灼熱絲試驗的設(shè)備確認(rèn)方法及注意事項

（ 江蘇省產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗研究院，江蘇 南京 210007 ）

灼熱絲試驗的設(shè)備確認(rèn)方法及注意事項

陳向陽，郭艷萍

（ 江蘇省產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗研究院，江蘇 南京 210007 ）

結(jié)合灼熱絲試驗裝置和成品灼熱絲可燃性試驗方法標(biāo)準(zhǔn)要求，闡述灼熱絲試驗設(shè)備技術(shù)指標(biāo)的確認(rèn)方法，總結(jié)灼熱絲試驗中的注意事項。

灼熱絲試驗；設(shè)備確認(rèn)方法；注意事項

0 引言

灼熱絲試驗是考核絕緣材料與規(guī)定溫度的灼熱絲接觸一定時間后移開，通過觀察灼熱絲接觸期間以及移開后30 s內(nèi)絕緣材料的著火情況、鋪底層絹紙是否起燃和松木板是否燒焦來判斷絕緣材料的耐燃情況。灼熱絲試驗設(shè)備的技術(shù)指標(biāo)和試驗方法是否滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，對灼熱絲試驗結(jié)果將會產(chǎn)生重要影響。在我國，GB/T 5169．10-2006等同采用IEC 60695-2 -10：2000，而IEC 60695-2-10的現(xiàn)行有效版本為IEC 60695-2-10 Edition2．0：2013。本文結(jié)合IEC 60695-2-10 Edition2．0：2013和GB/T 5169．10-2006對灼熱絲試驗設(shè)備的指標(biāo)要求、試驗方法要求、設(shè)備要求等差異部分舉例，分析試驗設(shè)備主要技術(shù)指標(biāo)校準(zhǔn)結(jié)果的確認(rèn)方法，以及溫度測量系統(tǒng)和灼熱絲環(huán)境的確認(rèn)方法，總結(jié)灼熱絲試驗的注意事項。

1 設(shè)備校準(zhǔn)結(jié)果確認(rèn)方法

灼熱絲試驗設(shè)備的主要性能參數(shù)包括溫度、試驗電流、試驗時間參數(shù)、施加力、長度等，以上五個參數(shù)指標(biāo)均可通過設(shè)備校準(zhǔn)時驗證其性能和精度。

1.1 溫度校準(zhǔn)

GB/T 5169．11-2006規(guī)定，灼熱絲的試驗溫度和允許偏差分別為550℃±10℃、650℃±10℃、750℃±10℃、850℃± 15℃和960℃±15℃等五種。灼熱絲試驗裝置上的溫度儀表需要至少進(jìn)行以上五個溫度點的校準(zhǔn)，并對溫度校準(zhǔn)結(jié)果進(jìn)行確認(rèn)，判斷其是否滿足GB/T 5169．11-2006規(guī)定的溫度偏差要求。如果相關(guān)檢驗規(guī)范規(guī)定了其它試驗溫度和偏差，則按相關(guān)檢驗規(guī)范進(jìn)行校準(zhǔn)并對校準(zhǔn)結(jié)果進(jìn)行確認(rèn)。以某型號灼熱絲試驗儀為例，其溫度儀表校準(zhǔn)結(jié)果的確認(rèn)記錄見表1。

表1 灼熱絲試驗裝置溫度校準(zhǔn)結(jié)果確認(rèn)記錄單位：℃

經(jīng)確認(rèn)校準(zhǔn)結(jié)果，該灼熱絲試驗儀的溫度指示精度滿足GB/T 5169．11-2006規(guī)定的要求。

1.2 試驗電流校準(zhǔn)

GB/T 5169．10-2006對 電 路 的 加 熱電流未做具體要求，僅在5．1條注1：將灼熱絲頂端加熱到960℃所需的典型電流在120 A～150 A之 間。IEC 60695-2-10 Edition2．0：2013 4．2：The test circuit shall contain a current measuring device which indicates a true rms value with a maximum error of 1，0%。IEC 60695-2-10 Edition2．0：2013 Annex C圖C．1給出了通過試驗確認(rèn)的加熱電流與灼熱絲溫度的關(guān)系曲線示例，如圖1所示。當(dāng)加熱電流超出這個范圍或者灼熱絲被替換后，該關(guān)系曲線將發(fā)生變化，需要重新確認(rèn)并建立加熱電流與灼熱絲溫度的關(guān)系曲線?？赏ㄟ^查看灼熱絲試驗裝置的技術(shù)規(guī)格書或者參考圖1查找550℃、650℃、750℃、850℃和960℃等溫度點對應(yīng)的加熱電流真有效值，并對這些電流值進(jìn)行校準(zhǔn)。真有效值的校準(zhǔn)結(jié)果按照1．0%的偏差限值確認(rèn)灼熱絲加熱電流的測量裝置指示精度是否滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。

