熱線式点火試験機の難燃性試験

抽象
電気機器の動作中に抵抗線やモーター巻線などの発熱体が過熱すると、高温が継続的に伝達され、周囲の固体絶縁材料や可燃材料が発火します。このような非炎熱伝導火災シナリオは、針炎試験法では評価できず、材料の熱発火抵抗を定量化するには専用の熱線発火試験が必要です。 LISUN RSY-LT 本論文では、研究対象として熱線着火試験装置を用い、熱線着火試験と針炎試験法のシナリオの違いを明らかにする。精密な温度制御、一定張力負荷、自動時間制御を実現する標準ニクロム熱線を用いた装置のコア技術的利点を分析する。IEC TS 60695-2-20およびGB/T 14048.1を含む国内外の規格に準拠し、本論文では、この装置が材料の熱線着火温度（HWIT）および熱線燃焼性指数（HWFI）を正確に測定できることを詳述し、針炎試験法が炎の衝撃をシミュレートするにとどまるという試験上の制約を補う。電気工学、家電、新エネルギー、材料の4つの主要産業を網羅する応用シナリオと組み合わせ、本論文では、熱線着火試験装置と針炎試験法の適用範囲を比較する。 RSY-LT 材料選定、製品の防火安全設計、国際規格適合認証に関する知識を提供し、試験機関や製造業者が完全な難燃性試験システムを構築するための機器選定に関する参考情報を提供する。 

イントロダクション

電気火災は、炎による着火と炎のない高温伝導による着火の 2 つのカテゴリに分類できます。針炎試験法では、標準的なブタン針炎を使用して、短絡や燃焼試験片によって発生する微小な開放炎をシミュレートします。この方法では、材料が瞬間的な炎の衝撃に耐える能力しか評価できず、モーター巻線や電力抵抗器の長期過負荷や継続的な熱伝導によって引き起こされる火災リスクを再現することはできません。低電圧電気機器、パワーバッテリー、暖房用家庭用機器の内部では、抵抗コイルの継続的な発熱と絶縁部品への緩やかな熱浸透が頻繁に火災の引き金となります。対応する試験方法は熱線着火試験であり、標準化された試験を実施するために専用の熱線着火試験器が必要です。

現行規格IEC TS 60695-2-20:2024は、熱線着火（HWI）の完全な試験手順を規定しており、熱線材料、加熱電力、巻線張力、試験時間、試験片寸法に必須の制約を設定しています。従来の単純な熱線装置は、手動でのワイヤ巻線と手動の温度制御に依存しています。張力と加熱電力の変動により、HWITおよびHWFI試験データは非常にばらつきが大きく、認定レポートを発行できません。針炎試験方法は、GB/T 5169.5およびIEC 60695-11-5に準拠しています。これら2つの試験方法は、熱源の形態、試験ロジック、判定指標において完全に異なります。難燃性試験を実施する企業は、模擬火災リスクシナリオをすべて網羅するために、熱線着火試験装置と針炎試験装置の両方を装備する必要があります。

LISUN 開発する RSY-LT 熱線着火試験機。熱線加熱システム、定張力巻線機構、自動燃焼監視モジュールを統合しています。全工程自動運転により、人為的なミスを排除します。本装置は、規格で規定された熱線動作条件を正確に再現し、HWIT（熱線着火温度）とHWFI（熱線着火温度）という2つの主要指標を安定的に測定できます。ニードルフレーム試験法と組み合わせることで、研究機関、第三者機関、製造業者など、あらゆる種類の固体可燃性物質の試験ニーズに対応する補完的な試験システムを構築します。

RSY-LT 熱線点火試験機

試験標準システムとシナリオの区別（針炎試験法との比較）

国内および国際的な権威ある規格に適合 RSY-LT 熱線点火テスター
ハードウェア構造と制御プログラム RSY-LT 低電圧周波数変換、新エネルギー、高分子材料など、複数の分野における安全要件を網羅する、ホットワイヤー点火に関するすべての仕様に完全に準拠しています。適用規格の一覧は表1に示されています。

