Испытание накалённой нитью (glow-wire test) IEC 60695-2-11 — риск воспламенения пластиковых корпусов

Почти каждое изделие электроустановочного оборудования — от распределительной коробки до распределительного щита — имеет пластиковый корпус. Этот корпус должен не только выполнять механические и электрические функции, но и выдерживать реальный сценарий отказа: внутренний тлеющий или перегретый компонент (ослабленное клеммное соединение, перегруженное переходное сопротивление контакта), тлеющий локально у внутренней стороны корпуса. Испытание накалённой нитью по IEC 60695-2-11 моделирует именно этот сценарий.

Что моделирует испытание

Испытание накалённой нитью имитирует тлеющий внутренний источник неисправности — например перегретый проводниковый элемент или тлеющее сопротивление при плохом соединении — прижатый к пластиковой части корпуса. Электрически нагреваемая проволочная петля ("накалённая нить") доводится до нормированной температуры испытания и в течение фиксированного времени (обычно 30 секунд) прижимается к испытуемой пластиковой поверхности. Затем оценивается, происходит ли:

• воспламенение материала с самозатуханием в течение установленного времени после удаления накалённой нити (без горящих капель, способных воспламенить нижележащий материал), либо
• отсутствие воспламенения вообще.

Таким образом, вопрос не в том, является ли материал негорючим — почти ни один пластик таковым не является, — а в том, может ли локальный тлеющий источник неисправности вызвать самораспространяющийся пожар, выходящий за пределы точки прямого контакта.

GWFI и GWIT: два разных результата испытания

• GWFI (Glow-Wire Flammability Index, индекс воспламеняемости при испытании накалённой нитью) — наивысшая температура испытания, при которой материал может воспламениться, но самозатухает в пределах допустимого времени без горящих капель, воспламеняющих нижележащий материал. Таким образом, GWFI описывает характеристику самозатухания пламени.
• GWIT (Glow-Wire Ignition Temperature, температура воспламенения при испытании накалённой нитью) — наименьшая температура испытания, при которой материал действительно воспламеняется (с пламенем, горящим дольше нескольких секунд). GWIT по определению равна или выше GWFI для того же материала и, следовательно, описывает сам порог воспламенения.

Оба значения выражаются в градусах Цельсия и соответствуют конкретным температурам испытания, предписанным стандартом (в том числе 550, 650, 750, 850 и 960 °C), а не произвольно выбранному значению. Производитель обычно указывает результат испытания при одной из этих нормированных температур ("выдержано при 750 °C GWFI"), а не непрерывное, произвольное значение.

Какая температура испытания для какого применения

Требуемая температура испытания зависит от уровня риска применения и обычно дифференцируется в стандартах на изделия (например, для коммутационных и распределительных устройств, распределительных коробок, клеммных блоков) в зависимости от расположения детали:

• Детали, непосредственно несущие или окружающие токоведущие соединения (например, клеммный блок, держатель контакта) обычно испытываются при наивысшей предписанной температуре, поскольку тлеющий сценарий неисправности наиболее вероятен именно здесь.
• Детали, не несущие токоведущих частей, но находящиеся вблизи них (например, кожух или крышка) часто испытываются при более низкой, но всё же значимой температуре.

Это объясняет, почему различные пластиковые детали в пределах одного и того же устройства могут быть сертифицированы при разных температурах испытания накалённой нитью, в зависимости от их функции и расположения.

Практическое значение при выборе материала и оценке

При оценке электроустановочного оборудования — особенно оборудования без маркировки CE или сомнительного качества, либо при замене детали на неоригинальный аналог — важно убедиться, что применяемый пластик действительно имеет сертификацию по испытанию накалённой нитью, соответствующую его расположению в устройстве. Пластиковая деталь без (или с недостаточной) классификацией по испытанию накалённой нитью в месте, где она может напрямую контактировать с тлеющим источником неисправности, увеличивает риск того, что локально ограниченная неисправность соединения перерастёт в самораспространяющийся пожар внутри корпуса — одна из признанных причин электрических пожаров, актуальная в качестве фона также в обзоре средств пожаротушения для электроустановок.

Типичные ошибки

1. Предположение, что маркировка CE автоматически гарантирует адекватную классификацию по испытанию накалённой нитью — маркировка CE подтверждает соответствие применимым директивам, но конкретную температуру испытания накалённой нитью и её соответствие применению необходимо отдельно проверить по документации на изделие или сертификату испытаний.
2. Путаница между GWFI и GWIT — материал, "выдержавший" испытание при определённой температуре по GWFI, всё же может воспламениться при этой же температуре; одобрена именно характеристика самозатухания, а не отсутствие воспламенения.
3. Замена детали на визуально похожий пластиковый аналог без проверки, имеет ли этот материал ту же классификацию по испытанию накалённой нитью, что и оригинал, особенно для деталей, несущих токоведущие соединения.
4. Оценка температуры испытания корпуса в целом вместо оценки по каждой детали отдельно — различные пластиковые компоненты в пределах одного устройства могут быть сертифицированы при разных температурах, в зависимости от их функции.

Связанные материалы

• Средства пожаротушения для электроустановок
• Классификация пожарной опасности кабелей CPR
• Кабель с сохранением функции — целостность цепи при пожаре
• Безгалогенные кабели (LSZH)