วิธีการปฏิบัติตามมาตรฐาน IEC 60695-2-10 วิธีทดสอบด้วยลวดเรืองแสงในด้านความปลอดภัยของผลิตภัณฑ์ไฟฟ้า

นามธรรม
ความผิดพลาดจากการโอเวอร์โหลดของตัวต้านทานและส่วนประกอบกำลังภายในอุปกรณ์ไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์จะก่อให้เกิดแหล่งความร้อนที่มีอุณหภูมิสูง การสัมผัสที่อุณหภูมิสูงกับชิ้นส่วนฉนวนพลาสติกโดยรอบอาจก่อให้เกิดความเสี่ยงด้านความปลอดภัยจากการเกิดไฟไหม้ วิธีทดสอบลวดเรืองแสง IEC 60695‑2‑10 เป็นมาตรฐานการทดสอบอันตรายจากไฟไหม้ทั่วไปที่กำหนดโดยคณะกรรมการไฟฟ้าสากล (International Electrotechnical Commission) วิธีนี้จำลองการสัมผัสที่อุณหภูมิสูงระหว่างส่วนประกอบภายในที่ร้อนจัดกับชิ้นส่วนที่ไม่ใช่โลหะของเครื่องใช้ไฟฟ้า และเป็นขั้นตอนการทดสอบที่บังคับใช้สำหรับการรับรองความปลอดภัยของเครื่องใช้ในครัวเรือน ผลิตภัณฑ์แสงสว่าง และส่วนประกอบทางไฟฟ้า อุปกรณ์ทดสอบลวดเรืองแสงเป็นอุปกรณ์ทดสอบที่มีความแม่นยำสูงที่พัฒนาโดย LISUN ใช้สำหรับประเมินประสิทธิภาพการหน่วงไฟของผลิตภัณฑ์ไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ เครื่องใช้ในครัวเรือน อุปกรณ์ให้แสงสว่าง และชิ้นส่วนพลาสติก โดยจำลองสถานการณ์ "การสัมผัสที่อุณหภูมิสูงจากลวดเรืองแสง" เพื่อทดสอบความสามารถในการติดไฟ อุณหภูมิการติดไฟ ความไวไฟ และดัชนีความไวไฟของวัสดุภายใต้ภาระความร้อนที่กำหนด และให้ข้อมูลสำคัญเพื่อสนับสนุนการออกแบบความปลอดภัยจากอัคคีภัยของผลิตภัณฑ์และการรับรองมาตรฐาน LISUN บทความนี้ใช้เครื่องทดสอบลวดเรืองแสง ZRS-3H เป็นวัตถุวิจัย เพื่ออธิบายความหมายมาตรฐาน ตัวชี้วัดสำคัญของเครื่องมือ ขั้นตอนการทดสอบโดยละเอียด การตัดสินผลลัพธ์ และประเด็นทางวิศวกรรมเชิงปฏิบัติของวิธีการทดสอบลวดเรืองแสง IEC 60695-2-10 โดยให้ข้อมูลอ้างอิงการใช้งานจริงสำหรับผู้ผลิตในประเทศและห้องปฏิบัติการทดสอบของบุคคลที่สามในการตรวจสอบความปลอดภัยจากอัคคีภัยของผลิตภัณฑ์ 

