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絕緣材料,元件和防火外殼的可燃性檢測

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發(fā)布時間：2025-08-22 09:50:41 更新時間：2025-08-21 09:50:42

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作者：中科光析科學(xué)技術(shù)研究所檢測中心

絕緣材料、元件和防火外殼可燃性檢測概述

在電氣、電子、建筑及軌道交通等高安全性要求的行業(yè)領(lǐng)域中，絕緣材料、電氣元件以及防火外殼的可燃性是決定系統(tǒng)整體安全性能的關(guān)鍵指標(biāo)。一旦這些材料在高溫、短路或火災(zāi)環(huán)境下發(fā)生燃燒，極可能導(dǎo)致設(shè)備失效、火災(zāi)蔓延甚至人員傷亡。因此，對絕緣材料、元件和防火外殼進行科學(xué)、規(guī)范的可燃性檢測，已成為產(chǎn)品設(shè)計、生產(chǎn)及認證過程中不可或缺的重要環(huán)節(jié)?？扇夹詸z測不僅能夠評估材料在火焰作用下的燃燒速度、火焰?zhèn)鞑ツ芰?、煙霧釋放量和毒性氣體生成情況，還能為防火等級劃分、安全設(shè)計優(yōu)化及合規(guī)性認證提供可靠依據(jù)。當(dāng)前，國際和國內(nèi)廣泛采用的檢測標(biāo)準(zhǔn)如IEC 60695、UL 94、GB/T 5169系列、ASTM D635等，均對試樣尺寸、火焰施加方式、燃燒持續(xù)時間、自熄時間等關(guān)鍵參數(shù)做出嚴(yán)格規(guī)定。通過此類系統(tǒng)化檢測，可有效識別材料在火災(zāi)場景下的表現(xiàn)，從而推動阻燃技術(shù)的持續(xù)進步，提升整體系統(tǒng)的防火安全水平。

常用檢測項目

可燃性檢測涵蓋多個核心項目，主要包括：

垂直燃燒測試（Vertical Burning Test）：用于評估材料在垂直方向上的阻燃能力，主要考察材料的自熄時間、燃燒長度和滴落物是否引燃下方棉墊。
水平燃燒測試（Horizontal Burning Test）：模擬材料在水平放置條件下的燃燒行為，適用于薄板類絕緣材料，主要測量火焰蔓延速度。
灼熱絲測試（Glow Wire Test）：通過加熱的金屬絲模擬局部高溫環(huán)境，評估材料在高溫?zé)嵩醋饔孟碌钠鹑己统掷m(xù)燃燒傾向，常用于電氣設(shè)備內(nèi)部元件的耐熱可燃性評估。
針焰測試（Needle Flame Test）：以細小火焰模擬電路短路或電弧引發(fā)的局部點火，檢測材料是否產(chǎn)生燃燒或熔融滴落物。
煙密度測試（Smoke Density Test）：測量材料燃燒過程中產(chǎn)生的煙霧濃度，評估其對逃生和消防救援的影響。
毒性氣體釋放分析（Toxic Gas Emission Analysis）：采用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用（GC-MS）等技術(shù)，檢測燃燒過程中釋放的有毒氣體種類和濃度，如CO、HCN、HCl等。

關(guān)鍵檢測儀器

開展可燃性檢測需依賴一系列高精度、穩(wěn)定性強的檢測設(shè)備，常見儀器包括：

垂直/水平燃燒試驗機：符合IEC 60695-11-10/11-11、UL 94標(biāo)準(zhǔn)，配備可調(diào)節(jié)火焰噴嘴、計時器與自動熄滅系統(tǒng)，用于實施標(biāo)準(zhǔn)火焰施加。
灼熱絲試驗裝置：依據(jù)IEC 60695-2-10標(biāo)準(zhǔn)，通過控制加熱絲溫度（通常為650°C~960°C）和施加時間，評估材料的耐熱起燃性能。
針焰試驗儀：用于執(zhí)行IEC 60695-2-12標(biāo)準(zhǔn)，配備精確控制的噴燈和火焰長度調(diào)節(jié)裝置。
煙密度箱（Smoke Chamber）：符合ISO 5659-2或GB/T 8323標(biāo)準(zhǔn)，通過光通過率變化實時監(jiān)測煙霧濃度，測量透光率下降曲線。
熱釋放速率測試儀（Cone Calorimeter）：如ISO 5660標(biāo)準(zhǔn)測試儀，用于測量材料在受熱輻射下的熱釋放速率（HRR）、總熱釋放量（THR）、質(zhì)量損失速率（MLR）等關(guān)鍵參數(shù)。
氣體分析系統(tǒng)：集成GC-MS、FTIR（傅里葉變換紅外光譜）等設(shè)備，實現(xiàn)燃燒產(chǎn)物的定性與定量分析。

