灼热丝试验的设备确认方法及注意事项

（ 江苏省产品质量监督检验研究院，江苏 南京 210007 ）

灼热丝试验的设备确认方法及注意事项

陈向阳，郭艳萍

（ 江苏省产品质量监督检验研究院，江苏 南京 210007 ）

结合灼热丝试验装置和成品灼热丝可燃性试验方法标准要求，阐述灼热丝试验设备技术指标的确认方法，总结灼热丝试验中的注意事项。

灼热丝试验；设备确认方法；注意事项

0 引言

灼热丝试验是考核绝缘材料与规定温度的灼热丝接触一定时间后移开，通过观察灼热丝接触期间以及移开后30 s内绝缘材料的着火情况、铺底层绢纸是否起燃和松木板是否烧焦来判断绝缘材料的耐燃情况。灼热丝试验设备的技术指标和试验方法是否满足标准要求，对灼热丝试验结果将会产生重要影响。在我国，GB/T 5169．10-2006等同采用IEC 60695-2 -10：2000，而IEC 60695-2-10的现行有效版本为IEC 60695-2-10 Edition2．0：2013。本文结合IEC 60695-2-10 Edition2．0：2013和GB/T 5169．10-2006对灼热丝试验设备的指标要求、试验方法要求、设备要求等差异部分举例，分析试验设备主要技术指标校准结果的确认方法，以及温度测量系统和灼热丝环境的确认方法，总结灼热丝试验的注意事项。

1 设备校准结果确认方法

灼热丝试验设备的主要性能参数包括温度、试验电流、试验时间参数、施加力、长度等，以上五个参数指标均可通过设备校准时验证其性能和精度。

1.1 温度校准

GB/T 5169．11-2006规定，灼热丝的试验温度和允许偏差分别为550℃±10℃、650℃±10℃、750℃±10℃、850℃± 15℃和960℃±15℃等五种。灼热丝试验装置上的温度仪表需要至少进行以上五个温度点的校准，并对温度校准结果进行确认，判断其是否满足GB/T 5169．11-2006规定的温度偏差要求。如果相关检验规范规定了其它试验温度和偏差，则按相关检验规范进行校准并对校准结果进行确认。以某型号灼热丝试验仪为例，其温度仪表校准结果的确认记录见表1。

表1 灼热丝试验装置温度校准结果确认记录单位：℃

经确认校准结果，该灼热丝试验仪的温度指示精度满足GB/T 5169．11-2006规定的要求。

1.2 试验电流校准

GB/T 5169．10-2006对 电 路 的 加 热电流未做具体要求，仅在5．1条注1：将灼热丝顶端加热到960℃所需的典型电流在120 A～150 A之 间。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图C．1给出了通过试验确认的加热电流与灼热丝温度的关系曲线示例，如图1所示。当加热电流超出这个范围或者灼热丝被替换后，该关系曲线将发生变化，需要重新确认并建立加热电流与灼热丝温度的关系曲线。可通过查看灼热丝试验装置的技术规格书或者参考图1查找550℃、650℃、750℃、850℃和960℃等温度点对应的加热电流真有效值，并对这些电流值进行校准。真有效值的校准结果按照1．0%的偏差限值确认灼热丝加热电流的测量装置指示精度是否满足标准要求。

图1 加热电流与灼热丝温度的关系曲线示例

1.3 试验时间参数校准

灼热丝施加时间和火焰燃绕的时间都是判断灼热丝试验结果是否合格的重要参数，而GB/T 5169．10-2006并没有给出时间参数测量仪表的精度要求，标准没有给出偏差的参数并不等于没有要求，IECEE CTL关于设备精度限值有专门的决议，CTL DSH251E决议规定：除非有关标准规定了更加严酷的精度限值，否则用于CB报告测试的所有设备都应满足CTL DSH251的要求，其中对时间精度限值的要求是1 s以上测量范围的精度限值为±1%；