ภูมิหลังการทดสอบและความสำคัญของวิธีการทดสอบลวดเรืองแสง IEC 60695‑2‑10

ในระหว่างการใช้งานเครื่องใช้ไฟฟ้าในครัวเรือน โคมไฟ สวิตช์ ปลั๊กไฟ และผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภคเป็นเวลานาน เมื่อชิ้นส่วนเกิดการโอเวอร์โหลดหรือลัดวงจร พื้นผิวของชิ้นส่วนจะเกิดอุณหภูมิสูงหลายร้อยองศาเซลเซียส ความร้อนจะถ่ายเทไปยังตัวเรือนพลาสติก ตัวยึดฉนวน และชิ้นส่วนที่ไม่ใช่โลหะอื่นๆ ซึ่งอาจทำให้เกิดการสลายตัวทางความร้อนและการติดไฟของวัสดุ และกระตุ้นให้เกิดอุบัติเหตุไฟไหม้ทั้งผลิตภัณฑ์ได้ เนื่องจากเป็นการยากที่จะจำลองสถานการณ์การติดไฟที่เกิดขึ้นจริงโดยตรง วิธีทดสอบลวดเรืองแสง IEC 60695-2-10 จึงเสนอวิธีการจำลองในห้องปฏิบัติการที่เป็นมาตรฐาน โดยใช้ลวดเรืองแสงนิโครมที่ให้ความร้อนด้วยไฟฟ้าเพื่อจำลองแหล่งความร้อนอุณหภูมิสูงที่ผิดปกติ และสัมผัสกับพื้นผิวของชิ้นงานด้วยการควบคุมอุณหภูมิ แรงกดสัมผัส และระยะเวลาการสัมผัส เพื่อประเมินความสามารถในการต้านทานการติดไฟของผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปหรือวัสดุพลาสติก

การขอ วิธีทดสอบลวดเรืองแสงตามมาตรฐาน IEC 60695‑2‑10 มาตรฐานนี้ไม่ได้ระบุเกณฑ์ผ่าน/ไม่ผ่านที่เป็นอิสระสำหรับผลิตภัณฑ์ แต่ทำหน้าที่เป็นขั้นตอนพื้นฐานทั่วไปของระบบทดสอบลวดเรืองแสงแบบสมบูรณ์ และต้องใช้ร่วมกับมาตรฐาน IEC 60695‑2‑11 การทดสอบความไวไฟของผลิตภัณฑ์สำเร็จรูป, ดัชนีความไวไฟของลวดเรืองแสง IEC 60695‑2‑12 (GWFI) และอุณหภูมิการจุดติดไฟของลวดเรืองแสง IEC 60695‑2‑13 (GWIT) มาตรฐานเทียบเท่าของจีนคือ GB/T 5169.10‑2023 และมีการอ้างอิงอย่างกว้างขวางในมาตรฐานความปลอดภัยของผลิตภัณฑ์ รวมถึง GB/T 4706.1 ความปลอดภัยของเครื่องใช้ในครัวเรือน GB 7000.1 ความปลอดภัยของโคมไฟและความปลอดภัยของสวิตช์และเต้ารับตามมาตรฐาน GB/T 2099.1 กลายเป็นประเด็นสำคัญด้านความปลอดภัยจากอัคคีภัยสำหรับการรับรองมาตรฐาน 3C, CQC, UL และการรับรองอื่นๆ ในตลาด บริษัทที่ทำการทดสอบตามวิธีการทดสอบลวดเรืองแสง IEC 60695‑2‑10 ในขั้นตอนการวิจัยและพัฒนา สามารถคัดกรองวัสดุหน่วงไฟล่วงหน้า ปรับโครงสร้างภายในของผลิตภัณฑ์ให้เหมาะสม และหลีกเลี่ยงความล้มเหลวในการรับรองในภายหลัง รวมถึงอันตรายจากอัคคีภัยในการใช้งานของผู้ใช้ปลายทาง

