr20 o średnicy φ0.5 mm, długość całkowita 250 ± 5 mm, rezystancja termiczna 5.28 Ω/m, stabilna moc grzewcza 0.26 W/mm ± 4%. Dostępny jest wbudowany automatyczny program wyżarzania wstępnego; standardowe wyżarzanie trwa 8–12 sekund, aby wyeliminować odkształcenia drutu gorącego i zapewnić równomierne wytwarzanie ciepła w każdym teście.

• Układ nawijania i dociskania: elektryczny mechanizm stałego naciągu ze stabilnym naciągiem uzwojenia 5.4 ± 0.05 N, odstępem między zwojami 6.3 ± 0.2 mm dla 5 zwojów, w pełni zgodny ze standardowymi wymiarami uzwojenia. Eliminuje on odchylenia w przewodzeniu ciepła spowodowane nierównomiernym naciągiem ręcznego nawijania, co jest unikalną konstrukcją rdzenia, niewymaganą w metodzie badania płomieniem igłowym.

• Monitorowanie czasu i spalania: w pełni automatyczny pomiar czasu przez PLC; czas trwania testu można dowolnie ustawić w zakresie 1–999.9 s, z domyślnym czasem standardowym 120 s. Wyposażony w optyczny moduł wykrywania płomienia, który automatycznie rejestruje moment zapłonu i ciągły czas spalania. Dane są zapisywane na ekranie dotykowym w czasie rzeczywistym, bez konieczności ręcznego rejestrowania obrazu, co znacznie zmniejsza opóźnienia w obserwacji w porównaniu z ręczną obsługą stosowaną w metodzie testu płomieniem igłowym.

• Próbka i komora: kompatybilna z trzema typami standardowych próbek o wymiarach 125×13 mm i grubości 0.75 mm, 1.5 mm i 3 mm. Zamknięta komora spalania ma objętość ≥0.5 m³, co pozwala na izolację zakłóceń przepływu powietrza i stabilizację środowiska do obserwacji płomienia. Konstrukcja komory jest podobna do igłowych testerów płomienia, ale wyposażona w ekskluzywne narzędzia do nawijania wewnętrznego.

• System operacyjny: samodzielnie opracowany, duży ekran dotykowy LCD wraz z bezprzewodowym pilotem zdalnego sterowania umożliwiającym podwójną obsługę. Operatorzy mogą zdalnie uruchamiać i zatrzymywać testy podczas testów w wysokiej temperaturze, aby uniknąć ryzyka oparzenia. Korpus maszyny wykonany jest ze stali powlekanej wysokotemperaturowo, odpornej na korozję i odkształcenia po długotrwałych testach w wysokiej temperaturze.

Inteligentne zalety RSY-LT Tester zapłonu gorącego drutu

Zamknięta pętla sterowania mocą gorącego przewodu zapewnia stabilność danych HWIT i HWFI
Metoda testu płomienia igłowego wymaga jedynie stabilnego kształtu płomienia, podczas gdy test z gorącym drutem charakteryzuje się wyjątkowo niską tolerancją mocy grzewczej. Wahania mocy bezpośrednio zmieniają krytyczną temperaturę zapłonu. Wyposażony w moduł regulacji mocy w pętli zamkniętej, RSY-LT Kompensuje w czasie rzeczywistym wahania temperatury drutu grzejnego spowodowane wahaniami napięcia. Kalibrację wyżarzania drutem grzejnym można przeprowadzić jednym kliknięciem przed każdym testem, a krzywe mocy są automatycznie archiwizowane. Dane testowe można bezpośrednio wykorzystać w raportach certyfikacyjnych UL i IEC bez konieczności powtarzania testów.

Elektryczne nawijanie o stałym naciągu eliminuje błędy systematyczne występujące przy nawijaniu ręcznym
Test płomienia igłowego nie wymaga nawijania próbki, więc kontrola naprężenia jest zbędna. Jednak testy zapłonu gorącym drutem wymagają ścisłego kontaktu między gorącym drutem a próbką. Odchylenia naprężenia podczas ręcznego nawijania prowadzą do nierównomiernego przewodzenia ciepła. Elektryczny mechanizm nawijania RSY-LT Automatycznie wykonuje 5 obrotów standardowych cewek z naprężeniem 5.4 N w trakcie całego procesu, ujednolicając powierzchnię kontaktu termicznego każdej grupy próbek. Fluktuacja równoległych danych testowych jest znacznie mniejsza niż w przypadku prostego sprzętu ręcznego.

Zintegrowany automatyczny monitoring współpracuje z metodą testu płomienia igłowego, tworząc kompletny test w zamkniętej pętli
Po tym, jak przedsiębiorstwa wyposażyły ​​zarówno tester zapłonu z gorącym drutem, jak i tester płomienia igłowego do kontroli jakości, oba urządzenia obsługują automatyczny eksport danych, umożliwiając jednoczesne przeprowadzanie testów dla dwóch typów scenariuszy pożarowych. Po pierwsze, RSY-LT Służy do określania długoterminowego stopnia zapłonu termicznego (HWFI) materiałów, a następnie do weryfikacji odporności materiałów na chwilowy otwarty ogień stosuje się metodę testu płomienia igłowego. Dwukierunkowe dane umożliwiają klasyfikację stopnia ognioodporności produktów, w pełni spełniając wymagania certyfikacji kompozytów określone w normach GB, IEC i UL.

