Come conformarsi al metodo di prova del filo incandescente IEC 60695-2-10 nella sicurezza dei prodotti elettrici

Astratto
I guasti da sovraccarico di resistori e componenti di potenza all'interno di apparecchiature elettriche ed elettroniche generano fonti di calore ad alta temperatura. Il contatto ad alta temperatura con le parti isolanti in plastica circostanti può comportare rischi di incendio. Il metodo di prova del filo incandescente IEC 60695-2-10 è uno standard generale di prova per il rischio di incendio formulato dalla Commissione Elettrotecnica Internazionale. Simula il contatto ad alta temperatura tra componenti interni surriscaldati e parti non metalliche degli apparecchi ed è una procedura di prova obbligatoria per la certificazione di sicurezza di elettrodomestici, prodotti di illuminazione e componenti elettrici. L'apparecchiatura di prova del filo incandescente è un'apparecchiatura di prova ad alta precisione sviluppata da LISUN per valutare le prestazioni ignifughe di prodotti elettrici ed elettronici, elettrodomestici, dispositivi di illuminazione e componenti in plastica. Simulando lo scenario di "contatto ad alta temperatura con filo incandescente", testa l'infiammabilità, la temperatura di accensione, l'infiammabilità e l'indice di infiammabilità del filo incandescente dei materiali sotto un carico termico specificato e fornisce dati di supporto critici per la progettazione della sicurezza antincendio del prodotto e la certificazione di conformità. LISUN Prendendo come oggetto di studio il tester a filo incandescente ZRS-3H, questo documento illustra la definizione dello standard, gli indicatori chiave dello strumento, le procedure di prova complete, la valutazione dei risultati e gli aspetti pratici di ingegneria del metodo di prova a filo incandescente IEC 60695-2-10. Fornisce riferimenti operativi pratici per i produttori nazionali e i laboratori di prova di terze parti per la verifica della sicurezza antincendio dei prodotti. 

Contesto e significato del metodo di prova del filo incandescente IEC 60695‑2‑10

Durante il funzionamento prolungato di elettrodomestici, apparecchi di illuminazione, interruttori, prese e prodotti di elettronica di consumo, quando i componenti subiscono sovraccarichi o cortocircuiti, la loro superficie raggiunge temperature elevate, anche di diverse centinaia di gradi Celsius. Il calore si trasferisce agli involucri in plastica circostanti, alle staffe isolanti e ad altre parti non metalliche, causando la decomposizione termica e l'accensione dei materiali e, di conseguenza, incendi che coinvolgono l'intero prodotto. Poiché è difficile riprodurre direttamente gli scenari di accensione dovuti a guasti, il metodo di prova del filo incandescente IEC 60695-2-10 propone una soluzione di simulazione di laboratorio standardizzata. Un filo incandescente in nicromo riscaldato elettricamente viene utilizzato per simulare una fonte di calore ad alta temperatura dovuta a un guasto e agisce sulla superficie del campione con temperatura, pressione di contatto e durata di contatto controllate, al fine di valutare la capacità anti-accensione dei prodotti finiti o dei materiali plastici.

Migliori Metodo di prova del filo incandescente IEC 60695‑2‑10 di per sé non specifica criteri di superamento/fallimento indipendenti per i prodotti. Serve come procedura generale di base del sistema completo di prova del filo incandescente e deve essere utilizzato insieme alla prova di infiammabilità del prodotto finito IEC 60695-2-11, all'indice di infiammabilità del filo incandescente GWFI IEC 60695-2-12 e alla temperatura di accensione del filo incandescente GWIT IEC 60695-2-13. Il suo standard cinese equivalente è GB/T 5169.10-2023. È ampiamente citato dagli standard di sicurezza dei prodotti tra cui GB/T 4706.1 sicurezza degli elettrodomestici, GB 7000.1 La sicurezza degli apparecchi di illuminazione e la sicurezza di interruttori e prese GB/T 2099.1 diventano un elemento importante per la sicurezza antincendio ai fini delle certificazioni 3C, CQC, UL e altre certificazioni di accesso al mercato. Le aziende che conducono test secondo il metodo di prova del filo incandescente IEC 60695-2-10 nella fase di ricerca e sviluppo possono selezionare in anticipo i materiali ignifughi, ottimizzare la disposizione strutturale interna dei prodotti ed evitare successivi fallimenti di certificazione, nonché rischi di incendio nell'applicazione da parte dell'utente finale.

