灼热丝测试是一种评估电工电子产品、零部件及其材料(主要是固体绝缘材料)耐热、耐燃和防引燃能力的模拟安全测试。其核心原理是:用一个预先加热到特定温度的灼热丝作为模拟热源,在规定压力下接触样品一定时间,观察样品是否起燃或燃烧持续时间,以此评估其在故障过热条件下的火灾风险。
一、测试方法概述
测试通常在以下基本步骤中进行:
1. 样品准备:
样品可以是成品(如开关、插座外壳)、零部件或标准尺寸(如60mm x 60mm)的平板材料。
样品应在标准气候条件下(如温度23±2°C,湿度50±5%)进行状态调节至少24小时。
2. 装置设置:
灼热丝:通常由镍/铬(80/20)制成,弯曲成规定的环状尺寸(常用直径为4mm)。
加热系统:用大电流将灼热丝加热至标准规定的精确温度(例如550°C, 650°C, 750°C, 850°C, 960°C)。温度需用校准过的热电偶测量。
施力系统:能以一个恒定的力(通常为1.0 ± 0.2 N)将灼热丝推向样品。
背景和底座:样品下方放置一层绢纸(tissue paper)和一块松木板。绢纸用于检测可能滴落的、具有引燃能力的燃烧颗粒,松木板模拟实际的安装底板。
3. 测试过程:
将灼热丝加热至产品标准要求的特定温度(见下文“温度选择”部分)。
一旦温度稳定,将样品以规定力(1.0N)与灼热丝尖端接触,持续 30秒。
观察并记录从接触开始到结束的整个现象。
4. 观察与记录:
起燃时间 (Ti):从接触开始到样品产生火焰的持续时间。
熄灭时间 (Te):移除灼热丝后,样品火焰持续燃烧的持续时间。
是否起燃:样品或周围绢纸是否被点燃。
燃烧颗粒:是否有燃烧或灼热的颗粒从样品上滴落并引燃下方的绢纸。
烧损程度:测量样品的烧焦长度和变形情况。
二、评判标准 (合格与否的准则)
测试结果的判定主要依据以下两个核心标准(以IEC 60695-2-11/12为例):
1. 无火焰燃烧或火焰熄灭时间:
如果样品在灼热丝移除后30秒内火焰自动熄灭(即 Te ≤ 30s),且没有引燃下方的绢纸。
同时满足以上两个条件,则通常判定为通过该温度的测试。如果Te > 30s 或者绢纸被点燃,则判定为不合格。
附加判定(GWIT和GWFI):
GWFI (Glow-Wire Flammability Index) - 灼热丝可燃性指数:
一个材料特性参数。指连续三次测试均能满足以下条件的最高温度:
Te ≤ 30秒
绢纸未被点燃
样品没有完全燃烧
例如:GWFI 850°C 表示该材料在850°C的测试条件下能通过考核。
GWIT (Glow-Wire Ignition Temperature) - 灼热丝起燃温度:
一个材料特性参数。指比连续三次测试中至少有一次引燃样品(Ti ≤ 30s)的最低温度低25K的温度。
它表示材料抵抗起燃的能力。例如:GWIT 825°C 意味着在850°C(825+25)的测试中,样品会被点燃,但在825°C时不会被点燃。
三、主要测试标准
灼热丝测试的国际和国内标准体系非常成熟,最核心的是IEC 60695-2系列标准。
国际标准:
IEC 60695-2-10: 灼热丝装置和通用试验程序。
IEC 60695-2-11: 成品灼热丝可燃性试验方法。
IEC 60695-2-12: 材料灼热丝可燃性指数 (GWFI) 试验方法。
IEC 60695-2-13: 材料灼热丝起燃温度 (GWIT) 试验方法。
中国国家标准 (GB/T):完全等效采用IEC标准。
GB/T 5169.10 ~ GB/T 5169.13:对应上述IEC标准。
终端产品标准:
许多具体的产品标准(如家电类的IEC 60335-1、信息技术设备类的IEC 60950-1 / IEC 62368-1、照明设备类的IEC 60598-1)都会引用灼热丝测试。
这些标准会**根据产品故障可能产生的过热风险,规定其不同部件所需达到的测试温度等级。