圖1 加熱電流與灼熱絲溫度的關(guān)系曲線示例

1.3 試驗時間參數(shù)校準(zhǔn)

灼熱絲施加時間和火焰燃繞的時間都是判斷灼熱絲試驗結(jié)果是否合格的重要參數(shù)，而GB/T 5169．10-2006并沒有給出時間參數(shù)測量儀表的精度要求，標(biāo)準(zhǔn)沒有給出偏差的參數(shù)并不等于沒有要求，IECEE CTL關(guān)于設(shè)備精度限值有專門的決議，CTL DSH251E決議規(guī)定：除非有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了更加嚴(yán)酷的精度限值，否則用于CB報告測試的所有設(shè)備都應(yīng)滿足CTL DSH251的要求，其中對時間精度限值的要求是1 s以上測量范圍的精度限值為±1%；

GB/T 5169．10-2006沒 有 規(guī) 定 計 時器的分辨率，而IEC 60695-2-10 Edition 2．0：2013規(guī)定，計時器需要有0．2 s或者更小的分辨率。部分灼熱絲試驗設(shè)備自帶的計時器分辨率是1 s，當(dāng)不能滿足要求時應(yīng)采用秒表等高分辨率的計時器來計時。

1.4 施加力校準(zhǔn)

GB/T 5169．10-2006中5．1條：在使用時灼熱絲要對試驗樣品施加力1．0 N±0．2 N。而IEC 60695-2-10 Edition2．0：2013中5．2條修改為施加的力為0．95 N±0．10 N，對施加力的偏差提高了要求，施加力的校準(zhǔn)結(jié)果在0．95 N±0．10 N范圍內(nèi)可確認(rèn)其同時滿足兩個標(biāo)準(zhǔn)的要求。以PTL T03．35灼熱絲試驗儀為例，灼熱絲對試驗樣品的接觸壓力校準(zhǔn)結(jié)果為0．9 981 N，經(jīng)確認(rèn)同時滿足以上兩個標(biāo)準(zhǔn)的要求。

1.5 長度校準(zhǔn)

IEC 60695-2-10 Edition2．0：2013與GB/T 5169．10-2006對灼熱絲環(huán)的尺寸要求如圖2所示，圖2a為IEC 60695-2-10 Edition2．0：2013中的圖1，圖2b為GB/T 5169．10-2006中的圖1。通過比較可知，兩個標(biāo)準(zhǔn)對灼熱絲環(huán)的標(biāo)準(zhǔn)尺寸是相同的，區(qū)別在于前者的尺寸偏差比后者明顯放大了。灼熱絲環(huán)長度的參數(shù)較多，每一個參數(shù)都要通過校準(zhǔn)或測量進(jìn)行確認(rèn)，由于標(biāo)準(zhǔn)對長度的偏差要求較寬，實驗室可以通過校準(zhǔn)或使用校準(zhǔn)合格的長度測量儀進(jìn)行測量，按照IEC 60695-2-10 Edition2．0：2013規(guī)定的偏差限值進(jìn)行確認(rèn)校準(zhǔn)或測量結(jié)果是否滿足要求。

圖2 a

圖2 灼熱絲環(huán)的尺寸

以某型號灼熱絲試驗儀為例，其灼熱絲環(huán)的尺寸校準(zhǔn)結(jié)果確認(rèn)記錄見表2。表2中的允許偏差1、允許偏差2分別為IEC 60695-2-10 Edition2．0：2013和GB/T 5169．10-2006標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定規(guī)定的偏差要求。經(jīng)確認(rèn)，該灼熱絲試驗裝置的尺寸校準(zhǔn)結(jié)果同時滿足以上兩個標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的要求。