Zastosowania przemysłowe RSY-LT Tester zapłonu gorącego drutu

Przemysł elektryczny niskiego napięcia
Papier izolacyjny do uzwojeń silników, obudowy przekaźników PA66 oraz przegrody wyłączników muszą zostać poddane testom HWI z użyciem gorącego drutu, aby symulować długotrwałe przegrzewanie uzwojeń. Metoda testu płomienia igłowego jest stosowana wyłącznie do testów z otwartym płomieniem spowodowanych łukami elektrycznymi na obudowach styków. Połączenie obu metod testowych pozwala w pełni ocenić podwójne ryzyko pożaru urządzeń elektrycznych niskiego napięcia i pomóc produktom pomyślnie uzyskać certyfikat bezpieczeństwa GB/T 14048.1.

Przemysł AGD
Powłoki teflonowe na elementach grzewczych elektrycznych urządzeń do gotowania ryżu oraz obudowach ABS paneli sterowania klimatyzatorami mają długotrwały kontakt z elementami grzewczymi. RSY-LT Służy do pomiaru HWIT, aby ocenić, czy w wysokiej temperaturze nastąpi rozkład i zapłon. Panele przełączników są dodatkowo testowane metodą testu płomienia igłowego, aby spełnić wszystkie wymagania dotyczące ognioodporności określone w normach bezpieczeństwa urządzeń gospodarstwa domowego GB 4706.

Nowe pojazdy energetyczne i branża magazynowania energii
Separatory z włókna szklanego PP do akumulatorów oraz epoksydowe płyty izolacyjne w stosach ładowania są narażone na ryzyko niekontrolowanego wzrostu temperatury ogniw akumulatorów i przegrzania transformatorów. Do oceny charakterystyki zapłonu przy ciągłym przewodzeniu ciepła należy zastosować tester zapłonu z gorącym drutem. Metoda testu płomieniem igłowym jest stosowana wyłącznie do lokalnych testów iskier na powierzchni wiązek przewodów. Połączenie obu metod gwarantuje bezpieczeństwo przeciwpożarowe urządzeń do magazynowania energii i jest zgodne z normami IEC 61800 i ISO 6722.

Laboratoria badawczo-rozwojowe materiałów polimerowych
Podczas opracowywania materiałów modyfikowanych środkami zmniejszającymi palność, takich jak PA66, PC wzmocniony włóknem szklanym i kompozyty gumowe, wymagane są partiowe testy HWFI w celu przebadania formulacji zmniejszających palność. RSY-LT może automatycznie przechowywać dane testowe wielu grup w partiach. W połączeniu z metodą testu płomienia igłowego, służącą do porównywania właściwości samogasnących materiałów wystawionych na działanie otwartego ognia, cykl weryfikacji prac badawczo-rozwojowych nad nowymi materiałami może zostać znacznie skrócony.

Wniosek

Metoda testu płomienia igłowego może symulować jedynie scenariusze natychmiastowego uderzenia niewielkiego otwartego płomienia i nie obejmuje powszechnego ukrytego zagrożenia pożarowego spowodowanego długotrwałym bezpłomieniowym przewodzeniem ciepła wewnątrz urządzeń elektrycznych. Jako specjalistyczny sprzęt do testów HWI, LISUN RSY-LT Tester zapłonu z gorącym drutem idealnie wypełnia tę lukę testową. Jego parametry sprzętowe w pełni spełniają normy, w tym IEC TS 60695-2-20, GB/T 14048.1 i UL 746AWyposażony w standardowy drut nichromowy, uzwojenie o stałym napięciu elektrycznym, a także w pełni automatyczną kontrolę mocy i czasu, może dokładnie mierzyć temperaturę zapłonu drutu gorącego (HWIT) i wskaźnik palności drutu gorącego (HWFI) materiałów, przy wysokiej powtarzalności i ważności certyfikacji danych testowych.

W kompletnym systemie testowania bezpieczeństwa pożarowego produktów, tester zapłonu gorącym drutem i metoda testu płomieniem igłowym wzajemnie się uzupełniają: pierwsza ocenia ryzyko zapłonu spowodowane długotrwałym przewodzeniem ciepła w wysokiej temperaturze, a druga ocenia ryzyko zapłonu spowodowanego chwilowym łukiem elektrycznym z otwartym płomieniem. Połączenie tych dwóch zestawów urządzeń może spełnić wymagania dotyczące testowania odporności na płomienie dla wszystkich kategorii produktów w branży AGD, elektrycznej, nowych źródeł energii i materiałów. Zintegrowana, automatyczna konstrukcja RSY-LT Redukuje błędy obsługi ręcznej i upraszcza procedury kalibracji. Dostosowuje się do różnych scenariuszy testowych, w tym kontroli jakości w małych i średnich przedsiębiorstwach produkcyjnych, zewnętrznych laboratoriach certyfikujących oraz uniwersyteckich instytucjach badawczych w zakresie materiałów, a także zapewnia znormalizowane i identyfikowalne rozwiązanie do testowania zapłonu gorącym drutem, ułatwiające dobór materiałów, projektowanie konstrukcji pod kątem bezpieczeństwa produktu oraz certyfikację dostępu do rynku globalnego.