Test di resistenza alla fiamma del tester di accensione a filo caldo

Astratto
Il surriscaldamento degli elementi riscaldanti, come i fili resistivi e gli avvolgimenti dei motori, durante il funzionamento delle apparecchiature elettriche trasferisce continuamente temperature elevate e incendia i materiali isolanti e combustibili solidi circostanti. Tali scenari di incendio per conduzione termica senza fiamma non possono essere valutati con il metodo della prova della fiamma ad ago, ed è necessario un test di accensione a filo caldo dedicato per quantificare la resistenza all'accensione termica dei materiali. Prendendo il LISUN RSY-LT Prendendo come oggetto di ricerca il tester di accensione a filo caldo, questo documento chiarisce le differenze di scenario tra il test di accensione a filo caldo e il metodo di prova con fiamma ad ago. Analizza i principali vantaggi tecnici dell'apparecchiatura che si basa su fili caldi standard in nicromo per un controllo preciso della temperatura, un carico di tensione costante e una temporizzazione automatica. In conformità con gli standard nazionali e internazionali, tra cui IEC TS 60695-2-20 e GB/T 14048.1, questo documento illustra come l'apparecchiatura possa determinare con precisione la temperatura di accensione a filo caldo (HWIT) e l'indice di infiammabilità a filo caldo (HWFI) dei materiali, compensando la limitazione del test che il metodo di prova con fiamma ad ago simula solo l'impatto della fiamma. Combinato con scenari applicativi che coprono quattro settori principali: ingegneria elettrica, elettrodomestici, nuove energie e materiali, questo documento confronta i limiti di applicabilità tra il tester di accensione a filo caldo e il metodo di prova con fiamma ad ago. Dimostra l'affidabilità dei dati di RSY-LT Si occupa della selezione dei materiali, della progettazione della sicurezza antincendio dei prodotti e della certificazione di conformità internazionale, e fornisce un riferimento per la selezione delle apparecchiature ai laboratori di prova e ai produttori per la creazione di un sistema completo di test di ritardanza di fiamma. 

Introduzione

Gli incendi di origine elettrica possono essere suddivisi in due categorie: accensione a fiamma e accensione per conduzione ad alta temperatura senza fiamma. Il metodo di prova con fiamma ad ago utilizza una fiamma ad ago di butano standard per simulare le piccole fiamme libere generate da cortocircuiti e campioni bruciati. Può valutare solo la capacità dei materiali di resistere all'impatto istantaneo della fiamma e non può riprodurre i rischi di incendio causati da sovraccarico prolungato e conduzione termica continua degli avvolgimenti dei motori e delle resistenze di potenza. All'interno di apparecchi elettrici a bassa tensione, batterie e apparecchi di riscaldamento domestici, la generazione continua di calore delle bobine resistive e la lenta penetrazione del calore nelle parti isolanti sono frequenti cause di incendio. Il metodo di prova corrispondente è il test di accensione a filo caldo, che richiede un apposito tester di accensione a filo caldo per eseguire test standardizzati.

L'attuale norma IEC TS 60695-2-20:2024 specifica le procedure di prova complete per l'accensione a filo caldo (HWI), stabilendo vincoli obbligatori sul materiale del filo caldo, la potenza di riscaldamento, la tensione di avvolgimento, la durata della prova e le dimensioni del campione. I tradizionali dispositivi a filo caldo si basano sull'avvolgimento manuale del filo e sul controllo manuale della temperatura. Le fluttuazioni di tensione e potenza di riscaldamento portano a dati di prova HWIT e HWFI molto variabili, e non è possibile rilasciare rapporti di certificazione validi. Il metodo di prova con fiamma ad ago segue le norme GB/T 5169.5 e IEC 60695-11-5. Questi due metodi di prova differiscono completamente per forma della sorgente di calore, logica di prova e indicatori di valutazione. Le aziende che effettuano test di ritardanza di fiamma devono dotarsi sia di un tester per accensione a filo caldo che di un tester per fiamma ad ago per coprire tutti gli scenari simulati di rischio di incendio.

