GB∕T5169.33-2023电工电子产品着火危险试验第33部分:着火危险评定导则起燃性总则.pdf
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GB∕T5169.33-2023电工电子产品着火危险试验第33部分:着火危险评定导则起燃性总则.pdf
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ICS13.220.40;29.020CCSK04中华人民共和国国家标准GB/T5169.332023/IEC60695-1-20:
2016代替GB/Z5169.332014电工电子产品着火危险试验第33部分:
着火危险评定导则起燃性总则FirehazardtestingforelectricandelectronicproductsPart33:
GuidanceforassessingthefirehazardIgnitabilityGeneralguidance(IEC60695-1-20:
2016,FirehazardtestingPart1-20:
GuidanceforassessingthefirehazardofelectrotechnicalproductsIgnitabilityGeneralguidance,IDT)2023-09-07发布2024-04-01实施国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会发布目次前言引言1范围12规范性引用文件13术语和定义14起燃性原理55选择试验方法的考虑因素85.1通则85.2火情85.3引燃源85.4试样的类型115.5试验程序和装置116试验结果的使用和说明11附录A(资料性)地下水力发电站和城市变电站因电弧引发的着火事例12附录NA(资料性)电工电子产品着火危险试验已经发布的部分13参考文献15GB/T5169.332023/IEC60695-1-20:
2016前言本文件按照GB/T1.12020标准化工作导则第1部分:
标准化文件的结构和起草规则的规定起草。
本文件是电工电子产品着火危险试验的第33部分。
电工电子产品着火危险试验已经发布的部分见附录NA。
本文件代替GB/Z5169.332014电工电子产品着火危险试验第33部分:
着火危险评定导则起燃性总则,与GB/Z5169.332014相比,除结构调整和编辑性改动外,主要技术变化如下:
a)标准属性由指导性文件改为推荐性标准;b)增加了“自燃”“热解”“短路”三个术语和定义(见3.1、3.25、3.26);c)更改了“着火”“起燃”两个术语和定义(见3.5、3.20,2014年版的3.3、3.17)。
本文件等同采用IEC60695-1-20:
2016着火危险试验第1-20部分:
电工产品着火危险评定导则起燃性总则。
本文件做了下列最小限度的编辑性改动:
为与现有系列标准一致,将本文件名称改为电工电子产品着火危险试验第33部分:
着火危险评定导则起燃性总则;将第2章规范性引用文件中的部分资料性引用文件移到参考文献中;增加资料性附录NA,用于列出电工电子产品着火危险试验已经发布的部分。
请注意本文件的某些内容可能涉及专利。
本文件的发布机构不承担识别专利的责任。
本文件由中国电器工业协会提出。
本文件由全国电工电子产品着火危险试验标准化技术委员会(SAC/TC300)归口。
本文件起草单位:
中国电器科学研究院股份有限公司、广东美的制冷设备有限公司、深圳海关工业品检测技术中心、工业和信息化部电子第五研究所、山东省产品质量检验研究院、北京泰瑞特检测技术服务有限责任公司、中国家用电器研究院、威凯检测技术有限公司、深圳市计量质量检测研究院、浙江跃华电讯有限公司、国网四川省电力公司电力科学研究院、黄埔海关技术中心、天津津航计算技术研究所。
本文件主要起草人:
揭敢新、张汉平、张庆新、张元钦、赵毅、刘秀珍、高岭松、桂怿、彭强、刘岩、庄辉、王圣、张晨萌、郑少锋、张图强。
本文件及其所代替文件的历次版本发布情况为:
2014年首次发布为GB/Z5169.332014;本次为第一次修订。
GB/T5169.332023/IEC60695-1-20:
