Prüfung der Flammschutzleistung eines Nadelflammenprüfgeräts basierend auf der Nadelflammenprüfmethode

Abstract
Winzige, nadelförmige Flammen, die durch Kurzschlüsse und Überhitzung von Bauteilen in elektrischen Geräten entstehen, sind eine Hauptursache für Brände. Als international anerkannte Prüfmethode zur Simulation solcher Fehlerflammen ermöglicht die Nadelflammenprüfung eine präzise Bestimmung der Flammwidrigkeit verschiedener Isolierkunststoffe und kompletter Maschinenkomponenten bei Entzündung durch kleine Flammen. Sie ist ein obligatorischer Prüfpunkt für Sicherheitszertifizierungen wie CCC, CE und UL. LISUN ZY-3 nNadelflammenprüfer Als Forschungsgegenstand konzentriert sich diese Arbeit auf die zentralen technischen Anforderungen des Nadelflammenprüfverfahrens. Sie analysiert die Fähigkeit der Geräte, Schlüsselparameter wie Flammenhöhe, Temperaturanstiegskurve, Flammenauftreffwinkel und Zeitgenauigkeit präzise zu reproduzieren. Die Unterschiede in der Hardwarekonfiguration zwischen den schrankausgestatteten Geräten werden ebenfalls untersucht. ZY-3 und offene Typen ZY-3S werden verglichen. Diese Arbeit ordnet die vom Gerät unterstützten nationalen und internationalen Normensysteme, darunter GB/T 5169.5-2020 und IEC 60695-11-5:2016. Sie erläutert, wie intelligente Module wie automatische Zeitmessung, vollständige Prozessdatenerfassung und Multimodus-Flammenapplikation Testfehler beim Nadelflammentest minimieren. Anhand von Anwendungsszenarien aus den Bereichen Elektro- und Elektronikprodukte, Haushaltsgeräte, Beleuchtung und Automobilelektronik demonstriert diese Arbeit die Datenstabilität und Vielseitigkeit des Geräts. ZY-3 Der Nadelflammenprüfer wird in Prüfungen eingesetzt, die das Nadelflammenprüfverfahren anwenden. Er dient als technische Referenz für die Qualitätsprüfungsabteilungen von Herstellern, unabhängige Prüflaboratorien und Materialforschungseinrichtungen zur Auswahl standardisierter Nadelflammenprüfgeräte. 

Einführung

Bei der Langzeitnutzung von Haushaltsgeräten, IT-Geräten, Beleuchtungsprodukten und Bordelektronik können Überlastung, Bauteildefekte und lose Verkabelungen leicht zu lokalen, kleinen offenen Flammen führen. Diese Flammen zeichnen sich durch konzentrierte Energie aus und verbrennen isolierende Teile kontinuierlich, wodurch leicht Brände im gesamten Gerät entstehen können. Herkömmliche Verbrennungstests können nur großflächige offene Flammen simulieren und bilden die kleinen Fehlerflammen im Inneren von Geräten nicht nach. Die Nadelflammenprüfung wurde speziell für dieses Risikoszenario entwickelt. Ein standardisierter Nadelbrenner erzeugt stabile, kleine Flammen, um die Prüfkörper gezielt zu verbrennen. Wichtige Indikatoren wie Zündung, anhaltende Verbrennung und Zündung durch Schmelztropfen werden erfasst, um die Brandsicherheit der Materialien zu quantifizieren. Sie dient als grundlegendes Prüfverfahren für die weltweite Marktzulassung von Elektroprodukten.

Die aktuellen Normen GB/T 5169.5-2020 und IEC 60695-11-5:2016 für das Nadelflammenprüfverfahren stellen strenge Anforderungen an die Prüfgeräte: Die Flammenhöhe muss konstant bei 12 mm ± 1 mm gehalten werden; der Kupferblock muss innerhalb von 23.5 s ± 1 s von 100 °C ± 2 °C auf 700 °C ± 3 °C erhitzt werden; der Brenner muss zur Kalibrierung vertikal und während der Prüfung um 45° geneigt sein; die Zeitgenauigkeit für die Flammenzufuhr und die Dauer der Verbrennung muss innerhalb von ± 0.1 s liegen. Herkömmliche manuelle Nadelflammenprüfgeräte basieren auf der manuellen Einstellung des Gasventils und der Zeitmessung mit einer Stoppuhr. Flammengröße, Temperaturverlauf und Flammenzufuhrdauer schwanken stark. Die Daten, die durch wiederholte Nadelflammenprüfungen am selben Prüfkörper gewonnen werden, weisen eine hohe Streuung auf, und die erstellten Prüfberichte werden von Zertifizierungsstellen möglicherweise nicht akzeptiert.