ZRS-3H เครื่องมือทดสอบเรืองแสง

พารามิเตอร์ทางเทคนิคหลักของเครื่องมือทดสอบลวดเรืองแสง

LISUN เครื่องทดสอบลวดเรืองแสง ZRS-3H ได้รับการออกแบบอย่างเคร่งครัดตามข้อจำกัดของฮาร์ดแวร์ที่ระบุโดยวิธีการทดสอบลวดเรืองแสง IEC 60695-2-10 เครื่องมือนี้สามารถทำการทดสอบความไวไฟของลวดเรืองแสงสำหรับผลิตภัณฑ์สำเร็จรูป รวมถึงการกำหนดเกรดวัสดุ GWFI และ GWIT สำหรับพลาสติกวิศวกรรม มาพร้อมกับระบบควบคุมอุณหภูมิแบบวงปิดและเทอร์โมคัปเปิลชนิด K แบบหุ้มเกราะสำหรับวัดอุณหภูมิ ทำให้สามารถตั้งค่าแรงดันสัมผัสของลวดเรืองแสงและระยะเวลาการให้ความร้อนได้อย่างแม่นยำ เมื่อเวลาการให้ความร้อนหมดลง ลวดเรืองแสงจะแยกออกจากชิ้นงานโดยอัตโนมัติ นอกจากนี้ยังรองรับการบันทึกเวลาการจุดติดไฟและเวลาการดับไฟโดยอัตโนมัติเพื่อลดข้อผิดพลาดจากการสังเกตด้วยตนเองและรับประกันความสามารถในการทำซ้ำของข้อมูลการทดสอบ ซีรี่ส์ ZRS-3H ประกอบด้วยสองรุ่น ได้แก่ ZRS-3H แบบติดตั้งในตู้ และ ZRS-3HS แบบไม่ต้องติดตั้งในตู้ พารามิเตอร์ทางเทคนิคหลักแสดงในตารางที่ 1

ตามข้อกำหนดบังคับของมาตรฐาน IEC 60695‑2‑10 วิธีทดสอบลวดเรืองแสง การวัดอุณหภูมิ การควบคุมแรงกดสัมผัส และระบบจับเวลาของเครื่องมือจะต้องได้รับการสอบเทียบเป็นระยะ ลวดเรืองแสงเป็นชิ้นส่วนสิ้นเปลือง การเสียรูปและการเกิดออกซิเดชันจะเกิดขึ้นหลังจากการทดสอบที่อุณหภูมิสูงหลายครั้ง จึงต้องเปลี่ยนใหม่ทันทีเมื่อพบการเปลี่ยนแปลงขนาดอย่างชัดเจน มิฉะนั้น การเบี่ยงเบนของอุณหภูมิและเงื่อนไขการสัมผัสจะส่งผลให้ผลการทดสอบผิดเพี้ยนไปโดยตรง ZRS‑3H ใช้การเคลือบที่ทนต่ออุณหภูมิสูงสำหรับโครงสร้างเหล็กทั้งหมด เหมาะสำหรับการทดสอบความปลอดภัยจากอัคคีภัยอย่างต่อเนื่องในระยะยาวในห้องปฏิบัติการ

ขั้นตอนการทดสอบที่สมบูรณ์ตามมาตรฐาน IEC 60695‑2‑10 วิธีทดสอบด้วยลวดเรืองแสง

ก่อนดำเนินการทดสอบอย่างเป็นทางการ ผู้ปฏิบัติงานจะต้องศึกษาอย่างละเอียดเกี่ยวกับวิธีการทดสอบลวดเรืองแสง IEC 60695‑2‑10 รวมถึงมาตรฐานเฉพาะผลิตภัณฑ์ที่เกี่ยวข้อง ยืนยันอุณหภูมิการทดสอบและระยะเวลาการสัมผัสเรืองแสง ชี้แจงว่าการทดสอบนี้เป็นการทดสอบผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปหรือการทดสอบเกรดวัสดุ และดำเนินการเตรียมชิ้นงานทดสอบให้พร้อม ชิ้นงานทดสอบจะต้องได้รับการปรับสภาพภายใต้สภาวะอุณหภูมิและความชื้นที่กำหนดโดยมาตรฐาน เพื่อขจัดผลกระทบของความชื้นในอากาศต่อประสิทธิภาพการหน่วงไฟของวัสดุ