2016引言所有电工电子产品的设计都需要考虑着火风险和潜在的着火危险。
对元件、电路和零部件的设计以及材料的筛选目的在于,即使发生了可预见的误用、故障和失效,也能将潜在的着火风险降低到容许范围内。
电工电子产品着火危险试验的目的是通过减少火灾的次数或降低火灾的严重程度来挽救生命和保护财产。
它可以通过:
尽可能防止带电部件引发起燃,如果发生起燃,也要将着火范围限制在电工电子产品外壳内;尽可能减少产品外壳以外的火焰蔓延,以及将包括热、烟、毒性或腐蚀性气体等燃烧产物的有害影响降到最低。
电工电子产品着火危险试验现由38部分组成,分为三大分领域:
着火危险试验评定导则和术语标准,包括1项术语和8项评定导则,目的在于为本专业领域内的着火危险评定提供指南和参考程序;小规模着火试验标准,包括4项灼热丝/热丝基本试验方法、9项火焰试验方法、2项耐非正常热能力试验方法,目的在于介绍适用于电工电子设备生产商与检测机构使用的,以特定热源模拟引发火灾的热源的小规模试验方法;燃烧流的危险性评定标准,包括2项腐蚀性、2项烟模糊、5项毒性、3项热释放、2项火焰表面蔓延,目的在于提供测量电工电子产品及其材料的燃烧流毒性、腐蚀性、烟模糊及热释放情况的指南和现行试验方法技术状况。
本文件给出了电工电子产品起燃性及其与着火危险的相关性的概述。
火灾因产生热(热危害),以及产生毒性燃烧流、腐蚀性燃烧流和烟(非热危害),故会对生命和财产造成威胁。
火灾开始于起燃,某些情况下可能发展成轰燃和完全着火。
因此耐起燃性在着火危险的评定方面被认为是材料最重要的特性之一。
如果没有起燃,就没有火灾。
对于大多数材料来说(除金属和其他一些元素外),起燃发生在气体状态下。
当与空气混合的可燃蒸气温度高至放热氧化反应迅速扩散时,起燃即开始发生。
起燃的难易程度与蒸气的化学性质、燃料/空气比例以及温度密切相关。
对于液体,可燃蒸气产生于液体的蒸发,且蒸发过程取决于液体的温度和化学成分。
对于固体,可燃蒸气产生于固体温度足够高时的热解。
蒸发过程取决于固体的温度和化学成分,也取决于固体的厚度、密度、比热容和热导率。
试样的起燃难易程度取决于很多变量。
评估起燃性需要考虑的因素有:
a)试样的几何形状,包括厚度,以及棱边、角或者接头的存在;b)任何各向异性;c)表面方向;d)空气流速和流向;e)引燃源的性质和位置;f)外部热通量的大小和位置;g)可燃材料是液体还是固体。
本次修订有利于保持本领域技术与国际标准水平的一致,进而提升我国电工电子产品的质量,促进贸易、交流及技术合作。
GB/T5169.332023/IEC60695-1-20:
2016电工电子产品着火危险试验第33部分:
着火危险评定导则起燃性总则1范围本文件提供了电工电子产品及其材料起燃性的评定导则。
包括如下方面的内容:
a)起燃性的原理;b)合适的试验方法的选择;c)试验结果的使用和说明。
本文件适用于电工电子产品及其所用材料的起燃性以及与着火危险相关性的评定。
本文件旨在供技术委员会根据IECGuide104和ISO/IECGuide51中规定的原则编写标准时使用。
技术委员会的任务之一就是在编写本领域的标准时,凡适用之处都要使用本系列标准。
除非有关标准特别提及或列出,否则本文件的要求、试验方法或试验条件将不适用。
2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。
其中,注日期的引用文件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/T5169.12015电工电子产品着火危险试验第1部分:
着火试验术语(IEC60695-4:
2012,IDT)ISO13943:
2017消防安全词汇(FiresafetyVocabulary)3术语和定义ISO13943:
2017和GB/T5169.12015界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
3.1自燃Auto-ignition自燃spontaneousignition自燃self-ignitionCA,US自燃unpilotedignitionCA,US自燃spontaneouscombustion(被取代)在没有单独引燃源(3.22)的情况下由于温度升高而导致的起燃(3.20)。