LISUN entwickelt die ZY-3 Die Nadelflammenprüfmaschine dieser Serie erfüllt mit ihrer Hardware und Steuerungslogik alle Spezifikationen des Nadelflammenprüfverfahrens. Dank integriertem Hochtemperaturgehäuse, geschlossener Temperaturregelung und automatischer SPS-Zeitsteuerung kann ein Gerät den gesamten Prüfprozess von Rohmaterialplatten, kompletten Maschinengehäusen und isolierten Verdrahtungsteilen gemäß dem Nadelflammenprüfverfahren durchführen. Es unterstützt einstufige und mehrstufige Flammenanwendung und eignet sich für Routineprüfungen sowie Dauerbrennprüfungen nach IEC 62368-1. Die Maschine behebt die typischen Probleme herkömmlicher Geräte wie unzureichende Präzision, umständliche Bedienung und nicht nachvollziehbare Daten.

Nadelflammtest ZY-3

Übereinstimmungsanalyse zwischen Kernstandards des Nadelflammenprüfverfahrens und Parametern von ZY-3 Equipment

Nationale und internationale maßgebliche Normen entsprechend dem Nadelflammenprüfverfahren
Für das Nadelflammenprüfverfahren wurde ein einheitliches nationales und internationales Normensystem etabliert. Die Hardwarestruktur und der Softwarealgorithmus des ZY-3 Der Nadelflammenprüfer entspricht vollständig den Normen. Die Liste der anwendbaren Spezifikationen ist in Tabelle 1 aufgeführt.

Vergleich der Kernparameter zwischen zwei ZY-3 Modelle im Vergleich zu obligatorischen Indikatoren der Nadelflammenprüfung
Das ZY-3 Die Serie umfasst zwei Modelle: ZY-3 mit geschlossenem Schrank und offenem Typ ZY-3SDie Kernverbrennungs-, Temperaturmess- und Zeitparameter beider Modelle sind identisch und erfüllen die Grenzwerte des Nadelflammenprüfverfahrens vollständig. Der Vergleich der wichtigsten Parameter ist in Tabelle 2 dargestellt.

Das Nadelflammenprüfverfahren erfordert eindeutig, dass die Prüfumgebung frei von konvektiven Luftströmungen ist. Der geschlossene, hochtemperaturbeschichtete Schrank von ZY-3 Die Lüftungs- und Klimaanlagenströme in Werkstätten können isoliert werden, und die dunkle Innenwand des Schranks verhindert, dass Lichtreflexionen die Flammenbeobachtung beeinträchtigen. Das geringe Gewicht ZY-3S Es eignet sich für Stichprobenprüfungen und Schnelltests in kleinen Laboren. Beide Modelle unterstützen die automatische einstufige und kontinuierliche mehrstufige Flammenapplikation und können das in Anhang S der IEC 62368-1 spezifizierte Nadelflammen-Dauerprüfverfahren durchführen.

Verbesserung der Prüfgenauigkeit des Nadelflammenprüfverfahrens durch intelligentes Design ZY-3

Die Hauptfehler bei der Nadelflammenprüfung beruhen auf instabilen Flammen, manuellen Zeitabweichungen, Abweichungen des Flammenaufbringungswinkels und Störungen durch die Umgebungsluftströmung. ZY-3 Vermeidet Abweichungen grundsätzlich durch intelligentes Hardware- und Softwaredesign und verbessert die Wiederholbarkeit von Tests.