表2 灼熱絲環(huán)的尺寸校準(zhǔn)結(jié)果確認(rèn)記錄單位：mm

2 試驗前設(shè)備的確認(rèn)方法

GB/T 5169．10-2006規(guī)定，每批灼熱絲試驗前，都要對灼熱絲試驗裝置的溫度測量系統(tǒng)進(jìn)行校驗，因此實驗室需要使用規(guī)定的銀箔放置在灼熱絲頂部上表面來完成灼熱絲溫度的單點確認(rèn)，以證明其滿足標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的要求。另外，每批試驗前灼熱絲頂部尺寸也需要確認(rèn)。確認(rèn)方法如下。

2.1 溫度測量系統(tǒng)校驗

首先需要澄清的是溫度測量系統(tǒng)的校驗是灼熱絲溫度的單點確認(rèn)，該校驗方法中的溫度指示是確認(rèn)灼熱絲的溫度，涉及到的測量對象包括灼熱絲環(huán)、熱電偶和溫度測量儀表。而灼熱絲試驗裝置的溫度校準(zhǔn)是對裝置中的溫度儀表在規(guī)定的溫度點顯示精度的校準(zhǔn)，通過校準(zhǔn)多點確認(rèn)，校準(zhǔn)對象僅為溫度測量儀表，兩者的溫度確認(rèn)方法并不相同，顯示的溫度代表的意義也不相同，兩者缺一不可。首先通過灼熱絲試驗裝置的溫度校準(zhǔn)確認(rèn)溫度儀表的指示偏差在規(guī)定的范圍內(nèi)，然后再通過溫度測量系統(tǒng)的校驗來確認(rèn)溫度測量系統(tǒng)的偏差在規(guī)定的范圍內(nèi)。

GB/T 5169．10-2006中5．2條： 采 用純度至少為99．8%、面積約2 mm2和厚度約0．06 mm的銀箔放置在灼熱絲頂部上表面來完成灼熱絲溫度的單點確認(rèn)。將灼熱絲以適合的低加熱速率進(jìn)行加熱，當(dāng)銀箔開始熔化時，溫度計顯示960℃±15℃范圍內(nèi)為滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。IEC 60695-2-10Edition2．0：2013 5．2：When the silver starts to melt the thermometer shall indicate 960℃±10℃。顯然，IEC新標(biāo)準(zhǔn)提高了溫度測量系統(tǒng)的精度要求。因此，溫度測量系統(tǒng)的校驗結(jié)果在960℃±10℃范圍內(nèi)才能確認(rèn)其同時滿足國家標(biāo)準(zhǔn)和IEC標(biāo)準(zhǔn)要求。該方法是建立在用銀箔單點確認(rèn)的結(jié)果能覆蓋其它所有相關(guān)試驗溫度點確認(rèn)結(jié)果的前提下。

2.2 灼熱絲頂部尺寸

GB/T 5169．10-2006標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，灼熱絲是用直徑為4 mm±0．04（彎曲前）的鎳/鉻（80/20）絲制成規(guī)定尺寸的環(huán)，此條要求在新標(biāo)準(zhǔn)中進(jìn)行了修改，IEC 60695-2-10 Edition2．0：2013 4．1規(guī)定使用直徑為4 mm± 0．07（彎曲前）的鎳/鉻（＞77% Ni/20± 1% Cr）絲制成，如圖3所示。灼熱絲彎曲前的尺寸和成分要在采購前進(jìn)行確認(rèn)。可以從使用說明書中的技術(shù)參數(shù)或制造商處獲得灼熱絲環(huán)的剖面尺寸A的最初值，以及灼熱絲所含鎳/鉻成分的證明性材料。A的最初值需要記錄，以便灼熱絲環(huán)投入使用后，每批試驗前進(jìn)行A尺寸確認(rèn)。

GB/T 5169．10-2006規(guī)定，每批試驗之前，必須通過測量和記錄圖3所示的尺寸“A”來檢查灼熱絲頂部。當(dāng)該尺寸減少到最初讀數(shù)的90%時應(yīng)替換灼熱絲。IEC 60695-2-10 Edition2．0：2013 5．1：The glow-wire shall be replaced once this measurement is reduced to 97．5% or less of the measurement taken before its initial use．