注1:
起燃可能是由自热或由外部热源引起的。
注2:
在北美,“spontaneousignition”是用来表示自热引起着火的首选术语。
来源:
ISO13943:
2017,3.241GB/T5169.332023/IEC60695-1-20:
20163.2自燃温度autoignitiontemperature在着火试验中发生自燃(3.1)的最低温度。
注1:
其代表性单位为摄氏度()。
注2:
参照术语“spontaneousignitiontemperature”。
来源:
ISO13943:
2017,3.253.3燃烧combustion物质与氧化剂的放热反应。
注:
燃烧通常会放出燃烧流,并伴有火焰(3.11)和/或灼热。
来源:
ISO13943:
2017,3.553.4着火fire(通常)以排放热和燃烧流为特征的燃烧(3.3)过程,常伴随有烟、火焰(3.11)、灼热或其组合。
注:
在英语中,“fire”用于表示三种概念,其中的着火(3.5)和着火(3.6)两个是关于不同方式的自支持燃烧的特定类型,它们在法语和德语中为两个不同的术语。
来源:
ISO13943:
2017,3.1143.5着火fire(受控的)有意提供有用效果的自支持燃烧(3.3),其燃烧程度在时间和空间上受到控制。
来源:
ISO13943:
2017,3.1153.6着火fire(非受控的)无意提供有用效果的自支持燃烧(3.3),其燃烧程度在时间和空间上不受控制。
来源:
ISO13943:
2017,3.1163.7着火危险firehazard由着火(3.4)引起的不期望的潜在性物质或条件。
来源:
ISO13943:
2017,3.1313.8燃点firepoint在规定的试验条件下,将标准的小火焰(3.11)施加于材料表面,致使其起燃并持续燃烧一定时间所需的最低温度。
注1:
参考闪点(3.16)。
注2:
在某些国家,“firepoint”一词还有“消防设备设置点”的含义,包括火灾报警呼叫点和火灾指令通知。
注3:
其代表性单位为摄氏度()。
来源:
ISO13943:
2017,3.1393.9阻燃剂fireretardant为了延迟起燃(3.20),或降低燃烧(3.3)速率,向材料中添加的物质或进行的一种处理。
注1:
阻燃剂的使用不一定能抑制着火(3.4)或终止燃烧(3.3)。
注2:
参见阻燃剂(3.12)。
来源:
ISO13943:
2017,3.1432GB/T5169.332023/IEC60695-1-20:
20163.10火情firescenario通过识别研究所用火的特性以及它与其他可能发生的着火之间区别的关键事物,来对着火(3.6)在时间方面的进程的一种定性描述。
注:
其代表性地定义了起燃(3.20)和火势的发展进程,完全着火阶段,着火衰退阶段(3.17),以及影响着火进程的环境和体系。
来源:
ISO13943:
2017,3.1523.11火焰flame在气体介质中快速、自支持、亚音速传播的燃烧(3.3)区域,通常伴发光。
来源:
ISO13943:
2017,3.159,有修改,增加了“区域”3.12阻燃剂flameretardant为了抑制着火或延迟火焰(3.11)的出现和/或减少火焰蔓延速率,向材料添加的物质或进行的一种处理。
注1:
阻燃剂的使用不一定会抑制着火(3.6)或终止燃烧(3.3)。
注2:
参见阻燃剂(3.9)。
来源:
ISO13943:
2017,3.1653.13有焰燃烧flamingcombustion气相中的燃烧(3.3),通常伴有发光现象。
来源:
ISO13943:
2017,3.1753.14闪燃温度flash-ignitiontemperature;FIT在规定的试验条件下,释放出的足够可燃性气体在引燃火焰(3.11)的作用下瞬间点燃的最低温度。
来源:
GB/T46102008,3.13.15轰燃flashover(着火阶段)在封闭的空间内可燃材料的整个表面突然转入着火(3.4)状态。
来源:
ISO13943:
2017,3.1843.16闪点flashpoint在规定的试验条件和火焰(3.11)的存在下,加热物质或产品以使发出的蒸气瞬间燃烧需要的最低温度。