主流檢測方法與流程

常見的可燃性檢測方法遵循標(biāo)準(zhǔn)化流程，以確保測試結(jié)果的可比性和可靠性。以UL 94標(biāo)準(zhǔn)中的V-0、V-1、V-2等級測試為例，其基本流程如下：

制備符合尺寸要求的試樣（通常為125mm × 13mm × 標(biāo)準(zhǔn)厚度）。
將試樣垂直固定于夾具中，確保其上端自由。
使用本生燈施加火焰于試樣下端，持續(xù)10秒后移開火焰。
記錄試樣是否繼續(xù)燃燒、自熄時間、火焰蔓延距離以及是否產(chǎn)生燃燒滴落物。
若滴落物引燃下方放置的脫脂棉，則判定為不合格。
根據(jù)燃燒時間、滴落物情況等綜合判斷是否達到V-0（最高等級）、V-1或V-2等級。

對于灼熱絲測試，操作流程包括：設(shè)定灼熱絲溫度（如750°C）、將灼熱絲加熱至設(shè)定溫度、保持接觸試樣10秒后移開、觀察試樣是否起燃、是否持續(xù)燃燒超過10秒等。

適用檢測標(biāo)準(zhǔn)

當(dāng)前國際和國內(nèi)廣泛采用的可燃性檢測標(biāo)準(zhǔn)涵蓋多個體系，具體包括：

IEC 60695 系列：國際電工委員會發(fā)布的阻燃測試標(biāo)準(zhǔn)，涵蓋灼熱絲試驗（IEC 60695-2-10）、針焰試驗（IEC 60695-2-12）、垂直燃燒測試（IEC 60695-11-10）等，是全球電氣產(chǎn)品防火認證的基礎(chǔ)。
UL 94：美國保險商實驗室（UL）制定的標(biāo)準(zhǔn)，廣泛應(yīng)用于北美市場，用于評估塑料材料的阻燃性能，等級分為V-0、V-1、V-2、HB等。
GB/T 5169 系列：中國國家標(biāo)準(zhǔn)，等效采用IEC 60695系列，是國內(nèi)電子產(chǎn)品防火檢測的核心依據(jù)。
ISO 5659-2：關(guān)于材料煙密度的測試標(biāo)準(zhǔn)，用于評估火災(zāi)中煙霧對能見度的影響。
ASTM D635：美國材料與試驗協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)，適用于測定塑料材料的水平燃燒速率。
GB/T 18380 系列：中國國家標(biāo)準(zhǔn)，用于電纜在火焰條件下的燃燒測試，適用于電線電纜的阻燃性能評估。

選擇合適的檢測標(biāo)準(zhǔn)需結(jié)合產(chǎn)品應(yīng)用場景、目標(biāo)市場及法規(guī)要求。例如，出口至歐盟的產(chǎn)品需滿足EN 60695標(biāo)準(zhǔn)，進入北美市場則需符合UL 94要求，而國內(nèi)建筑電氣產(chǎn)品應(yīng)依據(jù)GB/T 5169系列執(zhí)行檢測。

結(jié)語

絕緣材料、元件和防火外殼的可燃性檢測是保障電氣安全、防止火災(zāi)事故的重要技術(shù)手段。通過科學(xué)的檢測項目、先進的檢測儀器、規(guī)范的檢測方法和嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)，可全面評估材料在火災(zāi)環(huán)境下的表現(xiàn)，為產(chǎn)品安全設(shè)計、質(zhì)量控制和市場準(zhǔn)入提供堅實支撐。隨著新材料的不斷涌現(xiàn)和安全要求的日益提高，可燃性檢測技術(shù)將持續(xù)演進，推動阻燃材料研發(fā)與安全標(biāo)準(zhǔn)的同步提升，為公共安全與可持續(xù)發(fā)展保駕護航。