Como cumprir o método de teste de fio incandescente da norma IEC 60695-2-10 na segurança de produtos elétricos

Sumário
Falhas de sobrecarga em resistores e componentes de potência dentro de equipamentos elétricos e eletrônicos geram fontes de calor de alta temperatura. O contato dessa alta temperatura com as partes isolantes de plástico circundantes pode acarretar riscos de incêndio. O método de teste com fio incandescente IEC 60695-2-10 é uma norma geral de teste de risco de incêndio formulada pela Comissão Eletrotécnica Internacional. Ele simula o contato em alta temperatura entre componentes internos superaquecidos e partes não metálicas de aparelhos, sendo um procedimento de teste obrigatório para a certificação de segurança de eletrodomésticos, produtos de iluminação e componentes elétricos. O aparelho de teste com fio incandescente é um equipamento de teste de alta precisão desenvolvido por [nome da empresa/instituição]. LISUN Para avaliar o desempenho retardante de chamas de produtos elétricos e eletrônicos, eletrodomésticos, dispositivos de iluminação e componentes plásticos. Simulando o cenário de "contato em alta temperatura com fio incandescente", testa a ignitabilidade, a temperatura de ignição, a inflamabilidade e o índice de inflamabilidade do fio incandescente de materiais sob carga térmica específica, fornecendo dados essenciais para o projeto de segurança contra incêndio do produto e para a certificação de conformidade. LISUN Este artigo, que tem como objeto de pesquisa o testador de fio incandescente ZRS-3H, ilustra o significado padrão, os principais indicadores do instrumento, os procedimentos de teste completos, a avaliação dos resultados e os aspectos práticos de engenharia do Método de Teste de Fio Incandescente IEC 60695-2-10. Ele fornece referências práticas de operação para fabricantes nacionais e laboratórios de teste terceirizados verificarem a segurança contra incêndio de seus produtos. 

Histórico e Significado do Método de Ensaio de Fio Incandescente IEC 60695-2-10

Durante o funcionamento prolongado de eletrodomésticos, luminárias, interruptores, tomadas e produtos eletrônicos de consumo, quando os componentes sofrem sobrecarga ou curto-circuito, a superfície do componente atinge altas temperaturas, chegando a centenas de graus Celsius. O calor é transferido para as carcaças plásticas circundantes, suportes isolantes e outras partes não metálicas, o que pode causar decomposição térmica e ignição dos materiais, podendo desencadear incêndios em todo o produto. Como os cenários reais de ignição por falha são difíceis de reproduzir diretamente, o método de teste com fio incandescente IEC 60695-2-10 propõe uma solução padronizada de simulação em laboratório. Um fio incandescente de nicromo aquecido eletricamente é utilizado para simular a fonte de calor de alta temperatura da falha e atua sobre a superfície da amostra com temperatura, pressão de contato e duração de contato controladas, de modo a avaliar a capacidade anti-ignição de produtos acabados ou materiais plásticos.

O Método de teste de fio incandescente IEC 60695-2-10 A norma em si não especifica critérios independentes de aprovação/reprovação para produtos. Ela serve como procedimento geral básico para o sistema completo de teste de fio incandescente e precisa ser usada em conjunto com o teste de inflamabilidade do produto acabado (IEC 60695-2-11), o índice de inflamabilidade do fio incandescente (GWFI) (IEC 60695-2-12) e a temperatura de ignição do fio incandescente (GWIT) (IEC 60695-2-13). Sua norma equivalente em chinês é a GB/T 5169.10-2023. Ela é amplamente citada por normas de segurança de produtos, incluindo a GB/T 4706.1, que trata da segurança de eletrodomésticos. GB 7000.1 A segurança de luminárias e a segurança de interruptores e tomadas de acordo com a norma GB/T 2099.1 tornam-se um item importante de segurança contra incêndio para certificações de acesso ao mercado como 3C, CQC, UL e outras. Empresas que realizam testes de acordo com o Método de Teste de Fio Incandescente IEC 60695-2-10 na fase de P&D podem selecionar materiais retardantes de chama antecipadamente, otimizar o layout estrutural interno dos produtos e evitar falhas subsequentes na certificação, bem como riscos de incêndio na aplicação do usuário final.