LISUN sviluppa il RSY-LT Tester di accensione a filo caldo. Integra un sistema di riscaldamento a filo caldo, un meccanismo di avvolgimento a tensione costante e un modulo automatico di monitoraggio della combustione. Il funzionamento completamente automatico elimina gli errori manuali. L'apparecchiatura è in grado di riprodurre con precisione le condizioni di lavoro del filo caldo specificate dalle normative e di misurare in modo stabile due indicatori chiave: HWIT e HWFI. Insieme al metodo di prova con fiamma ad ago, costituisce un sistema di prova complementare, soddisfacendo le esigenze di collaudo di tutti i tipi di materiali combustibili solidi provenienti da istituti di ricerca, laboratori terzi e produttori.

RSY-LT Tester di accensione a filo caldo

Distinzione tra sistema standard di prova e scenario rispetto al metodo di prova con fiamma ad ago

Norme autorevoli nazionali e internazionali adattate a RSY-LT Tester di accensione a filo caldo
La struttura hardware e il programma di controllo di RSY-LT Conformi pienamente alle specifiche complete per l'accensione a filo caldo, che coprono i requisiti di sicurezza in molteplici settori quali la conversione di frequenza a bassa tensione, le nuove energie e i materiali polimerici. L'elenco delle norme applicabili è riportato nella Tabella 1.

Dal confronto si evince che il metodo di prova con ago e fiamma copre solo i rischi di incendio a fiamma libera e non è in grado di valutare i pericoli nascosti di accensione causati dalla conduzione di calore senza fiamma per periodi prolungati. Una valutazione completa della sicurezza antincendio del prodotto deve essere integrata con prove di accensione a filo caldo utilizzando un apposito strumento di prova.

Parametri hardware di base standardizzati di RSY-LT Tester di accensione a filo caldo

Tutte le assemblee di RSY-LT Soddisfa rigorosamente gli indicatori obbligatori specificati nella norma IEC TS 60695-20. Tutti i parametri possono essere controllati e calibrati per evitare deviazioni di tensione, potenza e durata causate da operazioni manuali. Le specifiche principali sono le seguenti:

• Gruppo filo caldo: filo in lega Ni80/Cr20 da φ0.5 mm, lunghezza totale 250±5 mm, resistenza termica 5.28 Ω/m, potenza di riscaldamento stabile 0.26 W/mm ±4%. È previsto un programma di pre-ricottura automatico integrato; la ricottura standard dura 8~12 secondi per eliminare la deformazione del filo caldo e garantire una generazione di calore uniforme in ogni test.

• Sistema di avvolgimento e pressurizzazione: meccanismo elettrico a tensione costante con tensione di avvolgimento stabile di 5.4±0.05 N, spaziatura delle spire di 6.3±0.2 mm per 5 spire, pienamente conforme alle dimensioni di avvolgimento standard. Elimina la deviazione della conduzione del calore causata dalla tensione non uniforme dell'avvolgimento manuale, ed è una struttura del nucleo esclusiva non richiesta nel metodo di prova alla fiamma dell'ago.

• Monitoraggio della temporizzazione e della combustione: temporizzazione completamente automatica tramite PLC; la durata del test può essere impostata liberamente tra 1 e 999.9 s, con una durata standard predefinita di 120 s. Dotato di un modulo ottico di cattura della fiamma per registrare automaticamente il momento dell'accensione e la durata della combustione continua. I dati vengono memorizzati sul touchscreen in tempo reale senza necessità di registrazione visiva manuale, riducendo notevolmente gli errori dovuti al ritardo di osservazione rispetto al funzionamento manuale adottato nel metodo di prova con fiamma ad ago.

• Campione e armadio: compatibile con tre tipi di campioni standard da 125×13 mm con spessore di 0.75 mm, 1.5 mm e 3 mm. La camera di combustione chiusa ha un volume ≥0.5 m³ per isolare le interferenze del flusso d'aria e stabilizzare l'ambiente per l'osservazione della fiamma. Condivide una filosofia di progettazione simile a quella degli strumenti di prova a fiamma ad ago con armadio chiuso, ma è dotato di un esclusivo sistema di avvolgimento interno.