ขั้นตอนที่หนึ่ง: การตรวจสอบเครื่องมือและการอุ่นอุณหภูมิเบื้องต้น ตรวจสอบลักษณะของลวดเรืองแสงและสถานะการติดตั้งของเทอร์โมคัปเปิล ยืนยันการทำงานปกติของกลไกควบคุมแรงดัน และวางแผ่นรองสำลีไว้ด้านล่าง ตั้งอุณหภูมิทดสอบเป้าหมายของเครื่องมือและให้ความร้อนแก่ลวดเรืองแสงจนกว่าอุณหภูมิจะคงที่อย่างสมบูรณ์ วิธีทดสอบลวดเรืองแสง IEC 60695‑2‑10 กำหนดให้ต้องมีอุณหภูมิคงที่ก่อนสัมผัสชิ้นงานเพื่อหลีกเลี่ยงการเปลี่ยนแปลงเงื่อนไขการทดสอบที่เกิดจากความผันผวนของอุณหภูมิ ในขณะเดียวกัน ตรวจสอบการทำงานปกติของโมดูลจับเวลาอัตโนมัติและกลไกการแยกอัตโนมัติ

ขั้นตอนที่สอง: การยึดและจัดตำแหน่งชิ้นงาน ยึดชิ้นงานในแนวตั้งเข้ากับอุปกรณ์ยึดชิ้นงาน และกำหนดจุดสัมผัสของลวดเรืองแสง จุดสัมผัสนี้ควรจำลองตำแหน่งสัมผัสแหล่งความร้อนจริงภายในผลิตภัณฑ์ แทนที่จะเป็นขอบชิ้นงาน รู หรือตำแหน่งพิเศษอื่นๆ ปรับการเคลื่อนที่เชิงกลเพื่อให้แน่ใจว่าลวดเรืองแสงสามารถออกแรงกดในแนวตั้งลงบนพื้นผิวของชิ้นงานได้

ขั้นตอนที่สาม: สัมผัสลวดเรืองแสง เริ่มขั้นตอนการทดสอบ เลื่อนลวดเรืองแสงไปข้างหน้าเพื่อสัมผัสกับชิ้นงาน และรักษาระดับแรงกดสัมผัสและระยะเวลาสัมผัสตามมาตรฐานที่กำหนด โดยทั่วไปเวลาสัมผัสเริ่มต้นคือ 30 วินาที ในระหว่างกระบวนการสัมผัสทั้งหมดและช่วงเวลาสังเกตหลังการสัมผัส ให้บันทึกว่าชิ้นงานติดไฟหรือไม่ เวลาที่ติดไฟ ระยะเวลาของเปลวไฟ และสังเกตว่าหยดโลหะหลอมเหลวสามารถจุดไฟแผ่นสำลีที่วางอยู่ด้านล่างได้หรือไม่ เมื่อเวลาเรืองแสงสิ้นสุดลง เครื่องมือจะดึงลวดเรืองแสงกลับโดยอัตโนมัติ และสังเกตปรากฏการณ์การเผาไหม้หรือการลุกไหม้ของชิ้นงานต่อไป

ขั้นตอนที่สี่: การบันทึกผลหลังการทดสอบและการทดสอบซ้ำ ต้องใช้ชิ้นงานทดสอบใหม่เอี่ยมสำหรับแต่ละกลุ่มทดสอบ ห้ามทำการทดสอบซ้ำในตำแหน่งที่ไหม้เกรียม บันทึกปรากฏการณ์ทั้งหมดอย่างครบถ้วน รวมถึงการปรากฏของเปลวไฟ ระยะเวลาของเปลวไฟ การติดไฟของสำลี และการลุกไหม้ต่อเนื่องของชิ้นงานทดสอบ หากทำการทดสอบวัสดุ GWFI หรือ GWIT ต้องใช้กลุ่มทดสอบหลายกลุ่มโดยปรับอุณหภูมิแบบไล่ระดับเพื่อให้ได้ค่าดัชนีความไวไฟของลวดเรืองแสงหรืออุณหภูมิการจุดติดไฟของลวดเรืองแสงของวัสดุที่ทดสอบในที่สุด

ประเด็นสำคัญในการตัดสินผลลัพธ์สำหรับวิธีการทดสอบลวดเรืองแสงตามมาตรฐาน IEC 60695‑2‑10

