Istraživanje primjene uređaja za ispitivanje plamenom iglom u procjeni požarne sigurnosti električnih i elektroničkih proizvoda

Sažetak:

Tijekom rada električne i elektroničke opreme, kvarovi poput kratkog spoja u strujnom krugu i pregrijavanja komponenti uslijed starenja mogu lako stvoriti sitne plamenove, koji mogu zapaliti okolne izolacijske plastike, materijale kućišta i postati glavni uzrok električnih požara. Uređaj za ispitivanje igličastim plamenom procjenjuje otpornost komponenti proizvoda i izolacijskih materijala na plamen simulirajući sitne plamenove izazvane takvim unutarnjim kvarovima. Služi kao ključna oprema za ispitivanje sigurnosti električnih i elektroničkih proizvoda. Uzimajući u obzir... LISUN ZY‑3 ispitivač plamena iglom kao objekt istraživanja, ovaj rad predstavlja princip rada, strukturne značajke, ključne tehničke parametre, postupke ispitivanja, kriterije evaluacije i praktične scenarije primjene uređaja za ispitivanje plamenom iglom. Pruža tehničke reference za ispitivanje požarne sigurnosti elektroničkih proizvoda, istraživanje i razvoj materijala za usporavanje gorenja, kao i pristup tržištu proizvoda.

Uvod

Velik broj električnih požara nastaje zbog unutarnjeg paljenja opreme. Za razliku od otvorenog vanjskog plamena, mnogi izvori požara su samo sitni plamenovi nastali kratkim spojem ili pregrijavanjem elektroničkih komponenti. Takvi plamenovi imaju mali volumen i koncentriranu energiju. Skloni su zapaliti susjedne plastične izolatore, PCB podloge i plašteve kabelskih svežnjeva te se dalje šire do teških požara. Konvencionalni testovi izgaranja uglavnom su dizajnirani za scenarije otvorenog plamena velikih razmjera i ne mogu reproducirati stvarne radne uvjete mikro izvora požara unutar opreme. aparat za ispitivanje igličastim plamenom je uređaj za ispitivanje posebno razvijen za takve radne uvjete. U skladu je s kineskim standardom GB/T 5169.5‑2020 i međunarodnim standardom IEC 60695‑11‑5:2016. Koristi se za simuliranje sitnih plamenova nastalih unutarnjim kvarovima opreme i procjenu otpornosti materijala i cijelih strojnih komponenti na plamen u uvjetima paljenja malog plamena, kao i rizika od širenja plamena. Široko se primjenjuje u kućanskim aparatima, opremi informacijske tehnologije, rasvjetnim proizvodima, automobilskoj elektronici, neovisnim ispitnim laboratorijima i istraživačkim institutima. Kao zreli komercijalni aparat za ispitivanje plamena iglom, LISUN ZY‑3 igličasti ispitivač plamena strogo je u skladu sa standardnim zahtjevima, ostvarujući preciznu kontrolu plamena, automatsko mjerenje vremena i snimanje podataka. Može provoditi istraživačko-razvojna ispitivanja, tvorničke inspekcije i certifikacijske testove. 

1 Princip rada uređaja za ispitivanje plamenom igle

Središnja komponenta uređaja za ispitivanje igličastim plamenom je standardni plamenik u obliku igle koji se napaja butanom čistoće ≥95%, a generira standardni ispitni plamen visine 12 mm±1 mm. Plamen se primjenjuje na površinu uzorka pod kutom od 45° kako bi se simulirao utjecaj sitnih plamenova uzrokovanih kratkim spojem i pregrijavanjem komponenti na površine komponenti. Tijekom ispitivanja bilježe se vrijeme primjene, vrijeme nakon plamena i vrijeme žarenja uzorka nakon uklanjanja plamena. U međuvremenu se provode opažanja kako bi se provjerilo zapaljuju li rastaljene kapi podložni svileni papir i borovu ploču. Njegov glavni cilj nije mjerenje performansi materijala pri izlaganju požaru velikih razmjera, već istraživanje hoće li se okolni materijali zapaliti kada se unutar opreme pojave lokalni mikro izvori požara, može li se izgaranje samougasiti nakon paljenja i hoće li goruće kapi uzrokovati širenje požara. Na temelju gore navedenih opažanja može se procijeniti razina požarne sigurnosti proizvoda.