比較から分かるように、針炎試験法は開放炎による火災リスクのみを対象としており、長時間の無炎熱伝導による潜在的な発火リスクを評価することはできません。製品の火災安全性を完全に評価するには、熱線発火試験機を用いた熱線発火試験を併用する必要があります。

標準化されたコアハードウェアパラメータ RSY-LT 熱線点火テスター

すべてのアセンブリ RSY-LT IEC TS 60695-20で規定された必須指標を厳密に満たしています。すべてのパラメータは制御および校正が可能で、手動操作による電圧、電力、および持続時間の偏差を回避できます。主な仕様は以下のとおりです。

・熱線アセンブリ：直径0.5mmのNi80/Cr20合金線、全長250±5mm、熱抵抗5.28Ω/m、安定加熱電力0.26W/mm±4%。自動予備焼鈍プログラムが内蔵されており、標準焼鈍時間は8～12秒で、熱線の変形を解消し、各試験で均一な発熱を保証します。

・巻線・加圧システム：電気式定張力機構を採用し、巻線張力は5.4±0.05N、コイル間隔は5ターンで6.3±0.2mmと安定しており、標準巻線寸法に完全準拠しています。手巻き時の巻線の締め具合のばらつきによる熱伝導のずれを排除し、針炎試験法では不要な独自のコア構造となっています。

・タイミングと燃焼監視：PLCによる完全自動タイミング制御。試験時間は1～999.9秒の範囲で自由に設定可能（デフォルト標準時間は120秒）。光学式火炎捕捉モジュールを搭載し、着火瞬間と連続燃焼時間を自動的に記録。データはタッチスクリーンにリアルタイムで保存されるため、手動での目視記録は不要。針炎試験方式で採用されている手動操作に比べて、観測遅延による誤差を大幅に削減。

・試験片および試験容器：厚さ0.75mm、1.5mm、3mmの3種類の標準試験片（125×13mm）に対応。密閉型燃焼室は容積0.5m³以上で、気流干渉を遮断し、炎の観察に適した環境を安定させる。密閉型試験容器の設計思想はニードル式炎試験器と同様だが、独自の内部巻線機構を備えている。

・オペレーティングシステム：自社開発の大型LCDタッチスクリーンとワイヤレスリモコンによるデュアル操作。高温試験中、オペレーターは遠隔操作で試験の開始・停止が可能で、やけどのリスクを回避できます。本体は耐熱コーティング鋼構造を採用しており、長期間の高温試験後も腐食や変形がありません。

インテリジェントな利点 RSY-LT 熱線点火テスター

閉ループ式ホットワイヤー電力制御により、安定したHWITおよびHWFIデータが保証されます。
ニードルフレームテスト法は安定した炎の形状のみを必要とするが、ホットワイヤーテストは加熱電力に対する許容度が非常に低い。電力変動は臨界点火温度を直接変化させる。閉ループ電力制御モジュールを搭載し、 RSY-LT 電圧変動による熱線温度の変化をリアルタイムで補正します。ワンクリックで各試験前に熱線アニーリング校正を実行でき、電力曲線は自動的にアーカイブされます。試験データは、再試験を繰り返すことなく、ULおよびIEC認証レポートに直接使用できます。

電気式定張力巻線は、手動巻線による系統誤差を排除します。
ニードルフレームテストでは試験片の巻き付けは不要であるため、張力制御は不要です。しかし、熱線点火テストでは、熱線と試験片の密着が必要です。手動巻き付け中の張力のずれは、熱伝導領域の不均一性につながります。電気巻き付け機構は、 RSY-LT 標準コイルを5回転自動的に巻き上げ、全工程を通して張力を5.4Nに固定することで、各試験片群の熱接触面積を均一化します。並列試験データの変動は、単純な手動装置に比べてはるかに小さくなります。