วิธีทดสอบลวดเรืองแสง IEC 60695‑2‑10 กำหนดเฉพาะข้อกำหนดของเครื่องมือและขั้นตอนการทำงานทั่วไปเท่านั้น ข้อสรุปว่าผ่านหรือไม่ผ่านนั้นให้อ้างอิงตามมาตรฐานผลิตภัณฑ์ที่เกี่ยวข้อง ยกตัวอย่างเช่น การทดสอบผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปทั่วไปสำหรับเครื่องใช้ไฟฟ้าในครัวเรือน จะใช้เกณฑ์การตัดสินหลักสองประการ ประการแรก หลังจากดึงลวดเรืองแสงกลับแล้ว เปลวไฟของชิ้นงานทดสอบจะต้องดับลงเองภายใน 30 วินาที ประการที่สอง หยดของเหลวที่หลอมเหลวจากชิ้นงานทดสอบจะต้องไม่ทำให้แผ่นรองสำลีด้านล่างติดไฟ หากเป็นไปตามเงื่อนไขทั้งสองข้อ การทดสอบภายใต้อุณหภูมิปัจจุบันจะถือว่าผ่าน หากชิ้นงานทดสอบยังคงลุกไหม้เกินเวลาที่กำหนด หรือหยดของเหลวทำให้แผ่นรองสำลีติดไฟ การทดสอบจะถือว่าไม่ผ่าน ซึ่งหมายความว่าชิ้นส่วนนั้นมีความเสี่ยงต่อการเกิดไฟไหม้ภายใต้อุณหภูมิสูงผิดปกติ

สำหรับการทดสอบเกรดวัสดุ ค่า GWFI และค่าพารามิเตอร์ GWIT ได้มาจากการทดสอบที่อุณหภูมิหลายระดับ GWFI บ่งชี้ว่าชิ้นงานทั้งสามชิ้นตรงตามข้อกำหนดการดับไฟภายใต้อุณหภูมิดังกล่าว ส่วน GWIT หมายถึงอุณหภูมิที่วัสดุไม่ติดไฟ ในระหว่างการออกแบบผลิตภัณฑ์ บริษัทควรเลือกวัสดุที่มีระดับ GWFI สูงกว่าอุณหภูมิที่เกิดความผิดพลาดจริงตามระดับความเสี่ยงของชิ้นส่วนภายในอุปกรณ์ทั้งหมด เพื่อลดความเสี่ยงจากไฟไหม้ที่เกิดจากวัสดุ

ข้อควรระวังในการประยุกต์ใช้ทางวิศวกรรมและการทดสอบ

เครื่องมือทดสอบลวดเรืองแสง (Glow-wire test apparatus) ใช้กันอย่างแพร่หลายในผลิตภัณฑ์ไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ เครื่องใช้ในครัวเรือน อุปกรณ์ให้แสงสว่าง สวิตช์และปลั๊กไฟ อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ในรถยนต์ และห้องปฏิบัติการทดสอบของบุคคลที่สาม อุณหภูมิในการทดสอบจะแตกต่างกันไปตามผลิตภัณฑ์ ชิ้นส่วนที่มีความเสี่ยงต่ำโดยทั่วไปจะใช้อุณหภูมิ 550℃ หรือ 650℃ ชิ้นส่วนพลาสติกที่อยู่ติดกับชิ้นส่วนที่ให้ความร้อนและวงจรไฟฟ้าลัดวงจร มักต้องทดสอบที่อุณหภูมิสูงถึง 750℃, 850℃ หรือแม้แต่ 960℃ ความเข้าใจผิดที่พบบ่อยในหลายๆ บริษัทคือ พวกเขามุ่งเน้นเฉพาะพารามิเตอร์ GWFI จากเอกสารข้อมูลวัสดุเท่านั้น โดยละเลยการตรวจสอบผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปตามวิธีการทดสอบลวดเรืองแสง IEC 60695‑2‑10 ตัวอย่างวัสดุที่ผ่านการรับรองไม่ได้รับประกันว่าชิ้นส่วนที่ประกอบแล้วจะผ่านการทดสอบ ช่องว่างในการประกอบ ความเครียดทางกล และความแปรผันของความหนาอาจเปลี่ยนแปลงประสิทธิภาพการหน่วงไฟที่แท้จริงได้