ZRS-3H Apparecchiatura di prova a filo incandescente

Parametri tecnici fondamentali dell'apparecchiatura di prova a filo incandescente

LISUN Il tester a filo incandescente ZRS-3H è progettato in stretta conformità con i vincoli hardware specificati dal metodo di prova a filo incandescente IEC 60695-2-10. Questo strumento può eseguire test di infiammabilità a filo incandescente su prodotti finiti, nonché la determinazione del grado di materiale GWFI e GWIT per le materie plastiche tecniche. Dotato di un sistema di controllo della temperatura a circuito chiuso e di una termocoppia di tipo K corazzata per l'acquisizione della temperatura, consente una precisa impostazione della pressione di contatto del filo incandescente e della durata del riscaldamento. Allo scadere del tempo di riscaldamento, il filo incandescente si separa automaticamente dai campioni. Supporta inoltre la registrazione automatica del tempo di accensione e del tempo di estinzione della fiamma per ridurre gli errori di osservazione manuale e garantire la ripetibilità dei dati di prova. La serie ZRS-3H comprende due varianti: ZRS-3H con armadio integrato e ZRS-3HS senza armadio. I principali parametri tecnici sono riportati nella Tabella 1.

Secondo i requisiti obbligatori del metodo di prova con filo incandescente IEC 60695-2-10, la misurazione della temperatura, il controllo della pressione di contatto e il sistema di temporizzazione dello strumento devono essere calibrati periodicamente. Il filo incandescente è un componente soggetto a usura. Dopo ripetuti test ad alta temperatura, si verificano deformazioni e ossidazione. Deve essere sostituito tempestivamente non appena si notano variazioni dimensionali evidenti; in caso contrario, le deviazioni di temperatura e delle condizioni di contatto causeranno direttamente risultati di prova errati. Il modello ZRS-3H adotta un rivestimento resistente alle alte temperature per l'intera struttura in acciaio, risultando adatto per test di sicurezza antincendio continui a lungo termine in laboratorio.

Procedura di prova completa basata sul metodo di prova del filo incandescente IEC 60695-2-10

Prima dell'esecuzione formale del test, gli operatori devono studiare a fondo il metodo di prova del filo incandescente IEC 60695-2-10, nonché le corrispondenti norme specifiche del prodotto, confermare la temperatura di prova e la durata del contatto incandescente, chiarire se il test è destinato al prodotto finito o al materiale e completare il precondizionamento del campione. I campioni devono essere condizionati nelle condizioni di temperatura e umidità specificate dalle norme per eliminare l'interferenza dell'umidità ambientale sulle prestazioni ignifughe del materiale.

Fase uno: ispezione dello strumento e preriscaldamento della temperatura. Verificare l'aspetto del filo incandescente e lo stato di installazione della termocoppia, confermare il corretto funzionamento del meccanismo di controllo della pressione e posizionare l'imbottitura di cotone sottostante. Impostare la temperatura di prova target dello strumento e riscaldare il filo incandescente fino a quando la temperatura non si è completamente stabilizzata. Il metodo di prova del filo incandescente IEC 60695-2-10 richiede una temperatura stabile prima di entrare in contatto con i campioni per evitare variazioni delle condizioni di prova causate dalle fluttuazioni di temperatura. Nel frattempo, verificare il corretto funzionamento del modulo di temporizzazione automatico e del meccanismo di separazione automatico.

Fase due: fissaggio e posizionamento del campione. Fissare il campione verticalmente sul supporto e determinare il punto di contatto del filo incandescente. Questo punto di contatto deve simulare la posizione reale della sorgente di calore all'interno del prodotto, anziché i bordi, i fori o altre posizioni particolari del campione. Regolare la corsa meccanica per garantire che il filo incandescente possa applicare una pressione verticale sulla superficie del campione.

Fase tre: applicazione del contatto con il filo incandescente. Avviare la procedura di prova, spostare il filo incandescente in avanti fino a toccare il campione e mantenere la pressione di contatto e la durata di contatto specificate dallo standard; il tempo di contatto predefinito è generalmente di 30 secondi. Durante l'intero processo di contatto e il periodo di osservazione successivo al contatto, registrare se il campione si incendia, il tempo di accensione, la durata della fiamma e osservare se le gocce fuse possono incendiare l'imbottitura di cotone posta al di sotto. Al termine del tempo di incandescenza, lo strumento ritrae automaticamente il filo incandescente e continua a osservare i successivi fenomeni di combustione o di combustione lenta del campione.

Fase quattro: registrazione post-test e ripetizione del test. Per ogni gruppo di test devono essere utilizzati campioni nuovi di zecca. È vietato ripetere il test sulla posizione carbonizzata e bruciata. Registrare accuratamente tutti i fenomeni, inclusa la presenza di fiamma, la durata della fiamma, l'eventuale accensione del tampone di cotone e la persistenza della combustione lenta del campione. Se viene eseguito il test del materiale GWFI o GWIT, devono essere implementati più gruppi di test con regolazione graduale della temperatura per ottenere infine l'indice di infiammabilità del filo incandescente o la temperatura di accensione del filo incandescente del materiale testato.