• Sistema operativo: ampio schermo tattile LCD di nostra produzione, abbinato a un telecomando wireless per il doppio funzionamento. Gli operatori possono avviare e arrestare i test a distanza durante le prove ad alta temperatura per evitare rischi di ustioni. Il corpo della macchina adotta una struttura in acciaio rivestito ad alta temperatura, resistente alla corrosione e alla deformazione anche dopo lunghi periodi di test ad alta temperatura.

Vantaggi intelligenti di RSY-LT Tester di accensione a filo caldo

Il controllo di potenza a circuito chiuso del filo caldo garantisce dati HWIT e HWFI stabili.
Il metodo di prova della fiamma ad ago richiede solo una forma di fiamma stabile, mentre il test del filo caldo ha una tolleranza estremamente bassa per la potenza di riscaldamento. La fluttuazione di potenza modificherà direttamente la temperatura di accensione critica. Dotato di un modulo di regolazione della potenza a circuito chiuso, RSY-LT Compensa in tempo reale le variazioni di temperatura del filo caldo causate dalle fluttuazioni di tensione. La calibrazione della ricottura del filo caldo può essere eseguita con un solo clic prima di ogni test e le curve di potenza vengono archiviate automaticamente. I dati di test possono essere utilizzati direttamente per i rapporti di certificazione UL e IEC senza dover ripetere i test.

L'avvolgimento elettrico a tensione costante elimina gli errori sistematici dell'avvolgimento manuale.
Il test con fiamma ad ago non richiede l'avvolgimento del campione, quindi il controllo della tensione non è necessario. Tuttavia, i test di accensione a filo caldo richiedono uno stretto contatto tra il filo caldo e i campioni. Le deviazioni di tensione durante l'avvolgimento manuale portano ad aree di conduzione del calore incoerenti. Il meccanismo di avvolgimento elettrico di RSY-LT Completa automaticamente 5 giri di bobine standard con tensione bloccata a 5.4 N per tutta la durata del processo, uniformando l'area di contatto termico di ciascun gruppo di campioni. La fluttuazione dei dati di prova in parallelo è di gran lunga inferiore rispetto alle semplici apparecchiature manuali.

Il monitoraggio automatico integrato coopera con il metodo di prova alla fiamma dell'ago per formare un circuito di prova completo
Dopo che le aziende hanno dotato sia il tester di accensione a filo caldo che il tester a fiamma ad ago per il controllo qualità, entrambi i dispositivi supportano l'esportazione automatica dei dati per eseguire test per due tipi di scenari di incendio contemporaneamente. In primo luogo, RSY-LT Viene utilizzato per determinare il grado di infiammabilità termica a lungo termine (HWFI) dei materiali, e successivamente viene adottato il metodo della prova alla fiamma ad ago per verificare la resistenza dei materiali alle fiamme libere istantanee. I dati bidirezionali supportano la classificazione ignifuga dei prodotti, soddisfacendo pienamente i requisiti di certificazione composita specificati negli standard GB, IEC e UL.

Applicazioni industriali di RSY-LT Tester di accensione a filo caldo

Industria elettrica a bassa tensione
La carta isolante per gli avvolgimenti dei motori, gli involucri in PA66 dei relè e le partizioni degli interruttori automatici devono essere sottoposti a prove con filo caldo (HWI) per simulare il surriscaldamento prolungato degli avvolgimenti. Il metodo di prova con fiamma ad ago viene applicato solo per le prove di fiamma libera causate da archi elettrici sugli involucri dei contatti. L'uso combinato di entrambi i metodi di prova consente di valutare appieno i doppi rischi di incendio degli apparecchi elettrici a bassa tensione e di contribuire al superamento della certificazione di sicurezza GB/T 14048.1.

