Випробування розжареним дротом (glow-wire test) IEC 60695-2-11 — ризик займання пластикових корпусів

Майже кожен виріб електроустановчого обладнання — від розподільної коробки до розподільного щита — має пластиковий корпус. Цей корпус повинен не лише виконувати механічні та електричні функції, а й витримувати реальний сценарій відмови: внутрішній тліючий чи перегрітий компонент (ослаблене клемне з'єднання, перевантажений перехідний опір контакту), що тліє локально біля внутрішньої сторони корпуса. Випробування розжареним дротом за IEC 60695-2-11 моделює саме цей сценарій.

Що моделює випробування

Випробування розжареним дротом імітує тліюче внутрішнє джерело несправності — наприклад перегрітий провідниковий елемент чи тліючий опір при поганому з'єднанні — притиснуте до пластикової частини корпуса. Електрично нагрівана дротяна петля ("розжарений дріт") доводиться до нормованої температури випробування і протягом фіксованого часу (зазвичай 30 секунд) притискається до випробовуваної пластикової поверхні. Потім оцінюється, чи відбувається:

• займання матеріалу із самозагасанням протягом установленого часу після видалення розжареного дроту (без палаючих крапель, здатних запалити нижчележачий матеріал), або
• відсутність займання взагалі.

Таким чином, питання не в тому, чи є матеріал негорючим — майже жоден пластик таким не є, — а в тому, чи може локальне тліюче джерело несправності спричинити пожежу, що самопоширюється за межі точки прямого контакту.

GWFI та GWIT: два різні результати випробування

• GWFI (Glow-Wire Flammability Index, індекс займистості при випробуванні розжареним дротом) — найвища температура випробування, за якої матеріал може займатися, але самозагасає в межах допустимого часу без палаючих крапель, що запалюють нижчележачий матеріал. Таким чином, GWFI описує характеристику самозагасання полум'я.
• GWIT (Glow-Wire Ignition Temperature, температура займання при випробуванні розжареним дротом) — найменша температура випробування, за якої матеріал дійсно займається (з полум'ям, що горить довше кількох секунд). GWIT за визначенням дорівнює або перевищує GWFI для того самого матеріалу і, отже, описує сам поріг займання.

Обидва значення виражаються в градусах Цельсія та відповідають конкретним температурам випробування, приписаним стандартом (зокрема 550, 650, 750, 850 та 960 °C), а не довільно обраному значенню. Виробник зазвичай зазначає результат випробування при одній із цих нормованих температур ("витримано при 750 °C GWFI"), а не безперервне, довільне значення.

Яка температура випробування для якого застосування

Потрібна температура випробування залежить від рівня ризику застосування і зазвичай диференціюється в стандартах на вироби (наприклад, для комутаційних та розподільних пристроїв, розподільних коробок, клемних блоків) залежно від розташування деталі:

• Деталі, що безпосередньо несуть чи оточують струмоведучі з'єднання (наприклад, клемний блок, тримач контакту) зазвичай випробовуються при найвищій приписаній температурі, оскільки тліючий сценарій несправності найімовірніший саме тут.
• Деталі, що не несуть струмоведучих частин, але перебувають поблизу них (наприклад, кожух чи кришка) часто випробовуються при нижчій, але все ж значущій температурі.

Це пояснює, чому різні пластикові деталі в межах одного й того самого пристрою можуть бути сертифіковані при різних температурах випробування розжареним дротом, залежно від їхньої функції та розташування.

Практичне значення при виборі матеріалу та оцінюванні

При оцінюванні електроустановчого обладнання — особливо обладнання без маркування CE чи сумнівної якості, або при заміні деталі на неоригінальний аналог — важливо переконатися, що застосовуваний пластик дійсно має сертифікацію за випробуванням розжареним дротом, що відповідає його розташуванню в пристрої. Пластикова деталь без (або з недостатньою) класифікацією за випробуванням розжареним дротом у місці, де вона може безпосередньо контактувати з тліючим джерелом несправності, збільшує ризик того, що локально обмежена несправність з'єднання переросте в пожежу, що самопоширюється всередині корпуса — одна з визнаних причин електричних пожеж, актуальна як тло також в огляді засобів пожежогасіння для електроустановок.

Типові помилки

1. Припущення, що маркування CE автоматично гарантує адекватну класифікацію за випробуванням розжареним дротом — маркування CE підтверджує відповідність застосовним директивам, але конкретну температуру випробування розжареним дротом та її відповідність застосуванню потрібно окремо перевірити за документацією на виріб чи сертифікатом випробувань.
2. Плутанина між GWFI та GWIT — матеріал, що "витримав" випробування при певній температурі за GWFI, все ж може займатися при цій самій температурі; схвалено саме характеристику самозагасання, а не відсутність займання.
3. Заміна деталі на візуально схожий пластиковий аналог без перевірки, чи має цей матеріал ту саму класифікацію за випробуванням розжареним дротом, що й оригінал, особливо для деталей, що несуть струмоведучі з'єднання.
4. Оцінювання температури випробування корпуса в цілому замість оцінювання за кожною деталлю окремо — різні пластикові компоненти в межах одного пристрою можуть бути сертифіковані при різних температурах, залежно від їхньої функції.

Пов'язані матеріали

• Засоби пожежогасіння для електроустановок
• Класифікація пожежної небезпеки кабелів CPR
• Кабель зі збереженням функції — цілісність кола при пожежі
• Безгалогенні кабелі (LSZH)