Ein integrierter, temperaturgeregelter Gaskreislauf stabilisiert die Flammen und erfüllt so die Kalibrierungsanforderungen des Nadelflammenprüfverfahrens.
Das Gerät ist mit einem geschlossenen Gasflussregler ausgestattet. In Kombination mit dem optionalen elektronischen Durchflussmesser stabilisiert es die Butangaszufuhr in Echtzeit, sodass Flammenhöhe und Temperaturanstiegskurve langfristig stabil bleiben. Vor jedem Nadelflammentest kann das Gerät per Knopfdruck die Flammenkalibrierung starten, den gesamten Heizvorgang des Kupferblocks automatisch aufzeichnen und die Kalibrierdaten archivieren. Es erfüllt somit vollständig die normgerechten Anforderungen an die Flammenprüfung. Das Bedienpersonal muss die Ventile nicht wiederholt einstellen, wodurch der Kalibrieraufwand deutlich reduziert wird.

Automatische Zeitmessung und Datenspeicherung eliminieren Fehler bei der manuellen Beobachtung.
Die herkömmliche Nadelflammenprüfung beruht darauf, dass Bediener die Zünd- und Löschzeit mit bloßem Auge erfassen. Die manuelle Beobachtung führt zu einem Verzögerungsfehler von 0.3 s bis 2 s, was die Beurteilung der Flammschutzklasse direkt verfälscht. ZY-3 Das System ist mit einer hochpräzisen SPS-Zeitschaltuhr ausgestattet. Die Zeitmessung startet synchron mit dem Kontakt des Brenners mit der Probe. Sobald der Flammensensor eine offene Flamme erkennt, markiert das System automatisch die Zündzeit Ti; nach vollständigem Erlöschen der Flamme wird die Nachbrennzeit Tb automatisch gespeichert. Alle Daten, einschließlich Temperatur, Dauer und Flammenanwendungszeit, werden in Echtzeit auf dem Touchscreen angezeigt und können exportiert werden. Sämtliche Daten des Nadelflammenprüfverfahrens sind während des gesamten Prozesses nachvollziehbar und erfüllen die Anforderungen für die Erstellung von Prüfberichten durch Drittlaboratorien.

Doppelte Bedienung über Touchscreen und Fernbedienung vereinfacht das Verfahren der Nadelflammenprüfung
Das Gerät ist mit einem eigens entwickelten, großen LCD-Touchscreen ausgestattet. Alle Parameter für die Nadelflammprüfung (Flammeneinwirkungsdauer, Anzahl der kontinuierlichen Flammeneinwirkungen, Temperaturalarmschwelle) lassen sich visuell mit einem Klick einstellen. Dank der drahtlosen Fernbedienung können die Bediener die Prüfung außerhalb des Gehäuses starten und stoppen und so Verbrennungen durch die hohen Flammentemperaturen vermeiden. Die modulare Bauweise ermöglicht den schnellen Austausch der Probenhalterungen und ist somit für Proben unterschiedlicher Spezifikationen wie Leiterplatten, Schalttafeln, Kabelbäume und Lampengehäuse geeignet. Ein einziges Gerät deckt den Bedarf an Nadelflammprüfungen für alle Produktkategorien ab.

Industrielle Anwendungsszenarien von ZY-3 Nadelflammenprüfgerät für das Nadelflammenprüfverfahren

Qualitätsprüfung von elektrischen Geräten sowie Schaltern und Steckdosen
Relais, Leistungsschalter, Kunststoffabdeckungen von Steckdosen und Kabelisolierungen müssen alle dem Nadelflammentest unterzogen werden, um die durch Lichtbögen bei Kurzschlüssen entstehenden winzigen Flammen zu simulieren. (Schaltschranktyp) ZY-3 kann die Eingangsprüfung von Chargenproben durchführen und Materialien mit übermäßiger Brenndauer schnell aussortieren, wodurch Produkte die Sicherheitszertifizierungen nach GB/T 2099.1 und VDE problemlos bestehen.

Sicherheitsprüfung von IT- und Audio-/Videogeräten
Netzteile für Computer, Ladegeräte und Routergehäuse müssen dem Nadelflammentest gemäß IEC 62368-1 unterzogen werden. Einige Hochspannungskomponenten erfordern mehrere Dauerflammentests. Die automatische Dauerflammenprüfung von ZY-3 Dadurch entfällt die wiederholte manuelle Bedienung und die Effizienz der Langzeit-Alterungs-Nadelflammenprüfung wird um mehr als 70 % gesteigert.

