Test de résistance à la flamme d'un testeur d'allumage à fil chaud

Abstract
La surchauffe des éléments chauffants, tels que les fils résistifs et les enroulements de moteurs, lors du fonctionnement des équipements électriques, transmet en continu des températures élevées et enflamme les matériaux isolants et combustibles solides environnants. Ces scénarios d'incendie par conduction thermique sans flamme ne peuvent être évalués par la méthode d'essai à la flamme à l'aiguille ; un essai d'inflammation à fil chaud spécifique est nécessaire pour quantifier la résistance à l'inflammation thermique des matériaux. LISUN RSY-LT Prenant pour objet d'étude le testeur d'allumage à fil chaud, cet article met en lumière les différences entre ce test et l'essai de flamme à l'aiguille. Il analyse les principaux avantages techniques de l'équipement, qui utilise des fils chauds en nichrome standard pour un contrôle précis de la température, une tension constante et un chronométrage automatique. Conforme aux normes nationales et internationales, notamment IEC TS 60695-2-20 et GB/T 14048.1, cet article démontre que l'équipement permet de déterminer avec précision la température d'inflammation à fil chaud (HWIT) et l'indice d'inflammabilité à fil chaud (HWFI) des matériaux, palliant ainsi la limitation de l'essai de flamme à l'aiguille qui ne simule que l'impact de la flamme. À travers des scénarios d'application couvrant quatre grands secteurs industriels (électrotechnique, électroménager, énergies nouvelles et matériaux), cet article compare les domaines d'application du testeur d'allumage à fil chaud et de l'essai de flamme à l'aiguille. Il démontre la fiabilité des données obtenues. RSY-LT dans le choix des matériaux, la conception de la sécurité incendie des produits et la certification de conformité internationale, et fournit des références pour la sélection des équipements aux laboratoires d'essais et aux fabricants afin de construire un système complet d'essais d'ignifugation. 

Introduction

Les incendies d'origine électrique se divisent en deux catégories : l'inflammation par flamme et l'inflammation par conduction à haute température sans flamme. Le test à la flamme d'aiguille utilise une flamme d'aiguille de butane normalisée pour simuler les petites flammes générées par les courts-circuits et brûler des échantillons. Ce test permet uniquement d'évaluer la résistance des matériaux à l'impact instantané d'une flamme et ne permet pas de compenser les risques d'incendie liés à une surcharge prolongée et à la conduction thermique continue des enroulements de moteurs et des résistances de puissance. Dans les appareils électriques basse tension, les batteries et les appareils de chauffage, la génération continue de chaleur par les résistances et la lente pénétration de la chaleur dans les pièces isolantes sont des causes fréquentes d'incendie. Le test d'inflammation par fil chaud est la méthode appropriée et nécessite un testeur d'inflammation par fil chaud spécifique pour réaliser des essais normalisés.

La norme actuelle IEC TS 60695-2-20:2024 spécifie les procédures d'essai complètes pour l'inflammation par fil chaud (HWI), en imposant des contraintes obligatoires sur le matériau du fil chaud, la puissance de chauffage, la tension d'enroulement, la durée de l'essai et les dimensions de l'échantillon. Les appareils à fil chaud simples traditionnels nécessitent un enroulement et un contrôle de température manuels. Les fluctuations de tension et de puissance de chauffage entraînent des données d'essai HWIT et HWFI très irrégulières, empêchant ainsi la délivrance de rapports de certification qualifiés. La méthode d'essai à la flamme à l'aiguille est conforme aux normes GB/T 5169.5 et IEC 60695-11-5. Ces deux méthodes d'essai diffèrent fondamentalement par la forme de la source de chaleur, la logique de l'essai et les indicateurs de décision. Les entreprises réalisant des essais de retardement de flamme doivent s'équiper à la fois d'un testeur d'inflammation par fil chaud et d'un testeur à la flamme à l'aiguille afin de couvrir tous les scénarios de risque d'incendie simulés.

LISUN développe le RSY-LT Testeur d'allumage à fil chaud. Il intègre un système de chauffage à fil chaud, un mécanisme d'enroulement à tension constante et un module de surveillance automatique de la combustion. Son fonctionnement entièrement automatisé élimine les erreurs humaines. L'appareil reproduit fidèlement les conditions de fonctionnement du fil chaud spécifiées dans les normes et mesure avec précision deux indicateurs clés : HWIT et HWFI. Complémentaire à la méthode d'essai à la flamme à aiguille, il répond aux exigences d'essai de tous types de matériaux combustibles solides des instituts de recherche, des laboratoires tiers et des fabricants.

RSY-LT Testeur d'allumage à fil chaud

Système de test normalisé et distinction entre scénario et méthode d'essai à la flamme d'aiguille

Normes faisant autorité, nationales et internationales, adaptées à RSY-LT Testeur d'allumage à fil chaud
La structure matérielle et le programme de contrôle de RSY-LT Conforme intégralement aux spécifications complètes d'allumage par fil chaud, couvrant les exigences de sécurité dans de nombreux domaines tels que la conversion de fréquence basse tension, les énergies nouvelles et les matériaux polymères. La liste des normes applicables figure dans le tableau 1.