Kompletan aparat za ispitivanje igličastog plamena sastoji se od zatvorene ispitne komore, plamenika u obliku igle, sustava za kontrolu puta plina, sklopa za provjeru temperature termoelementa, modula za mjerenje vremena i jedinice za interakciju čovjeka i stroja. Plamenik podržava podešavanje kuta: vertikalni položaj za kalibraciju i nagnuti položaj od 45° za formalno ispitivanje. Termoelement provjerava toplinski izlaz plamena. Standardni zahtjev određuje da plamen mora porasti sa 100 ℃±2 ℃ na 700 ℃±3 ℃ unutar 23.5 s±1 s. To osigurava dosljedan toplinski izlaz za svako ispitivanje i jamči ponovljive i usporedive rezultate ispitivanja u različitim serijama i laboratorijima.

ZY-3 Test iglica plamenom

2 Ključni parametri LISUN ZY‑3 Uređaj za ispitivanje plamenom igle

LISUN ZY‑3 aparat za ispitivanje igličastim plamenom dostupan je u dvije verzije: ZY‑3 sa zatvorenom komorom i ZY‑3S bez komore. Model sa zatvorenom komorom izolira vanjske zračne smetnje i stabilizira ispitno okruženje, pogodan za standardna laboratorijska ispitivanja. Verzija bez komore ima kompaktne dimenzije i prikladna je za brzo testiranje na proizvodnim linijama. Ključni tehnički parametri prikazani su u Tablici 1.

Tablica 1 Ključni tehnički parametri uređaja za ispitivanje plamenom iglom ZY‑3 i ZY‑3S

Kao što je prikazano u Tablici 1, obje verzije dijele identične pokazatelje izgaranja jezgre, vremena i temperature. Razlike leže u konfiguraciji komore i ukupnoj težini. Korisnici mogu birati modele prema ispitnim okruženjima i scenarijima primjene. Cijela jedinica koristi visokotemperaturnu prskanu čeličnu konstrukciju s visokotemperaturnom otpornošću na temperature i koroziju za dugotrajna ponovljena ispitivanja na visokim temperaturama. Podržava primjenu jednog ili više kontinuiranih plamena kako bi se zadovoljili posebni zahtjevi ispitivanja kontinuiranog izgaranja prema IEC 62368‑1.

3 Standardna postupka ispitivanja i procjena rezultata za uređaj za ispitivanje plamenom igle

3.1 Postupci ispitivanja

1. Prethodna obrada i stezanje uzorka: Učvrstite uzorak na fiksator i odaberite položaj koji će najvjerojatnije biti izložen plamenu unutar proizvoda kao točku primjene plamena.
2. Kalibracija opreme: Upalite plamenik, podesite visinu plamena na 12 mm ± 1 mm. Provjerite brzinu porasta temperature plamena bakrenim blokom i termoelementom kako biste potvrdili sukladnost sa standardnim specifikacijama.
3. Postavite parametre ispitivanja. Standardno preporučeno vrijeme primjene plamena općenito je 30 s. Okrenite plamenik u položaj od 45° i dovedite vrh plamena u kontakt s uzorkom.
4. Nakon završetka unaprijed postavljenog trajanja plamena, plamenik se automatski uvlači. Uređaj za ispitivanje igličastog plamena automatski počinje bilježiti vrijeme nakon plamena i trajanje žarenja.
5. Promatrajte ponašanje izgaranja uzorka tijekom cijelog ispitivanja, pratite kapanje rastaljene tekućine i provjerite jesu li podložni svileni papir i bijela borova ploča zapaljeni ili karbonizirani.
6. Završite ispitivanje nakon potpunog gašenja uzorka bez pojave sjaja. Izvezite podatke ispitivanja i dokumentirajte uočene pojave.

3.2 Kriteriji prolaza i pada

Prema GB/T 5169.5‑2020, uzorak prolazi test igličastim plamenom ako je ispunjen bilo koji od sljedećih uvjeta:
(1) Na uzorku se ne javlja paljenje ili žarenje pod utjecajem plamena; podložni svileni papir se ne pali, a bijela borova ploča ne pokazuje karbonizaciju.
(2) Nakon uklanjanja plamena, ukupno trajanje plamena i žarenja na uzorku je manje od 30 s, a kapljice ne zapaljuju niti karboniziraju podlogu.

Dugotrajno izgaranje uzorka ili paljenje podloge kapanjem rastaljene tekućine ukazuje na rizik od širenja požara u uvjetima unutarnjeg kvara sitnog plamena. Potreban je redizajn proizvoda, uključujući strukturnu modifikaciju ili primjenu izolacijskih materijala s višim stupnjem usporavanja gorenja.