統合された自動監視システムは、ニードルフレームテスト方法と連携して、完全なテスト閉ループを形成します。
企業が品質検査のためにホットワイヤー点火試験器とニードルフレーム試験器の両方を装備した後、両方のデバイスは自動データエクスポートをサポートし、2種類の火災シナリオのテストを同時に実行します。まず、 RSY-LT 材料の長期熱着火等級（HWFI）を決定するために使用され、その後、ニードルフレーム試験法が採用され、材料の瞬間的な開放炎に対する耐性が検証されます。双方向データは製品の難燃性等級付けをサポートし、GB、IEC、UL規格で規定されている複合認証要件を完全に満たします。

産業上の応用 RSY-LT 熱線点火テスター

低電圧電気産業
モーター巻線の絶縁紙、リレーのPA66ハウジング、および回路ブレーカーの仕切り板は、巻線の長期過熱をシミュレートするために、HWIホットワイヤー試験を受ける必要があります。ニードルフレーム試験方法は、接点ハウジング上の電気アークによる開放炎試験にのみ適用されます。これら2つの試験方法を併用することで、低電圧電気機器の二重火災リスクを十分に評価し、製品がGB/T 14048.1安全認証を確実に取得できるようになります。

家電業界
電気炊飯器の加熱ライナーに施されたテフロンコーティングや、エアコンの操作パネルのABS樹脂製ハウジングは、加熱部品と長期間接触している。 RSY-LT HWITを測定することで、高温下で分解や発火が発生するかどうかを判定します。スイッチパネルは、GB 4706家庭用電化製品安全規格の難燃性に関するすべての要件を満たすため、さらにニードルフレーム試験法による試験を受けます。

新エネルギー車およびエネルギー貯蔵産業
パワーバッテリー用のPPガラス繊維セパレーターや充電ステーションのエポキシ絶縁板は、バッテリーセルの熱暴走や変圧器の過熱といったリスクを抱えています。連続的な熱伝導下での着火特性を評価するには、ホットワイヤー着火試験器を採用する必要があります。ニードルフレーム試験法は、配線ハーネス表面の局所的な火花試験にのみ使用されます。これら2つの方法を組み合わせることで、エネルギー貯蔵機器の防火安全性が確保され、IEC 61800およびISO 6722規格に準拠します。

高分子材料の研究開発ラボ
PA66、ガラス繊維強化PC、ゴム複合材料などの難燃性改質材料の開発においては、難燃剤配合物をスクリーニングするためにバッチ式HWFI試験が必要となる。 RSY-LT 複数のグループの試験データを一括して自動的に保存できます。針炎試験法と組み合わせることで、直火にさらされた材料の自己消火性能を比較でき、新素材の研究開発における検証サイクルを大幅に短縮できます。

結論

針炎試験法は瞬間的な微小な開放炎の衝撃シナリオしかシミュレートできず、電気機器内部での長期にわたる無炎熱伝導によって引き起こされる一般的な隠れた火災の危険性を網羅することはできません。専用のHWI試験装置として、 LISUN RSY-LT ホットワイヤー点火テスターは、このテストのギャップを完璧に埋めます。そのハードウェアパラメータは、IEC TS 60695-2-20、GB/T 14048.1、および UL 746A標準ニクロム熱線、電気定張力巻線、および全自動電源・時間制御を備え、材料の熱線発火温度（HWIT）および熱線燃焼性指数（HWFI）を正確に測定でき、試験データの再現性と認証有効性が高い。

製品の防火安全性試験システム全体において、ホットワイヤー着火試験装置とニードルフレーム試験法は相互に補完的な関係にあります。前者は長時間の高温熱伝導による着火リスクを評価し、後者は瞬間的な電気アークによる開放炎の着火リスクを評価します。これら2つの装置を併用することで、家電、電気、新エネルギー、材料産業におけるあらゆるカテゴリーの製品の難燃性適合性試験要件に対応できます。統合された自動設計により、 RSY-LT 手作業による操作ミスを減らし、校正手順を簡素化します。中小規模の製造業者における品質検査、第三者認証機関、大学の材料研究機関など、さまざまな試験シナリオに対応し、材料選定、製品の安全構造設計、グローバル市場参入認証のための標準化されたトレーサブルな熱線点火試験ソリューションを提供します。