注1:
闪点是指可燃性液体的蒸气被加热而点燃时的温度。
闪燃温度是指固体试样在火焰作用下的点火温度,例如,在ISO871等测试方法中。
注2:
其代表性单位为摄氏度()。
来源:
ISO13943:
2017,3.1823.17完全着火fullydevelopedfire可燃材料全部转入着火(3.6)的状态。
来源:
ISO13943:
2017,3.1923.18灼热燃烧glowingcombustion在燃烧区域中,固体材料无火焰(3.11)而发光的燃烧(3.3)。
3GB/T5169.332023/IEC60695-1-20:
2016来源:
ISO13943:
2017,3.1973.19起燃性ignitability易燃性easeofignition对规定条件下试样起燃难易程度的量度。
来源:
ISO13943:
2017,3.2123.20起燃ignition持续的燃烧(被取代)。
(通常)燃烧(3.3)的开始。
来源:
ISO13943:
2017,3.2173.21起燃ignition持久的起燃(被取代)。
(有焰燃烧)持续火焰(3.11)的开始。
来源:
ISO13943:
2017,3.2183.22引燃源ignitionsource引发燃烧(3.3)的能量来源。
来源:
ISO13943:
2017,3.2263.23可燃性下限lowerflammabilitylimit;LFL在存在引燃源(3.22)的情况下,空气中燃料蒸气不发生火焰(3.11)蔓延的最低浓度。
注:
该浓度通常以一定的温度和压力表示为体积分数,并以百分比表示。
来源:
ISO13943:
2017,3.2533.24最低起燃温度minimumignitiontemperature燃点ignitionpoint在规定的试验条件下,开始持续燃烧(3.3)的最低温度。
注1:
最低起燃温度意味着在无限长的时间内施加热应力。
注2:
其代表性单位是摄氏度()。
来源:
ISO13943:
2017,3.2733.25热解pyrolysis物质因热作用引起的化学分解。
注1:
热解通常针对有焰燃烧(3.13)开始之前的着火(3.4)阶段。
注2:
在火灾科学中,不设定有无氧气的存在。
来源:
ISO13943:
2017,3.3163.26短路short-circuit电路的两个节点的意外连接。
注:
可能会发生电流流动,从而导致电路损坏、过热、着火或爆炸。
4GB/T5169.332023/IEC60695-1-20:
20163.27自燃温度spontaneous-ignitiontemperature;SIT在规定的试验条件下,无任何引燃源(3.22)时,通过加热而起燃(3.20)的最低温度。
来源:
GB/T46102008,3.23.28热惯量thermalinertia热导率、密度和比热容的乘积。
示例:
钢的热惯量为2.3108J2/(sm4K2);聚苯乙烯泡沫塑料的热惯量是1.4103J2/(sm4K2)。
注1:
当材料暴露于热通量时,其表面温度的上升率主要取决于材料的热惯量值。
热惯量低的材料受热时,表面温度上升相对较快,反之亦然。
注2:
其代表性单位为二次方焦每秒四次方米二次方开尔文J2/(sm4K2)。
来源:
ISO13943:
2017,3.3893.29可燃性上限upperflammabilitylimit;UFL在存在引燃源(3.22)的情况下,空气中燃料蒸气不发生火焰(3.11)蔓延的最高浓度。
注:
该浓度通常以一定的温度和压力下的体积分数,并以百分比表示。
来源:
ISO13943:
2017,3.4154起燃性原理4.1气体4.1.1概述气体的起燃取决于其与空气的混合情况。
如果气体在起燃之前与空气混合,随后所发生的反应就是预混合燃烧。
在燃烧器中的燃烧是可控的,但如果有大量的可燃气体或空气混合物被点燃,则会发生气体爆炸。
在多数着火中,起燃导致火焰向未混合的可燃气体和空气接触的区域扩散。
混合气体可用以下两种基本方式点燃:
a)自燃混合气体的温度升高;b)引燃局部热源的介入,例如:
火焰或电火花。
有些着火是源于已处于气态的物质被引燃而发生,而可燃气体可由液体蒸发(见4.2)或固体热解两种方式产生(见4.3)。