GB/T 5169．10-2006没 有 规 定 计 时器的分辨率，而IEC 60695-2-10 Edition 2．0：2013规定，计时器需要有0．2 s或者更小的分辨率。部分灼热丝试验设备自带的计时器分辨率是1 s，当不能满足要求时应采用秒表等高分辨率的计时器来计时。

1.4 施加力校准

GB/T 5169．10-2006中5．1条：在使用时灼热丝要对试验样品施加力1．0 N±0．2 N。而IEC 60695-2-10 Edition2．0：2013中5．2条修改为施加的力为0．95 N±0．10 N，对施加力的偏差提高了要求，施加力的校准结果在0．95 N±0．10 N范围内可确认其同时满足两个标准的要求。以PTL T03．35灼热丝试验仪为例，灼热丝对试验样品的接触压力校准结果为0．9 981 N，经确认同时满足以上两个标准的要求。

1.5 长度校准

IEC 60695-2-10 Edition2．0：2013与GB/T 5169．10-2006对灼热丝环的尺寸要求如图2所示，图2a为IEC 60695-2-10 Edition2．0：2013中的图1，图2b为GB/T 5169．10-2006中的图1。通过比较可知，两个标准对灼热丝环的标准尺寸是相同的，区别在于前者的尺寸偏差比后者明显放大了。灼热丝环长度的参数较多，每一个参数都要通过校准或测量进行确认，由于标准对长度的偏差要求较宽，实验室可以通过校准或使用校准合格的长度测量仪进行测量，按照IEC 60695-2-10 Edition2．0：2013规定的偏差限值进行确认校准或测量结果是否满足要求。

图2 a

图2 灼热丝环的尺寸

以某型号灼热丝试验仪为例，其灼热丝环的尺寸校准结果确认记录见表2。表2中的允许偏差1、允许偏差2分别为IEC 60695-2-10 Edition2．0：2013和GB/T 5169．10-2006标准规定规定的偏差要求。经确认，该灼热丝试验装置的尺寸校准结果同时满足以上两个标准规定的要求。

表2 灼热丝环的尺寸校准结果确认记录单位：mm

2 试验前设备的确认方法

GB/T 5169．10-2006规定，每批灼热丝试验前，都要对灼热丝试验装置的温度测量系统进行校验，因此实验室需要使用规定的银箔放置在灼热丝顶部上表面来完成灼热丝温度的单点确认，以证明其满足标准规定的要求。另外，每批试验前灼热丝顶部尺寸也需要确认。确认方法如下。

2.1 温度测量系统校验

首先需要澄清的是温度测量系统的校验是灼热丝温度的单点确认，该校验方法中的温度指示是确认灼热丝的温度，涉及到的测量对象包括灼热丝环、热电偶和温度测量仪表。而灼热丝试验装置的温度校准是对装置中的温度仪表在规定的温度点显示精度的校准，通过校准多点确认，校准对象仅为温度测量仪表，两者的温度确认方法并不相同，显示的温度代表的意义也不相同，两者缺一不可。首先通过灼热丝试验装置的温度校准确认温度仪表的指示偏差在规定的范围内，然后再通过温度测量系统的校验来确认温度测量系统的偏差在规定的范围内。

GB/T 5169．10-2006中5．2条： 采 用纯度至少为99．8%、面积约2 mm2和厚度约0．06 mm的银箔放置在灼热丝顶部上表面来完成灼热丝温度的单点确认。将灼热丝以适合的低加热速率进行加热，当银箔开始熔化时，温度计显示960℃±15℃范围内为满足标准要求。IEC 60695-2-10Edition2．0：2013 5．2：When the silver starts to melt the thermometer shall indicate 960℃±10℃。显然，IEC新标准提高了温度测量系统的精度要求。因此，温度测量系统的校验结果在960℃±10℃范围内才能确认其同时满足国家标准和IEC标准要求。该方法是建立在用银箔单点确认的结果能覆盖其它所有相关试验温度点确认结果的前提下。