Industria degli elettrodomestici
I rivestimenti in teflon delle resistenze riscaldanti dei cuociriso elettrici e gli involucri in ABS dei pannelli di controllo dei condizionatori d'aria sono a contatto prolungato con i componenti riscaldanti. RSY-LT Viene utilizzato per misurare l'HWIT (High Water Interaction Test) al fine di valutare se si verificheranno decomposizione e accensione ad alte temperature. I pannelli degli interruttori vengono ulteriormente testati mediante il metodo della fiamma ad ago per soddisfare i requisiti completi di resistenza alla fiamma previsti dalla norma GB 4706 sulla sicurezza degli elettrodomestici.

Veicoli a energia nuova e industria dello stoccaggio energetico
I separatori in fibra di vetro PP per batterie di potenza e le piastre isolanti in resina epossidica delle colonnine di ricarica presentano rischi di instabilità termica delle celle della batteria e surriscaldamento dei trasformatori. Per valutare le caratteristiche di accensione in condizioni di conduzione termica continua, è necessario utilizzare un tester di accensione a filo caldo. Il metodo di prova con fiamma ad ago viene utilizzato solo per test di scintilla localizzati sulla superficie dei cablaggi. La combinazione di entrambi i metodi garantisce la sicurezza antincendio delle apparecchiature di accumulo di energia ed è conforme alle norme IEC 61800 e ISO 6722.

Laboratori di ricerca e sviluppo per materiali polimerici
Durante lo sviluppo di materiali modificati ignifughi come PA66, policarbonato rinforzato con fibra di vetro e compositi di gomma, sono necessari test HWFI (High Water Flow Intensity) in batch per selezionare le formulazioni ignifughe. RSY-LT Può memorizzare automaticamente i dati di test di più gruppi in batch. In combinazione con il metodo di prova alla fiamma ad ago per confrontare le prestazioni di autoestinzione dei materiali esposti a fiamme libere, il ciclo di verifica per la ricerca e sviluppo di nuovi materiali può essere notevolmente abbreviato.

Conclusione

Il metodo di prova con fiamma ad ago può simulare solo scenari di impatto istantaneo di una piccola fiamma libera e non può coprire il comune pericolo di incendio nascosto causato dalla conduzione di calore senza fiamma a lungo termine all'interno delle apparecchiature elettriche. Come apparecchiature di prova HWI dedicate, il LISUN RSY-LT Il tester di accensione a filo caldo colma perfettamente questa lacuna di test. I suoi parametri hardware soddisfano pienamente gli standard, tra cui IEC TS 60695-2-20, GB/T 14048.1 e UL 746ADotato di filo caldo in nicromo standard, avvolgimento elettrico a tensione costante e controllo automatico di potenza e temporizzazione, è in grado di misurare con precisione la temperatura di accensione del filo caldo (HWIT) e l'indice di infiammabilità del filo caldo (HWFI) dei materiali, con elevata ripetibilità e validità di certificazione dei dati di prova.

In un sistema completo di test di sicurezza antincendio dei prodotti, il tester di accensione a filo caldo e il metodo di prova con fiamma ad ago sono reciprocamente complementari: il primo valuta i rischi di accensione causati dalla conduzione di calore ad alta temperatura a lungo termine, mentre il secondo valuta i rischi di accensione da fiamme libere istantanee generate da archi elettrici. L'impiego combinato dei due set di apparecchiature può soddisfare le esigenze di test di conformità ignifuga di tutte le categorie di prodotti nei settori degli elettrodomestici, dell'elettricità, delle nuove energie e dei materiali. La progettazione automatica integrata di RSY-LT Riduce gli errori dovuti alle operazioni manuali e semplifica le procedure di calibrazione. Si adatta a diversi scenari di test, tra cui il controllo qualità presso piccole e medie imprese manifatturiere, laboratori di certificazione di terze parti e istituti universitari di ricerca sui materiali, e fornisce una soluzione standardizzata e tracciabile per il test di accensione a filo caldo, utile per la selezione dei materiali, la progettazione strutturale della sicurezza del prodotto e la certificazione per l'accesso al mercato globale.