ZRS-3H Aparelho de teste para fio incandescente

Parâmetros técnicos principais do aparelho de teste de fio incandescente

LISUN O testador de fio incandescente ZRS-3H foi projetado em estrita conformidade com as restrições de hardware especificadas pelo método de teste de fio incandescente IEC 60695-2-10. Este instrumento pode realizar testes de inflamabilidade com fio incandescente para produtos acabados, bem como a determinação do grau de inflamabilidade do fio incandescente (GWFI) e do índice de inflamabilidade do fio incandescente (GWIT) para plásticos de engenharia. Equipado com um sistema de controle de temperatura em circuito fechado e um termopar tipo K blindado para aquisição de temperatura, permite o ajuste preciso da pressão de contato do fio incandescente e da duração do aquecimento. Quando o tempo de aquecimento expira, o fio incandescente se separa automaticamente das amostras. Ele também suporta o registro automático do tempo de ignição e do tempo de extinção da chama para reduzir erros de observação manual e garantir a repetibilidade dos dados de teste. A série ZRS-3H inclui duas variantes: ZRS-3H com gabinete integrado e ZRS-3HS sem gabinete. Os principais parâmetros técnicos são mostrados na Tabela 1.

De acordo com os requisitos obrigatórios do método de teste com fio incandescente IEC 60695-2-10, a medição de temperatura, o controle de pressão de contato e o sistema de temporização do instrumento devem ser calibrados periodicamente. O fio incandescente é um componente consumível. Deformações e oxidação ocorrerão após múltiplos testes em altas temperaturas. Ele deve ser substituído imediatamente assim que uma alteração dimensional significativa for observada; caso contrário, variações na temperatura e nas condições de contato causarão distorções nos resultados dos testes. O ZRS-3H possui um revestimento resistente a altas temperaturas em toda a sua estrutura de aço, sendo adequado para testes contínuos de segurança contra incêndio de longa duração em laboratórios.

Procedimento de teste completo baseado no método de teste de fio incandescente IEC 60695-2-10

Antes da execução formal do teste, os operadores devem estudar integralmente o método de teste de fio incandescente IEC 60695-2-10, bem como as normas específicas do produto correspondentes, confirmar a temperatura de teste e a duração do contato incandescente, esclarecer se este teste se destina ao produto acabado ou ao material em si e concluir o pré-condicionamento da amostra. As amostras devem ser condicionadas sob as condições de temperatura e umidade especificadas pelas normas para eliminar a interferência da umidade ambiente no desempenho retardante de chama do material.

Etapa um: inspeção do instrumento e pré-aquecimento da temperatura. Verifique a aparência do fio incandescente e o estado de instalação do termopar, confirme o funcionamento normal do mecanismo de controle de pressão e coloque o acolchoamento de algodão sob ele. Ajuste a temperatura de teste alvo do instrumento e aqueça o fio incandescente até que a temperatura esteja totalmente estabilizada. O método de teste com fio incandescente IEC 60695-2-10 exige temperatura estável antes do contato com as amostras para evitar desvios nas condições de teste causados ​​por flutuações de temperatura. Enquanto isso, verifique o funcionamento normal do módulo de temporização automática e do mecanismo de separação automática.

Etapa dois: fixação e posicionamento da amostra. Fixe a amostra verticalmente no dispositivo de fixação e determine o ponto de contato do fio incandescente. Este ponto de contato deve simular a localização real do contato da fonte de calor dentro do produto, e não as bordas, furos ou outras posições especiais da amostra. Ajuste o curso mecânico para garantir que o fio incandescente possa aplicar pressão vertical na superfície da amostra.

Etapa três: aplicar o contato com o fio incandescente. Inicie o procedimento de teste, mova o fio incandescente para a frente até entrar em contato com a amostra e mantenha a pressão de contato especificada, bem como a duração do contato; o tempo de contato padrão é geralmente de 30 segundos. Durante todo o processo de contato e o período de observação pós-contato, registre se a amostra inflama, o tempo de ignição, a duração da chama e observe se as gotas de material fundido conseguem inflamar o algodão colocado embaixo. Quando o tempo de incandescência terminar, o instrumento retrai automaticamente o fio incandescente e continua a observar os fenômenos subsequentes de queima ou combustão lenta da amostra.

Etapa quatro: registro pós-teste e reteste. Amostras totalmente novas devem ser utilizadas para cada grupo de teste. É proibido repetir o teste na posição carbonizada e queimada. Registre completamente todos os fenômenos, incluindo a existência de chama, a duração da chama, se o algodão foi inflamado e a persistência da combustão lenta da amostra. Se o teste de inflamabilidade por fio incandescente (GWFI) ou a temperatura de ignição por fio incandescente (GWIT) for realizado, vários grupos de teste com ajuste gradual de temperatura devem ser implementados para obter o índice de inflamabilidade por fio incandescente ou a temperatura de ignição por fio incandescente do material testado.