2.2 灼热丝顶部尺寸

GB/T 5169．10-2006标准规定，灼热丝是用直径为4 mm±0．04（弯曲前）的镍/铬（80/20）丝制成规定尺寸的环，此条要求在新标准中进行了修改，IEC 60695-2-10 Edition2．0：2013 4．1规定使用直径为4 mm± 0．07（弯曲前）的镍/铬（＞77% Ni/20± 1% Cr）丝制成，如图3所示。灼热丝弯曲前的尺寸和成分要在采购前进行确认。可以从使用说明书中的技术参数或制造商处获得灼热丝环的剖面尺寸A的最初值，以及灼热丝所含镍/铬成分的证明性材料。A的最初值需要记录，以便灼热丝环投入使用后，每批试验前进行A尺寸确认。

GB/T 5169．10-2006规定，每批试验之前，必须通过测量和记录图3所示的尺寸“A”来检查灼热丝顶部。当该尺寸减少到最初读数的90%时应替换灼热丝。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．

图3 灼热丝环A尺寸及热电偶的安装位置

比较可知，IEC 60695-2-10 Edition 2．0：2013大幅度修改了尺寸“A”允许减少的比例，规定当减少到最初读数的97．5%时应替换灼热丝。因此进行国际认证检验的实验室，应注意尺寸“A”确认依据的IEC标准比国家标准要求严酷。每批试验之前，灼热丝顶部A尺寸测量后，计算与A尺寸最初值的比较结果，当减少到最初读数的97．5%时则需要更换灼热丝环。每次测量都要记录A尺寸的测量和比较结果。

3 灼热丝试验注意事项

热电偶在灼热丝环前端的安装位置要保证0．6 mm±0．2 mm，如图3所示。经验表明，热电偶应安装到位，安装前应将安装孔中的试验残渣清理干净，否则会影响温度测量系统的指示精度，主要表现为温度显示值低于灼热丝环顶部的实际值，银箔开始熔化时，温度计显示低于945℃。将安装孔内试验残渣清理后，重新安装热电偶就位，用银箔对温度测量系统再次校验以确认是否满足要求。

试验样品和使用的铺底层的温度和湿度不同会影响到起燃点温度值，试验前都要在规定条件下进行预处理。

温度测量系统校验用银箔需要满足标准要求，银箔的厚度、成分含量和面积会影响银箔开始熔化时的温度点。

除非另有规定，试验样品安装时应使灼热丝的顶部施加到试验样品在正常使用时可能会遭受热应力的表面部分，当遭受热应力的区域无法确定时，灼热丝顶部应施加在样品最薄之处，而且离样品上边缘最好不少于15 mm。

灼热丝试验开始前，将灭火器置于试验场所附近方便取用的地方，以便在试验期间起火的情况下，及时灭火。

进行灼热丝试验时，检验人员需要配戴防毒面具，防止试验过程中释放的有毒气体被人体吸入。

4 结语

本文在总结工作经验的基础上，结合灼热丝试验现行有效的国家标准和IEC标准的内容，阐述了温度、试验电流、施加力、试验时间、长度校准结果的确认方法，以及每批试验前对灼热丝试验装置温度测量系统的校验和灼热丝顶部尺寸的确认方法，并且结合标准和CTL DSH251E的要求给出了各个参数校准结果允许的偏差限值，明确了确认结果合格与否的判定依据。最后归纳总结了试验注意事项。旨在给同行进行参考。

[1]GB/T 5169．10-2006 电工电子产品着火危险试验第10部分：灼热丝/热丝基本试验方法 灼热丝装置和通用试验方法[S]．北京：中国标准出版社，2006．

[2]GB/T 5169．11-2006 电工电子产品着火危险试验第11部分 成品的灼热丝可燃性试验方法[S]．北京：中国标准出版社，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文献标示码：A

1674-2796（2015）06-0010-05

2015-10-08

陈向阳（1970-），男，硕士研究生，高级工程师，主要从事电动工具、家用电器等产品的电气安全和性能检验，以及检测实验室管理工作。