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

灼熱絲試驗(yàn)的設(shè)備確認(rèn)方法及注意事項(xiàng)

陳向陽(yáng)，郭艷萍

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

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

灼熱絲試驗(yàn)；設(shè)備確認(rèn)方法；注意事項(xiàng)

0 引言

灼熱絲試驗(yàn)是考核絕緣材料與規(guī)定溫度的灼熱絲接觸一定時(shí)間后移開(kāi)，通過(guò)觀察灼熱絲接觸期間以及移開(kāi)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(lái)判斷絕緣材料的耐燃情況。灼熱絲試驗(yàn)設(shè)備的技術(shù)指標(biāo)和試驗(yàn)方法是否滿(mǎn)足標(biāo)準(zhǔn)要求，對(duì)灼熱絲試驗(yàn)結(jié)果將會(huì)產(chǎn)生重要影響。在我國(guó)，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(duì)灼熱絲試驗(yàn)設(shè)備的指標(biāo)要求、試驗(yàn)方法要求、設(shè)備要求等差異部分舉例，分析試驗(yàn)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(cè)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(yàn)的注意事項(xiàng)。

1 設(shè)備校準(zhǔn)結(jié)果確認(rèn)方法

灼熱絲試驗(yàn)設(shè)備的主要性能參數(shù)包括溫度、試驗(yàn)電流、試驗(yàn)時(shí)間參數(shù)、施加力、長(zhǎng)度等，以上五個(gè)參數(shù)指標(biāo)均可通過(guò)設(shè)備校準(zhǔn)時(shí)驗(yàn)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(yàn)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(yàn)裝置上的溫度儀表需要至少進(jìn)行以上五個(gè)溫度點(diǎn)的校準(zhǔn)，并對(duì)溫度校準(zhǔn)結(jié)果進(jìn)行確認(rèn)，判斷其是否滿(mǎn)足GB/T 5169．11-2006規(guī)定的溫度偏差要求。如果相關(guān)檢驗(yàn)規(guī)范規(guī)定了其它試驗(yàn)溫度和偏差，則按相關(guān)檢驗(yàn)規(guī)范進(jìn)行校準(zhǔn)并對(duì)校準(zhǔn)結(jié)果進(jìn)行確認(rèn)。以某型號(hào)灼熱絲試驗(yàn)儀為例，其溫度儀表校準(zhǔn)結(jié)果的確認(rèn)記錄見(jiàn)表1。

表1 灼熱絲試驗(yàn)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(yàn)儀的溫度指示精度滿(mǎn)足GB/T 5169．11-2006規(guī)定的要求。

1.2 試驗(yàn)電流校準(zhǔn)

GB/T 5169．10-2006對(duì) 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(guò)試驗(yàn)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(gè)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^(guò)查看灼熱絲試驗(yàn)裝置的技術(shù)規(guī)格書(shū)或者參考圖1查找550℃、650℃、750℃、850℃和960℃等溫度點(diǎn)對(duì)應(yīng)的加熱電流真有效值，并對(duì)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(cè)量裝置指示精度是否滿(mǎn)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(yàn)時(shí)間參數(shù)校準(zhǔn)

灼熱絲施加時(shí)間和火焰燃繞的時(shí)間都是判斷灼熱絲試驗(yàn)結(jié)果是否合格的重要參數(shù)，而GB/T 5169．10-2006并沒(méi)有給出時(shí)間參數(shù)測(cè)量?jī)x表的精度要求，標(biāo)準(zhǔn)沒(méi)有給出偏差的參數(shù)并不等于沒(méi)有要求，IECEE CTL關(guān)于設(shè)備精度限值有專(zhuān)門(mén)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(bào)告測(cè)試的所有設(shè)備都應(yīng)滿(mǎn)足CTL DSH251的要求，其中對(duì)時(shí)間精度限值的要求是1 s以上測(cè)量范圍的精度限值為±1%；

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

1.4 施加力校準(zhǔn)

GB/T 5169．10-2006中5．1條：在使用時(shí)灼熱絲要對(duì)試驗(yàn)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(duì)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(shí)滿(mǎn)足兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的要求。以PTL T03．35灼熱絲試驗(yàn)儀為例，灼熱絲對(duì)試驗(yàn)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(shí)滿(mǎn)足以上兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的要求。

1.5 長(zhǎng)度校準(zhǔn)

IEC 60695-2-10 Edition2．0：2013與GB/T 5169．10-2006對(duì)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(guò)比較可知，兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)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(zhǎng)度的參數(shù)較多，每一個(gè)參數(shù)都要通過(guò)校準(zhǔn)或測(cè)量進(jìn)行確認(rèn)，由于標(biāo)準(zhǔn)對(duì)長(zhǎng)度的偏差要求較寬，實(shí)驗(yàn)室可以通過(guò)校準(zhǔn)或使用校準(zhǔn)合格的長(zhǎng)度測(cè)量?jī)x進(jìn)行測(cè)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(cè)量結(jié)果是否滿(mǎn)足要求。

圖2 a

圖2 灼熱絲環(huán)的尺寸

以某型號(hào)灼熱絲試驗(yàn)儀為例，其灼熱絲環(huán)的尺寸校準(zhǔn)結(jié)果確認(rèn)記錄見(jiàn)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(yàn)裝置的尺寸校準(zhǔn)結(jié)果同時(shí)滿(mǎn)足以上兩個(gè)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(yàn)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(yàn)前，都要對(duì)灼熱絲試驗(yàn)裝置的溫度測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行校驗(yàn)，因此實(shí)驗(yàn)室需要使用規(guī)定的銀箔放置在灼熱絲頂部上表面來(lái)完成灼熱絲溫度的單點(diǎn)確認(rèn)，以證明其滿(mǎn)足標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的要求。另外，每批試驗(yàn)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(cè)量系統(tǒng)校驗(yàn)