4.1.2可燃性限值可燃物的浓度过低或过高,火焰都不会在燃料或空气混合气体中蔓延。
可燃气体浓度的极限值即可燃性下限(LFL)和可燃性上限(UFL)。
限值的引入是因为火焰需要一个最低温度来维持。
空气太多或可燃物太多都不能维持足够高的温度。
可燃性限值一般以可燃物在混合气体中的体积分数来表示。
4.1.3电弧着火类似接线盒和电力变压器这样的电气设备出现故障会导致击穿放电(电弧),从而使绝缘材料热解产生高温易燃气体,这些气体迅速膨胀并与空气接触而引起爆炸(见5.3.4.4)。
5GB/T5169.332023/IEC60695-1-20:
20164.2液体4.2.1概述除一些不稳定的或活性的物质以外,液体通常不会起燃。
起燃的通常是可燃蒸气。
可燃蒸气是由液体挥发产生的,挥发过程取决于液体温度及其化学成分。
4.2.2起燃参数通常用温度来界定液体的起燃性。
有三个不同的温度,分别是自燃温度(见3.2)、燃点(见3.8)和闪点(见3.16)。
自燃是指在没有局部热源情况下的起燃。
闪点和瞬间起燃有关。
燃点和起燃后的持续燃烧有关。
一些不同的试验方法被用于测定这些特性温度。
测得的温度取决于所用试验仪器的特性。
因此当引用这些温度参数时需确定所用的试验方法。
4.2.3绝缘液体4.2.3.1闪点的测定可以引用ISO2719(宾斯基-马丁闭口杯法)方法测定绝缘液体的闪点。
该方法测定的是一个密闭空间里的闪点,并用于检测少量挥发性材料。
另一种方法是ISO2592(克利夫兰开口杯法),用于测定敞开液体表面上的闪点。
按照ISO2592测定的闪点通常低于按照ISO2719测定的闪点。
4.2.3.2锥形量热仪测定方法目前,采用GB/Z5169.322013来测定绝缘液体燃烧释放的热量。
在有可控引燃源的条件下,将试样暴露在均匀的热通量辐射场中进行测试。
起燃的相关特性可界定为在规定的热通量下的起燃时间,或支持起燃的最小入射热通量。
4.3固体4.3.1概述除(如下)一些特例外,固体一般不起燃。
通常,起燃的材料处于气态,可是气体、气溶胶和悬浮粒子的混合物。
可燃蒸气由固体热解产生,该过程取决于固体的温度及其化学成分。
特例情况如下:
金属(见4.3.3);某些其他的非金属元素,如碳(见4.3.4)、硫和磷;某些活性物质(见4.3.5);尘云(见4.3.6)。
4.3.2影响起燃的参数就固体而言,材料可燃性挥发物的产生与该材料的温度密切相关。
它可能受热输入类型的影响,例如:
辐射热通量、对流热通量、传导热通量、施加火焰、热丝或这些热源的组合。
起燃的难易程度还取决于可燃性挥发物的化学性质,这又与固体的化学性质有关。
材料的升温速率与固体的许多特性有关,如:
a)厚度;6GB/T5169.332023/IEC60695-1-20:
2016b)热导率();c)密度();d)比热容(c);e)吸收率(热辐射的情况下)。
厚的试样其表面以下的材料可传热,因此会降低外表面的温升速率从而提高耐起燃性。
薄的试样不会产生这样的情况,因而耐起燃性较低。
热塑性塑料这类材料在远离热源(例如:
火焰或热丝)后会呈融化的趋势,通常不会起燃。
因此,在测试热塑性材料的起燃性时要特别考虑这一点。
用标准着火试验测定热塑性材料会出现的问题,在ISO10840中有论述。
众所周知,、c的乘积是热惯量。
如果材料的热惯量值很大,如固体金属,那么表面升温速率就相对较低,因此达到起燃温度需要的时间就相对较长。
如果材料的热惯量值较小,如一些泡沫塑料或低密度的易燃材料,表面升温速率就会相对较高,因此达到起燃温度需要的时间就相对较短。
试样起燃后,如果火焰向热解前沿前方传递足够的热通量(通常为热辐射),使试样持续热解并以充分的速率起燃,就会发生火焰蔓延。
传递到热解前沿前方的热通量的大小取决于试样的热释放速率和是否存在连续施加的热通量,而耐起燃性则与试样最低起燃温度和表面升温速率成函数关系。
4.3.3金属金属在空气中燃烧时其产物是金属氧化物。
许多金属在其表面都有一层氧化膜,这是金属在低温氧化时形成的。
由于这种金属氧化膜已是
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