圖3 灼熱絲環(huán)A尺寸及熱電偶的安裝位置

比較可知，IEC 60695-2-10 Edition 2．0：2013大幅度修改了尺寸“A”允許減少的比例，規(guī)定當(dāng)減少到最初讀數(shù)的97．5%時應(yīng)替換灼熱絲。因此進(jìn)行國際認(rèn)證檢驗的實驗室，應(yīng)注意尺寸“A”確認(rèn)依據(jù)的IEC標(biāo)準(zhǔn)比國家標(biāo)準(zhǔn)要求嚴(yán)酷。每批試驗之前，灼熱絲頂部A尺寸測量后，計算與A尺寸最初值的比較結(jié)果，當(dāng)減少到最初讀數(shù)的97．5%時則需要更換灼熱絲環(huán)。每次測量都要記錄A尺寸的測量和比較結(jié)果。

3 灼熱絲試驗注意事項

熱電偶在灼熱絲環(huán)前端的安裝位置要保證0．6 mm±0．2 mm，如圖3所示。經(jīng)驗表明，熱電偶應(yīng)安裝到位，安裝前應(yīng)將安裝孔中的試驗殘渣清理干凈，否則會影響溫度測量系統(tǒng)的指示精度，主要表現(xiàn)為溫度顯示值低于灼熱絲環(huán)頂部的實際值，銀箔開始熔化時，溫度計顯示低于945℃。將安裝孔內(nèi)試驗殘渣清理后，重新安裝熱電偶就位，用銀箔對溫度測量系統(tǒng)再次校驗以確認(rèn)是否滿足要求。

試驗樣品和使用的鋪底層的溫度和濕度不同會影響到起燃點溫度值，試驗前都要在規(guī)定條件下進(jìn)行預(yù)處理。

溫度測量系統(tǒng)校驗用銀箔需要滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，銀箔的厚度、成分含量和面積會影響銀箔開始熔化時的溫度點。

除非另有規(guī)定，試驗樣品安裝時應(yīng)使灼熱絲的頂部施加到試驗樣品在正常使用時可能會遭受熱應(yīng)力的表面部分，當(dāng)遭受熱應(yīng)力的區(qū)域無法確定時，灼熱絲頂部應(yīng)施加在樣品最薄之處，而且離樣品上邊緣最好不少于15 mm。

灼熱絲試驗開始前，將滅火器置于試驗場所附近方便取用的地方，以便在試驗期間起火的情況下，及時滅火。

進(jìn)行灼熱絲試驗時，檢驗人員需要配戴防毒面具，防止試驗過程中釋放的有毒氣體被人體吸入。

4 結(jié)語

本文在總結(jié)工作經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，結(jié)合灼熱絲試驗現(xiàn)行有效的國家標(biāo)準(zhǔn)和IEC標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容，闡述了溫度、試驗電流、施加力、試驗時間、長度校準(zhǔn)結(jié)果的確認(rèn)方法，以及每批試驗前對灼熱絲試驗裝置溫度測量系統(tǒng)的校驗和灼熱絲頂部尺寸的確認(rèn)方法，并且結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)和CTL DSH251E的要求給出了各個參數(shù)校準(zhǔn)結(jié)果允許的偏差限值，明確了確認(rèn)結(jié)果合格與否的判定依據(jù)。最后歸納總結(jié)了試驗注意事項。旨在給同行進(jìn)行參考。

[1]GB/T 5169．10-2006 電工電子產(chǎn)品著火危險試驗第10部分：灼熱絲/熱絲基本試驗方法 灼熱絲裝置和通用試驗方法[S]．北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2006．

[2]GB/T 5169．11-2006 電工電子產(chǎn)品著火危險試驗第11部分 成品的灼熱絲可燃性試驗方法[S]．北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2006．

[3]IEC60695-2-10Edition2．0：2013 Fire hazard testing-Part 2-10： Glowing/hot-wire based test methods- Glow-wire apparatus and common test procedure [S]．2013．

[4]IECEE CTL DSH 251E Instrument Accuracy Limits [S]．2014．

The Verification Methods of Apparatus and Notes of the Glow-wire Test

Chen Xiangyang, Guo Yanping
( Jiangsu Product Quality Testing & Inspection institute, Nanjing 210007, China )

This paper elaborates the verification methods of the glow wire test apparatus technical indicators, giving the notes of the glow wire test, while based on the standards of Glow-wire apparatus and the standard of Glow-wire flammability test method for end-products.

Glow-wire test; the verification methods of the apparatus; notes

TM08文獻(xiàn)標(biāo)示碼：A

1674-2796（2015）06-0010-05

2015-10-08

陳向陽（1970-），男，碩士研究生，高級工程師，主要從事電動工具、家用電器等產(chǎn)品的電氣安全和性能檢驗，以及檢測實驗室管理工作。