4 scenarija primjene uređaja za ispitivanje plamenom igle

Uređaj za ispitivanje igličastim plamenom široko se koristi u elektrotehničkoj, informacijsko-tehnološkoj, rasvjetnoj, automobilskoj elektronici i industriji istraživanja i razvoja materijala.

Prvo, u industriji električnih uređaja: izolacijske baze releja, kontaktora i prekidača, plastične ploče prekidača i utičnica te slojevi izolacije kabela trebaju uređaj za ispitivanje igličastim plamenom kako bi se simulirali mikroplameni uzrokovani kontaktnim lukom i kvarovima preopterećenja. On provjerava svojstva protiv paljenja izolacijskih dijelova kako bi se zadovoljili sigurnosni zahtjevi kao što je GB/T 2099.1 i jamčila sigurnost niskog napona.

Drugo, za opremu informacijske tehnologije i audio-video: usmjerivači, pisači, adapteri za napajanje, kućišta punjača i izolacijske komponente koje okružuju module za napajanje testiraju se na rizik od požara uzrokovan kratkim spojem čipa i pregrijavanjem. U skladu s GB/T 4943.1‑2022 i IEC 62368‑1:2023, ispitivanje plamenom igle predstavlja važnu stavku certifikacije za potrošačku elektroniku.

Treće, u industriji rasvjete: plastični unutarnji dijelovi kućišta LED upravljačkih programa, grla za žarulje, prigušnica i vanjskih reflektora testiraju se na otpornost na plamen protiv mikroplamena iz neispravnih unutarnjih komponenti, u skladu s GB 7000.1‑2015.

Četvrto, automobilska elektronika i vozila na nove izvore energije: ispituju se dijelovi unutrašnjosti središnjeg upravljanja ugrađeni u vozilo, izolacija kabelskih svežnjeva, izolatori stupova za punjenje i kućišta BMS-a kako bi se simulirali mikroplameni uzrokovani preopterećenjem punjenja i kvarovima u strujnom krugu, a kako bi se procijenila protupožarna učinkovitost automobilskih komponenti u skladu s normama ISO 6722‑1 i GB/T 2408‑2021.

Peto, istraživanje i ispitivanje materijala: modificirane inženjerske plastike poput ABS-a, PC-a, PA-a, epoksidnih ploča od staklene tkanine i poliimidnih filmova testiraju se uređajem za ispitivanje igličastim plamenom kako bi se dobili podaci o paljenju i naknadnom plamenu. Podaci podržavaju razvoj formule usporivača gorenja i evaluaciju kvalitete materijala, pružajući kvantitativnu osnovu za ispitivanje iteracije novih materijala.

5 Zaključak

The aparat za ispitivanje igličastim plamenom je ključni instrument za testiranje za reprodukciju scenarija sitnih plamenova uzrokovanih kratkim spojem i pregrijavanjem komponenti unutar elektroničke opreme. Nadoknađuje ograničenje ispitivanja izgaranja s velikim plamenom koja ne mogu simulirati mikro izvore požara unutar opreme. Rezultati ispitivanja izravno odražavaju performanse protupožarne sigurnosti komponenti i izolacijskih materijala u stvarnim uvjetima kvara. LISUN Uređaj za ispitivanje plamena iglom ZY‑3 u potpunosti je u skladu s domaćim standardima GB/T 5169.5‑2020 i međunarodnim standardima IEC 60695‑11‑5:2016. Njegova temperatura plamena, visina plamena i točnost vremena su dobro kontrolirani. Opremljen dvostrukim načinima rada - zaslonom osjetljivim na dodir i daljinskim upravljačem, uravnotežuje točnost ispitivanja i sigurnost rada, zadovoljavajući raznolike zahtjeve odjela za kontrolu kvalitete poduzeća, vanjskih laboratorija i istraživačkih institucija.

Električna sigurnost je obvezni zahtjev za pristup tržištu proizvoda. Poduzeća moraju u potpunosti koristiti uređaj za ispitivanje igličastim plamenom kako bi provela ispitivanja igličastim plamenom u fazi istraživanja i razvoja proizvoda, unaprijed identificirala opasnosti od požara komponenti, optimizirala odabir materijala i strukturni dizajn, smanjila rizik od električnog požara od izvora i osigurala sigurnost proizvoda.