Punti chiave per la valutazione dei risultati secondo il metodo di prova del filo incandescente IEC 60695‑2‑10

Il metodo di prova del filo incandescente IEC 60695-2-10 definisce solo i requisiti dello strumento e le procedure operative generali. L'esito (superato/non superato) deve fare riferimento alle norme di prodotto corrispondenti. Prendendo come esempio un comune test su prodotti finiti per elettrodomestici, vengono adottate due dimensioni di valutazione principali. In primo luogo, dopo la retrazione del filo incandescente, la fiamma del campione deve autoestinguersi entro 30 secondi. In secondo luogo, le gocce di materiale fuso dal campione non devono incendiare l'imbottitura di cotone inferiore. Se entrambe le condizioni sono soddisfatte, il test alla temperatura corrente è considerato superato. Se il campione continua a bruciare oltre il tempo specificato o le gocce incendiano l'imbottitura di cotone, il test è considerato non superato, il che significa che il componente corrispondente presenta un rischio di incendio a temperature elevate anomale.

Per i test di qualità dei materiali, i parametri GWFI e GWIT vengono ottenuti tramite test di temperatura a gradiente multiplo. GWFI indica che tutti e tre i campioni soddisfano i requisiti di estinzione a tale temperatura; GWIT si riferisce alla temperatura alla quale il materiale evita appena l'accensione. Durante la progettazione del prodotto, le aziende devono selezionare materiali con un livello GWFI superiore alla temperatura di guasto effettiva, in base al livello di rischio dei componenti all'interno dell'apparecchiatura completa, al fine di ridurre il rischio di incendio derivante dalla fonte del materiale.

Precauzioni per l'applicazione e la prova in ambito ingegneristico

Le apparecchiature per il test del filo incandescente sono ampiamente utilizzate per prodotti elettrici ed elettronici, elettrodomestici, apparecchi di illuminazione, interruttori e prese, elettronica automobilistica e laboratori di prova di terze parti. Le temperature di prova variano a seconda del prodotto. I componenti a basso rischio generalmente utilizzano temperature di 550 °C o 650 °C. Le parti in plastica adiacenti a componenti di riscaldamento di potenza e circuiti di corrente di guasto spesso richiedono test ad alta temperatura di 750 °C, 850 °C o persino 960 °C. Un malinteso comune tra molte aziende è quello di concentrarsi solo sui parametri GWFI (Glow Wire Induced Test) ricavati dalle schede tecniche dei materiali, ignorando la verifica del prodotto finito secondo il metodo di prova del filo incandescente IEC 60695-2-10. Un campione di materiale qualificato non garantisce che il componente assemblato superi il test. Spazi di assemblaggio, sollecitazioni meccaniche e variazioni di spessore possono alterare le effettive prestazioni ignifughe.

Durante le prove, i laboratori devono implementare misure di ventilazione e di protezione antincendio. Sebbene lo strumento sia dotato di un armadio di prova, è comunque necessario predisporre dispositivi di estinzione incendi. Il filo incandescente e la termocoppia sono parti di consumo che devono essere ispezionate dopo ogni prova e calibrate periodicamente per garantire che l'hardware dello strumento soddisfi continuamente i requisiti del metodo di prova del filo incandescente IEC 60695-2-10. Funzione di controllo remoto di LISUN ZRS-3H consente agli operatori di rimanere lontani dalla camera di prova ad alta temperatura e migliora la sicurezza operativa per i test continui di lunga durata.

Conclusione

Il metodo di prova del filo incandescente IEC 60695‑2‑10 è una specifica di prova fondamentale e importante nel dominio globale della sicurezza antincendio dei prodotti elettrici. Stabilisce un metodo di laboratorio standardizzato per simulare i rischi di accensione causati dal surriscaldamento interno degli apparecchi. L'apparecchiatura di prova del filo incandescente è un'apparecchiatura di prova di alta precisione sviluppata da LISUN per valutare le prestazioni ignifughe di prodotti elettrici ed elettronici, elettrodomestici, dispositivi di illuminazione e componenti in plastica. LISUN ZRS‑3H tester per filo incandescente Implementa pienamente tutti i requisiti tecnici dello standard relativi a temperatura, pressione, tempi e azioni meccaniche. È in grado di eseguire test di infiammabilità del prodotto finito, nonché la determinazione del grado di materiale GWFI e GWIT. Nelle fasi di ricerca e sviluppo del prodotto, selezione dei componenti e presentazione della certificazione, le aziende che comprendono e rispettano correttamente il metodo di prova del filo incandescente IEC 60695-2-10 possono identificare efficacemente i rischi di incendio dei componenti non metallici, ottimizzare la selezione dei materiali e la progettazione strutturale, migliorare il livello di sicurezza antincendio dei prodotti elettrici e garantire la sicurezza degli utenti finali nell'applicazione pratica.