La comparaison montre que la méthode d'essai à la flamme d'aiguille ne couvre que les risques d'incendie par flamme nue et ne permet pas d'évaluer les dangers cachés d'inflammation dus à une conduction thermique prolongée sans flamme. Une évaluation complète de la sécurité incendie d'un produit doit être complétée par des essais d'inflammation à fil chaud à l'aide d'un testeur d'inflammation à fil chaud.

Paramètres matériels de base standardisés de RSY-LT Testeur d'allumage à fil chaud

Toutes les assemblées de RSY-LT Conforme strictement aux indicateurs obligatoires spécifiés dans la norme IEC TS 60695-20. Tous les paramètres sont contrôlables et calibrables afin d'éviter les écarts de tension, de puissance et de durée dus à une intervention manuelle. Les principales spécifications sont les suivantes :

• Assemblage à fil chaud : fil en alliage Ni80/Cr20 de 0.5 mm de diamètre, longueur totale 250 ± 5 mm, résistance thermique de 5.28 Ω/m, puissance de chauffe stable de 0.26 W/mm ± 4 %. Un programme de pré-recuit automatique intégré est prévu ; le recuit standard dure de 8 à 12 secondes afin d’éliminer toute déformation du fil chaud et de garantir une génération de chaleur uniforme lors de chaque test.

Système d'enroulement et de pressurisation : mécanisme de tension électrique constante assurant une tension d'enroulement stable de 5.4 ± 0.05 N et un espacement des spires de 6.3 ± 0.2 mm pour 5 spires, conforme aux dimensions d'enroulement standard. Ce système élimine les variations de conduction thermique dues à un serrage irrégulier lors d'un enroulement manuel, une caractéristique exclusive non requise pour la méthode d'essai à la flamme à aiguille.

• Chronométrage et surveillance de la combustion : chronométrage entièrement automatique par automate programmable ; la durée du test est paramétrable de 1 à 999.9 s (durée standard par défaut : 120 s). Équipé d’un module de capture optique de la flamme, il enregistre automatiquement l’instant d’allumage et la durée de combustion. Les données sont affichées en temps réel sur l’écran tactile, sans saisie visuelle manuelle, ce qui réduit considérablement les erreurs liées au délai d’observation par rapport à la méthode de test à la flamme à aiguille.

• Échantillon et enceinte : compatible avec trois types d’échantillons standard de 125 × 13 mm d’épaisseurs respectives de 0.75 mm, 1.5 mm et 3 mm. La chambre de combustion fermée possède un volume ≥ 0.5 m³ afin d’isoler les perturbations du flux d’air et de stabiliser l’environnement pour l’observation de la flamme. Elle reprend le principe de conception des enceintes fermées utilisées pour les testeurs de flamme à aiguille, tout en étant équipée d’un système d’enroulement interne exclusif.

Système d'exploitation : écran tactile LCD de grande taille développé en interne et télécommande sans fil pour une double utilisation. Les opérateurs peuvent démarrer et arrêter les tests à distance lors des essais à haute température afin d'éviter les risques de brûlures. Le châssis de la machine est constitué d'une structure en acier revêtu haute température, résistante à la corrosion et à la déformation même après des essais prolongés à haute température.

Avantages intelligents de RSY-LT Testeur d'allumage à fil chaud

La régulation de puissance par fil chaud en boucle fermée garantit la stabilité des données HWIT et HWFI
La méthode d'essai à la flamme à aiguille exige uniquement une forme de flamme stable, tandis que l'essai au fil chaud présente une tolérance extrêmement faible sur la puissance de chauffage. Les fluctuations de puissance modifient directement la température critique d'inflammation. Équipé d'un module de régulation de puissance en boucle fermée, RSY-LT Ce dispositif compense en temps réel les variations de température du fil chaud dues aux fluctuations de tension. Un étalonnage du recuit du fil chaud peut être effectué en un clic avant chaque test, et les courbes de puissance sont automatiquement archivées. Les données de test peuvent être directement utilisées pour les rapports de certification UL et IEC sans avoir à effectuer de nouveaux tests.

Le bobinage électrique à tension constante élimine les erreurs systématiques liées au bobinage manuel.
L'essai à la flamme à l'aiguille ne nécessite pas d'enroulement de l'échantillon, le contrôle de la tension est donc inutile. En revanche, les essais d'allumage par fil chaud exigent un contact étroit entre le fil chaud et les échantillons. Les variations de tension lors de l'enroulement manuel entraînent des zones de conduction thermique irrégulières. Le mécanisme d'enroulement électrique de RSY-LT L'appareil effectue automatiquement 5 spires de bobines standard, la tension étant maintenue à 5.4 N tout au long du processus, uniformisant ainsi la surface de contact thermique de chaque groupe d'échantillons. La fluctuation des données de test en parallèle est nettement inférieure à celle obtenue avec un équipement manuel classique.