Prüfung von Beleuchtungen und Spezialleuchten
Kunststoffteile in LED-Treibern, Halogenlampenfassungen und Außenstrahlern arbeiten unter dauerhaft hohen Temperaturen und sind durch Überhitzung der Bauteile einem Brandrisiko ausgesetzt. Zur Bewertung der Flammbeständigkeit der Materialien wird die Nadelflammprüfung eingesetzt. Die Prüfergebnisse entsprechen den geltenden Normen. GB 7000.1 Sicherheitsstandards für Leuchten und Unterstützung der CE-Zertifizierung für exportierte Beleuchtungsprodukte.

Prüfung von Automobilelektronik und Komponenten für neue Energien
Fahrzeugzentrale Steuergeräte, Kabelbäume und Isolierteile von Ladesäulen arbeiten unter komplexen Bedingungen. Hohe Temperaturen im Sommer und im Motorraum erhöhen die Brandgefahr. Die Nadelflammenprüfung erfolgt gemäß ISO 6722. Die präzise temperaturkontrollierte Flamme von ZY-3 kann fahrzeugmontierte Fehlerwärmequellen wiederherstellen und zuverlässige Daten für die Brandschutzplanung von Elektrofahrzeugen liefern.

Forschungs- und Entwicklungslabore für Polymermaterialien
Bei der Forschung und Entwicklung von flammhemmend modifizierten Kunststoffen wie ABS, PC und PA sind zahlreiche parallele Nadelflammentests erforderlich, um die Unterschiede zwischen den Flammschutzmittelformulierungen zu vergleichen. Die automatische Datenexportfunktion von ZY-3 kann Daten zur anhaltenden Verbrennung und zum Abtropfen mehrerer Probengruppen in Chargen zusammenfassen und den F&E-Zyklus neuer Materialien verkürzen.

Fazit

Die Nadelflammenprüfung dient als standardisiertes Kernprüfverfahren zur Bestimmung der Entzündungsbeständigkeit elektrischer Geräte und Isoliermaterialien gegenüber kleinsten Flammen. Die Präzision und der Automatisierungsgrad der Prüfgeräte bestimmen unmittelbar die Gültigkeit der Prüfdaten und die Anerkennung von Zertifizierungsberichten. LISUN ZY-3 Serie Nadel-Flammenprüfer Erfüllt vollständig alle Spezifikationen des Nadelflammenprüfverfahrens, einschließlich GB/T 5169.5-2020 und IEC 60695-11-5:2016. Kernindikatoren wie Flammenhöhe, Temperaturanstiegskurve, Zeitgenauigkeit und Brennerwinkel übertreffen die Standardgrenzwerte.

Der geschlossene Schrank ZY-3 Das Gerät verfügt über einen luftstromisolierten Schrank und eine vollautomatische Steuerung und eignet sich für die standardisierte Nadelflammenprüfung in unabhängigen Zertifizierungslaboren sowie in großen und mittelständischen Unternehmen. Es ist leicht. ZY-3S Das System eignet sich für kleine Fabriken und Stichprobeninspektionen. Intelligente Funktionen wie die automatische Flammenkalibrierung, die vollständige Prozessdatenerfassung und die mehrstufige kontinuierliche Flammenapplikation eliminieren systematische Fehler, die durch manuelle Bedienung entstehen, und gewährleisten die Wiederholbarkeit und Authentizität der mit der Nadelflammenprüfung gewonnenen Daten.

Vor dem Hintergrund zunehmend strengerer Brandschutzbestimmungen für elektrische Produkte weltweit, ZY-3 Der Nadelflammenprüfer ermöglicht die Durchführung der Nadelflammenprüfung für Rohstoffe und Fertigprodukte in einem Arbeitsgang. Er erfüllt sowohl die Anforderungen an die routinemäßige Beurteilung der Flammwidrigkeit als auch an die Langzeit-Verbrennungsprüfung und bietet eine umfassende, standardisierte Prüflösung für die Produktentwicklung, die Warenausgangskontrolle und die Zertifizierung für den internationalen Marktzugang.