首先需要澄清的是溫度測(cè)量系統(tǒng)的校驗(yàn)是灼熱絲溫度的單點(diǎn)確認(rèn)，該校驗(yàn)方法中的溫度指示是確認(rèn)灼熱絲的溫度，涉及到的測(cè)量對(duì)象包括灼熱絲環(huán)、熱電偶和溫度測(cè)量?jī)x表。而灼熱絲試驗(yàn)裝置的溫度校準(zhǔn)是對(duì)裝置中的溫度儀表在規(guī)定的溫度點(diǎn)顯示精度的校準(zhǔn)，通過(guò)校準(zhǔn)多點(diǎn)確認(rèn)，校準(zhǔn)對(duì)象僅為溫度測(cè)量?jī)x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(guò)灼熱絲試驗(yàn)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(guò)溫度測(cè)量系統(tǒng)的校驗(yàn)來(lái)確認(rèn)溫度測(cè)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(lái)完成灼熱絲溫度的單點(diǎn)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(kāi)始熔化時(shí)，溫度計(jì)顯示960℃±15℃范圍內(nèi)為滿(mǎn)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(cè)量系統(tǒng)的精度要求。因此，溫度測(cè)量系統(tǒng)的校驗(yàn)結(jié)果在960℃±10℃范圍內(nèi)才能確認(rèn)其同時(shí)滿(mǎn)足國(guó)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(diǎn)確認(rèn)的結(jié)果能覆蓋其它所有相關(guān)試驗(yàn)溫度點(diǎn)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(gòu)前進(jìn)行確認(rèn)?？梢詮氖褂谜f(shuō)明書(shū)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(yàn)前進(jìn)行A尺寸確認(rèn)。

GB/T 5169．10-2006規(guī)定，每批試驗(yàn)之前，必須通過(guò)測(cè)量和記錄圖3所示的尺寸“A”來(lái)檢查灼熱絲頂部。當(dāng)該尺寸減少到最初讀數(shù)的90%時(shí)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(shí)應(yīng)替換灼熱絲。因此進(jìn)行國(guó)際認(rèn)證檢驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)室，應(yīng)注意尺寸“A”確認(rèn)依據(jù)的IEC標(biāo)準(zhǔn)比國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求嚴(yán)酷。每批試驗(yàn)之前，灼熱絲頂部A尺寸測(cè)量后，計(jì)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(shí)則需要更換灼熱絲環(huán)。每次測(cè)量都要記錄A尺寸的測(cè)量和比較結(jié)果。

3 灼熱絲試驗(yàn)注意事項(xiàng)

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(yàn)表明，熱電偶應(yīng)安裝到位，安裝前應(yīng)將安裝孔中的試驗(yàn)殘?jiān)謇砀蓛?，否則會(huì)影響溫度測(cè)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(shí)際值，銀箔開(kāi)始熔化時(shí)，溫度計(jì)顯示低于945℃。將安裝孔內(nèi)試驗(yàn)殘?jiān)謇砗?，重新安裝熱電偶就位，用銀箔對(duì)溫度測(cè)量系統(tǒng)再次校驗(yàn)以確認(rèn)是否滿(mǎn)足要求。

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

溫度測(cè)量系統(tǒng)校驗(yàn)用銀箔需要滿(mǎn)足標(biāo)準(zhǔn)要求，銀箔的厚度、成分含量和面積會(huì)影響銀箔開(kāi)始熔化時(shí)的溫度點(diǎn)。

除非另有規(guī)定，試驗(yàn)樣品安裝時(shí)應(yīng)使灼熱絲的頂部施加到試驗(yàn)樣品在正常使用時(shí)可能會(huì)遭受熱應(yīng)力的表面部分，當(dāng)遭受熱應(yīng)力的區(qū)域無(wú)法確定時(shí)，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(yàn)開(kāi)始前，將滅火器置于試驗(yàn)場(chǎng)所附近方便取用的地方，以便在試驗(yàn)期間起火的情況下，及時(shí)滅火。

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

4 結(jié)語(yǔ)

本文在總結(jié)工作經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，結(jié)合灼熱絲試驗(yàn)現(xiàn)行有效的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和IEC標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容，闡述了溫度、試驗(yàn)電流、施加力、試驗(yàn)時(shí)間、長(zhǎng)度校準(zhǔn)結(jié)果的確認(rèn)方法，以及每批試驗(yàn)前對(duì)灼熱絲試驗(yàn)裝置溫度測(cè)量系統(tǒng)的校驗(yàn)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(gè)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(yàn)注意事項(xiàng)。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(xiǎn)試驗(yàn)第10部分：灼熱絲/熱絲基本試驗(yàn)方法 灼熱絲裝置和通用試驗(yàn)方法[S]．北京：中國(guó)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(xiǎn)試驗(yàn)第11部分 成品的灼熱絲可燃性試驗(yàn)方法[S]．北京：中國(guó)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(yáng)（1970-），男，碩士研究生，高級(jí)工程師，主要從事電動(dòng)工具、家用電器等產(chǎn)品的電氣安全和性能檢驗(yàn)，以及檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室管理工作。