La surveillance automatique intégrée, associée à la méthode d'essai à la flamme à aiguille, forme un circuit de test complet en boucle fermée.
Après que les entreprises se soient équipées à la fois d'un testeur d'allumage à fil chaud et d'un testeur de flamme à aiguille pour le contrôle qualité, les deux appareils prennent en charge l'exportation automatique des données pour effectuer simultanément des tests pour deux types de scénarios d'incendie. Premièrement, RSY-LT Cette méthode permet de déterminer le degré d'inflammation thermique à long terme (HWFI) des matériaux, puis le test de flamme à l'aiguille est utilisé pour vérifier leur résistance aux flammes instantanées. Ces données bidirectionnelles permettent de classer les produits selon leur résistance au feu, conformément aux exigences de certification des composites définies par les normes GB, IEC et UL.

Applications industrielles de RSY-LT Testeur d'allumage à fil chaud

Industrie électrique basse tension
Le papier isolant des enroulements de moteurs, les boîtiers de relais en PA66 et les cloisons de disjoncteurs doivent subir des essais au fil chaud (HWI) afin de simuler une surchauffe prolongée des enroulements. L'essai à la flamme à l'aiguille est uniquement utilisé pour les essais de flamme nue provoqués par des arcs électriques sur les boîtiers de contacts. L'utilisation combinée de ces deux méthodes d'essai permet d'évaluer pleinement les risques d'incendie liés aux appareils électriques basse tension et de garantir l'obtention de la certification de sécurité GB/T 14048.1.

Industrie de l'électroménager
Les revêtements en téflon des plaques chauffantes des cuiseurs à riz électriques et les boîtiers en ABS des panneaux de commande des climatiseurs sont en contact permanent avec les composants chauffants. RSY-LT On utilise la mesure de l'HWIT pour déterminer si une décomposition et une inflammation se produiront à haute température. Les panneaux de commande sont ensuite testés par la méthode de l'essai à la flamme à aiguille afin de satisfaire aux exigences complètes de résistance au feu de la norme de sécurité des appareils électroménagers GB 4706.

Industrie des véhicules à énergies nouvelles et du stockage de l'énergie
Les séparateurs en fibre de verre PP des batteries de puissance et les plaques d'isolation époxy des bornes de charge présentent des risques d'emballement thermique des éléments de batterie et de surchauffe des transformateurs. Un testeur d'allumage à fil chaud est indispensable pour évaluer les caractéristiques d'allumage sous conduction thermique continue. La méthode de test à la flamme à l'aiguille est réservée aux tests d'étincelles localisées en surface des faisceaux de câbles. La combinaison de ces deux méthodes garantit la sécurité incendie des équipements de stockage d'énergie et est conforme aux normes IEC 61800 et ISO 6722.

Laboratoires de R&D pour les matériaux polymères
Lors du développement de matériaux modifiés ignifuges tels que le PA66, le PC renforcé de fibres de verre et les composites de caoutchouc, des tests HWFI par lots sont nécessaires pour sélectionner les formulations ignifuges. RSY-LT Ce système permet le stockage automatique des données d'essais de plusieurs groupes par lots. Combiné à la méthode d'essai à la flamme d'aiguille pour comparer les performances d'auto-extinction des matériaux exposés à des flammes nues, il raccourcit considérablement le cycle de vérification pour la R&D de nouveaux matériaux.

Conclusion

La méthode d'essai à la flamme à l'aiguille ne peut simuler que des scénarios d'impact instantané d'une minuscule flamme nue et ne permet pas de couvrir le risque d'incendie latent courant causé par la conduction thermique sans flamme à long terme à l'intérieur des équipements électriques. En tant qu'équipement de test HWI dédié, LISUN RSY-LT Le testeur d'allumage à fil chaud comble parfaitement cette lacune en matière de tests. Ses paramètres matériels satisfont pleinement aux normes, notamment IEC TS 60695-2-20, GB/T 14048.1 et UL 746A. Doté d'un fil chaud en nichrome standard, d'un bobinage à tension constante électrique ainsi que d'un contrôle entièrement automatique de la puissance et du temps, il peut mesurer avec précision la température d'inflammation du fil chaud (HWIT) et l'indice d'inflammabilité du fil chaud (HWFI) des matériaux, avec une répétabilité élevée et une validité de certification des données de test.

Dans un système complet de contrôle de la sécurité incendie des produits, le testeur d'inflammation à fil chaud et la méthode de test à la flamme à aiguille sont complémentaires : le premier évalue les risques d'inflammation dus à une conduction thermique prolongée à haute température, tandis que la seconde évalue les risques d'inflammation liés à la formation instantanée d'arcs électriques. Le déploiement combiné de ces deux équipements permet de répondre aux exigences de contrôle de conformité aux normes de résistance au feu pour toutes les catégories de produits des secteurs de l'électroménager, de l'électronique, des énergies nouvelles et des matériaux. La conception automatisée intégrée de RSY-LT Ce système réduit les erreurs de manipulation et simplifie les procédures d'étalonnage. Il s'adapte à divers contextes de test, notamment le contrôle qualité chez les PME, les laboratoires de certification tiers et les instituts de recherche universitaires sur les matériaux. Il offre une solution de test d'inflammation par fil chaud standardisée et traçable pour la sélection des matériaux, la conception structurelle de sécurité des produits et la certification d'accès aux marchés internationaux.