Pontos-chave para a avaliação dos resultados do método de ensaio de fio incandescente IEC 60695-2-10

O método de teste com fio incandescente IEC 60695-2-10 define apenas os requisitos do instrumento e os procedimentos operacionais gerais. A conclusão de aprovação/reprovação deve ser baseada nas normas de produto correspondentes. Tomando como exemplo um teste comum de produto acabado para eletrodomésticos, duas dimensões principais de avaliação são adotadas. Primeiro, após a retração do fio incandescente, a chama da amostra deve se extinguir espontaneamente em 30 segundos. Segundo, o gotejamento de material fundido da amostra não deve inflamar o algodão de base. Se ambas as condições forem satisfeitas, o teste na temperatura atual é considerado aprovado. Se a amostra continuar queimando além do tempo especificado ou se o gotejamento inflamar o algodão de base, o teste é considerado reprovado, o que significa que o componente correspondente apresenta risco de incêndio sob alta temperatura de falha.

Para testes de materiais, os parâmetros GWFI e GWIT são obtidos por meio de testes de temperatura com múltiplos gradientes. O GWFI indica que três amostras atendem aos requisitos de extinção sob determinada temperatura; o GWIT refere-se à temperatura na qual o material evita a ignição. Durante o projeto do produto, as empresas devem selecionar materiais com nível de GWFI superior à temperatura de falha real, de acordo com o nível de risco dos componentes internos do equipamento completo, para reduzir o risco de incêndio proveniente do material.

Precauções de aplicação e teste de engenharia

O aparelho de teste de fio incandescente é amplamente utilizado em produtos eletroeletrônicos, eletrodomésticos, equipamentos de iluminação, interruptores e tomadas, eletrônica automotiva e em laboratórios de testes terceirizados. As temperaturas de teste variam de acordo com o produto. Componentes de baixo risco geralmente utilizam temperaturas de 550 °C ou 650 °C. Peças plásticas próximas a componentes de aquecimento por potência e circuitos de corrente de falha frequentemente requerem testes em altas temperaturas, como 750 °C, 850 °C ou até mesmo 960 °C. Um equívoco comum entre muitas empresas é focar apenas nos parâmetros de retardamento de chama por fio incandescente (GWFI) presentes nas fichas técnicas dos materiais, ignorando a verificação do produto final de acordo com o método de teste de fio incandescente IEC 60695-2-10. Uma amostra de material qualificada não garante que o componente montado seja aprovado no teste. Folgas na montagem, tensões mecânicas e variações de espessura podem alterar o desempenho real de retardamento de chama.

Durante os testes, os laboratórios devem implementar medidas de ventilação e proteção contra incêndio. Mesmo que o instrumento esteja equipado com um gabinete de teste, dispositivos de extinção de incêndio devem estar disponíveis. O fio incandescente e o termopar são peças consumíveis que devem ser inspecionadas após cada teste e calibradas periodicamente para garantir que o hardware do instrumento atenda continuamente aos requisitos do método de teste com fio incandescente IEC 60695-2-10. Função de controle remoto do LISUN O ZRS‑3H permite que os operadores se mantenham afastados da câmara de teste de alta temperatura e melhora a segurança operacional para testes contínuos de longa duração.

Conclusão

O método de teste com fio incandescente IEC 60695-2-10 é uma especificação de teste fundamental e importante no domínio global da segurança contra incêndio de produtos elétricos. Ele estabelece um método laboratorial padronizado para simular os riscos de ignição causados ​​pelo superaquecimento interno do aparelho. O aparelho de teste com fio incandescente é um equipamento de teste de alta precisão desenvolvido por LISUN Para avaliar o desempenho retardante de chamas de produtos elétricos e eletrônicos, eletrodomésticos, dispositivos de iluminação e componentes plásticos. LISUN ZRS‑3H testador de fio incandescente Implementa integralmente todos os requisitos técnicos da norma referentes à temperatura, pressão, tempo e ações mecânicas. Permite realizar testes de inflamabilidade do produto acabado, bem como a determinação da classificação do material para GWFI e GWIT. Nas fases de P&D de produtos, seleção de componentes e submissão de certificação, as empresas que compreendem e cumprem corretamente o Método de Teste de Fio Incandescente IEC 60695-2-10 podem identificar eficazmente os riscos de incêndio em componentes não metálicos, otimizar a seleção de materiais e o projeto estrutural, melhorar o nível de segurança contra incêndio de produtos elétricos e garantir a segurança dos usuários finais na aplicação prática.