ระหว่างการทดสอบ ห้องปฏิบัติการต้องดำเนินการระบายอากาศและมาตรการป้องกันอัคคีภัย แม้ว่าเครื่องมือจะมีตู้ทดสอบอยู่แล้ว ก็ยังต้องเตรียมอุปกรณ์ดับเพลิงไว้ด้วย ลวดเรืองแสงและเทอร์โมคัปเปิลเป็นชิ้นส่วนสิ้นเปลืองที่ควรตรวจสอบหลังการทดสอบแต่ละครั้งและสอบเทียบเป็นระยะเพื่อให้มั่นใจว่าฮาร์ดแวร์ของเครื่องมือเป็นไปตามข้อกำหนดของวิธีการทดสอบลวดเรืองแสง IEC 60695‑2‑10 อย่างต่อเนื่อง ฟังก์ชันการควบคุมระยะไกลของ LISUN ZRS-3H ช่วยให้ผู้ปฏิบัติงานสามารถอยู่ห่างจากห้องทดสอบที่มีอุณหภูมิสูง และเพิ่มความปลอดภัยในการปฏิบัติงานสำหรับการทดสอบต่อเนื่องเป็นเวลานาน

สรุป

วิธีทดสอบด้วยลวดเรืองแสง IEC 60695‑2‑10 เป็นข้อกำหนดการทดสอบพื้นฐานและสำคัญในด้านความปลอดภัยจากอัคคีภัยของผลิตภัณฑ์ไฟฟ้าทั่วโลก โดยกำหนดวิธีการทดสอบในห้องปฏิบัติการที่เป็นมาตรฐานสำหรับการจำลองความเสี่ยงต่อการจุดติดไฟที่เกิดจากความร้อนสูงเกินไปภายในเครื่องใช้ไฟฟ้า อุปกรณ์ทดสอบด้วยลวดเรืองแสงเป็นอุปกรณ์ทดสอบที่มีความแม่นยำสูงซึ่งพัฒนาโดย LISUN เพื่อประเมินประสิทธิภาพการหน่วงไฟของผลิตภัณฑ์ไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ เครื่องใช้ในครัวเรือน อุปกรณ์ให้แสงสว่าง และชิ้นส่วนพลาสติก LISUN ZRS-3H เครื่องทดสอบลวดเรืองแสง วิธีการทดสอบด้วยลวดเรืองแสง IEC 60695-2-10 นี้ ตรงตามข้อกำหนดทางเทคนิคทั้งหมดของมาตรฐานอย่างครบถ้วน ทั้งในเรื่องอุณหภูมิ ความดัน เวลา และการกระทำทางกล สามารถทำการทดสอบความไวไฟของผลิตภัณฑ์สำเร็จรูป รวมถึงการกำหนดเกรดวัสดุของ GWFI และ GWIT ได้ ในขั้นตอนการวิจัยและพัฒนาผลิตภัณฑ์ การเลือกส่วนประกอบ และการยื่นขอรับรอง บริษัทที่เข้าใจและปฏิบัติตามวิธีการทดสอบด้วยลวดเรืองแสง IEC 60695-2-10 อย่างถูกต้อง จะสามารถระบุอันตรายจากไฟไหม้ของส่วนประกอบที่ไม่ใช่โลหะได้อย่างมีประสิทธิภาพ ปรับปรุงการเลือกวัสดุและการออกแบบโครงสร้าง ยกระดับความปลอดภัยจากไฟไหม้ของผลิตภัณฑ์ไฟฟ้า และรับประกันความปลอดภัยของผู้ใช้ในทางปฏิบัติ