現(xiàn)代的電子和電器設(shè)備有40%以上重量的部件由易燃的塑膠絕緣材料組成,電子和電器設(shè)備會(huì)因過熱、漏電、短路、火花和老化等引燃這些材料而造成火災(zāi),對(duì)人們生命和財(cái)產(chǎn)安全造成巨大威脅。為此,世界各國(guó)先后出臺(tái)了法規(guī)對(duì)電子和電器設(shè)備上使用的塑膠絕緣材料的阻燃性能、耐熱性能和電氣性能等作了苛刻的規(guī)定。
電子電器產(chǎn)品對(duì)于塑膠絕緣材料的阻燃耐熱和電器性能,通常有兩個(gè)要求——高灼熱絲、高CTI。根據(jù)歐盟國(guó)際電工協(xié)會(huì)(IEC)要求業(yè)界執(zhí)行的IEC60695灼熱絲阻燃測(cè)試評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),IEC組織在IEC60335家用及類似電器安全標(biāo)準(zhǔn)中提出長(zhǎng)期無人值守電器所使用塑料件的阻燃性能必須滿足UL94V-0級(jí)和750℃灼熱絲接觸材料30s內(nèi)不起火或燃燒時(shí)間小于5s,即灼熱絲引燃溫度(GWIT)大于750℃。對(duì)于連接器、接觸開關(guān)、電機(jī)和斷路器殼體等特定部件則還要求GWIT溫度850℃和灼熱絲可燃指數(shù)(GWFI)950℃。
對(duì)于做電子電器的朋友來說,CTI、灼熱絲是很常用的詞。但是對(duì)于外行來說,他們就比較晦澀難懂了。那么高CTI,高灼熱絲具體指的是什么?我們一起來看看。
一、關(guān)于CTI
CTI全稱為Comparative Tracking lndex,中文為相對(duì)漏電起痕指數(shù)。CTI是絕緣材料表面能經(jīng)受住50滴電解液(0.1%氯化銨水溶液)而沒有形成漏電痕跡的最高電壓值,單位為V。
也就是說,CTI是絕緣塑料在通電情況下,其表面滴加50滴導(dǎo)電液體而沒有產(chǎn)生碳化短路的最高電壓值。一般來說,絕緣塑料的CTI值越高,則其耐漏電性越好。
1. 為什么要有CTI測(cè)試?
塑料絕緣材料有一個(gè)特殊的電器破壞現(xiàn)象:當(dāng)材料表面比較潮濕、有雜物且電場(chǎng)足夠大時(shí),表面會(huì)形成碳化導(dǎo)電路,最終形成短路,進(jìn)而極有可能導(dǎo)致火災(zāi)!
其機(jī)理為:當(dāng)材料表面比較潮濕、有雜物且電場(chǎng)足夠大時(shí),其表面的雜物可能會(huì)通電,通電產(chǎn)生的熱量將水分蒸發(fā),然后形成干燥帶(不含水的導(dǎo)電帶);由于水粉的蒸發(fā)能夠帶走大量熱量,干燥帶不含水,聚集了大量的熱量;足夠多的熱量使絕緣塑料表面碳化,形成碳化導(dǎo)電路,最終形成短路!
CTI正是通過模擬該過程,測(cè)出絕緣塑料產(chǎn)生漏電起痕的最小電壓,從而能判斷該材料是否適用于一些特定的環(huán)境。
2. CTI的測(cè)試是怎樣的?
漏電起痕儀內(nèi)部結(jié)構(gòu)的測(cè)試:
給定一個(gè)電壓(一般從300V開始),液滴大小控制在20-23mm³為佳,液滴以30s士5s的間隔滴落在試樣表面;直到形成電痕化而產(chǎn)生破壞或直到滴落50滴電解液為止。增減電壓值(以25V或25V倍數(shù))進(jìn)行重復(fù)試驗(yàn),直到得到兩個(gè)相鄰電壓值(較小的電壓50滴后不漏電,較大的電壓漏電),確定較小的電壓值為該材料的CTI值。
二、關(guān)于灼熱絲
灼熱絲試驗(yàn)是為了測(cè)試電子電器產(chǎn)品在工作的時(shí)候的穩(wěn)定性,而灼熱絲本身其實(shí)是一個(gè)固定規(guī)格的電阻絲環(huán)。
試驗(yàn)時(shí)要用電加熱到規(guī)定的溫度,使灼熱絲的頂端接觸樣品達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求時(shí)間,再觀察和測(cè)量其狀態(tài),測(cè)試范圍取決于特定的試驗(yàn)程序。
灼熱絲試驗(yàn)主要涉及兩個(gè)術(shù)語(yǔ):
1、可燃性指數(shù)GWFI
GWFI——glow-wire flammability index
一個(gè)規(guī)定厚度的試驗(yàn)樣品在連續(xù)三次試驗(yàn)中的最高試驗(yàn)溫度,應(yīng)滿足以下條件之一:
a) 在移開灼熱絲后的30秒內(nèi)試驗(yàn)樣品的火焰或灼熱熄滅,并且放置在試驗(yàn)樣品下面的包裝絹紙沒有起燃;
b) 試驗(yàn)樣品沒有起燃。
GWFI的方式記錄:
例如,對(duì)3mm厚的試驗(yàn)樣品,試驗(yàn)溫度為850℃ ,則記錄為:GWFI:850/3.0
如果不滿足上述兩個(gè)條件或者兩個(gè)條件之一,則需要選一個(gè)較低的試驗(yàn)溫度,用一個(gè)新試驗(yàn)樣品重復(fù)試驗(yàn)。
2、起燃性溫度GWIT
GWIT——glow-wire ignition temperature
比“連續(xù)三次試驗(yàn)均不會(huì)引起規(guī)定厚度的試驗(yàn)樣品起燃的灼熱絲頂部最高溫度高25K(900℃~960℃之間高30K)”的溫度。簡(jiǎn)單來說,就是:只要在試驗(yàn)溫度下不起燃(連續(xù)3個(gè)樣品)則為通過GWIT測(cè)試(出報(bào)告時(shí)溫度要加25℃,900-960℃下測(cè)試要加30℃)
GWIT的記錄方式:
例如,對(duì)3.0mm厚的試驗(yàn)樣品,沒有造成起燃的最高試驗(yàn)溫度為825℃ ,則記錄為:
GWIT:850/3.0(注意:850℃=825℃+25℃)
注意:所謂的起燃,IEC針對(duì)GWIT規(guī)定,是指燃燒時(shí)間超過5秒才為起燃,也就是說,只要火焰不超過5s均為不起燃,這點(diǎn)請(qǐng)?zhí)貏e注意!
灼熱絲實(shí)驗(yàn)更多的是用于無人值守電器的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),IEC60335的灼熱絲即無人看管電器標(biāo)準(zhǔn)。選擇標(biāo)準(zhǔn)是首先要求過850度的GWFI;第二步材料通過775度的GWIT,即可通過;或者第二步是最終制品通過750度的GWT。