上海力汕 ZY-3 针焰试验仪：电气及可燃材料防火与阻燃测试的核心工具

摘要
防火与阻燃测试在保障电气设备及可燃材料安全方面发挥着关键作用，设备内部故障产生的微小火焰可能引发灾难性火灾隐患。上海力汕（LISUN GROUP）ZY-3 针焰试验仪是一款专门用于模拟此类故障微小火焰并评估引燃风险的专业仪器。本文阐述了 ZY-3 针焰试验仪的设计原理、技术参数、测试流程及应用场景，重点强调其对国际标准的符合性。通过分析其结构组成与性能指标，论证了该仪器在照明设备、低压电器、绝缘材料等产品防火与阻燃测试中的重要意义。文中还呈现了实际测试案例与数据，以验证其可靠性与准确性，为材料安全评估领域的研究人员及行业从业者提供参考。

1. 引言

1.1 防火与阻燃测试的背景
电气设备与可燃材料在工业生产及日常生活中应用广泛，但其易燃特性存在固有火灾风险。电气设备内部短路、过热等故障常产生局部微小火焰，这些火焰可能引燃周边材料，进而引发大规模火灾并造成人员伤亡。防火与阻燃测试作为产品安全认证的关键环节，旨在模拟潜在火源并评估材料与设备的抗引燃能力，从源头预防火灾事故发生。在各类火灾测试方法中，针焰试验因能精准复现微小故障火焰，成为电气电子产品安全评估体系的重要组成部分。

1.2 上海力汕 ZY-3 针焰试验仪概述
由上海力汕研发的 ZY-3 针焰试验仪，专为满足各类产品严苛的防火与阻燃测试需求而设计。该仪器主要用于测试照明设备、低压电器、家用电器、电动工具、电子仪器及电子仪表等产品，同时也适用于绝缘材料、工程塑料和固体易燃材料的评估。仪器由针焰燃烧器、工作室和测温装置三大核心部件组成，三者协同工作以模拟故障火焰并精准记录测试数据。ZY-3 针焰试验仪符合 IEC 60695-2-2:2021、IEC 62368-1:2023 等国际标准，已在全球市场应用十余年，以可靠性与精准性树立了良好口碑。

2. 防火与阻燃测试中针焰试验的基本原理
针焰试验是一种基于模拟的防火与阻燃测试方法，用于评估设备内部故障产生的微小火焰所带来的引燃风险。其核心原理是利用特定尺寸的针状燃烧器产生稳定的微小火焰，以固定角度在试样上施加预定时间的火焰作用。通过监测三个关键指标评估火灾风险：试样及下方引燃垫是否引燃、燃烧持续时间（包括燃烧时间和余焰时间）以及火焰长度。

对于上海力汕 ZY-3 针焰试验仪，燃烧器采用 95% 丁烷（或丙烷）作为燃料，喷嘴直径为 0.9mm，该尺寸经过标准化设计以确保火焰大小的一致性。测试过程中，燃烧器与试样表面呈 45° 角，火焰高度严格控制在 12mm±1mm—— 此尺寸设定旨在复现电气故障中典型的微小集中火焰。测温装置采用 Φ0.5mm K 型热电偶，实时追踪火焰温度，且温度需在 23.5 秒 ±1 秒内从 100℃±2℃升至 700℃±3℃，以满足标准要求。这种精准的温度变化曲线确保测试火焰能准确模拟实际故障场景，使防火与阻燃测试结果对安全认证具有实际指导意义。

3. 上海力汕 ZY-3 的技术参数与结构设计

3.1 核心结构组成
上海力汕 ZY-3 的设计针对防火与阻燃测试的效率和准确性进行了优化，主要包含三个集成部件：

• 针焰燃烧器：仪器核心部件，配备直径 0.9mm 的针状喷嘴。可调节至两种角度：测试状态为 45°，火焰高度校准状态为 0°，确保火焰相对于试样的定位精准。
• 工作室：封闭空间，能隔绝外界气流干扰（气流可能导致防火与阻燃测试结果失效）。通常需配合通风系统使用（紧凑型 ZY-3S 型号强制要求），以排除测试过程中产生的有毒烟雾，符合 IEC 62368-1:2023 附录 S 的规定。
• 测温装置：配备高灵敏度 Φ0.5mm K 型热电偶，可提供低误差的实时温度数据，满足火焰模拟所需的关键温升要求。

ZY-3 针焰试验仪

3.2 详细技术参数
上海力汕 ZY-3 的性能参数均符合国际防火与阻燃测试标准，确保测试结果的一致性与可比性。下表汇总了其关键技术参数：

3.3 国际标准符合性
ZY-3 针焰试验仪完全符合主流国际防火与阻燃测试标准，这对产品全球认证至关重要：

• IEC 60695-2-2:2021：规定了针焰试验方法，用于评估电气设备及材料中微小故障火焰带来的火灾隐患。
• IEC 60695-11-5:2016：明确了针焰测试的仪器设备、验证性测试布置及操作指南，包括试样制备和火焰施加规程。
• IEC 62368-1:2023：适用于音视频、信息和通信技术设备，要求对防火外壳和防火屏障材料进行针焰测试（附录 S）。

值得注意的是，ZY-3 可按 IEC 62368-1:2023 附录 S.1 的要求自动执行多次火焰施加操作：若初始 10 秒火焰施加后燃烧持续时间≤30 秒，则需立即在同一点再次施加 1 分钟火焰；若再次燃烧持续时间仍≤30 秒，则需继续施加 2 分钟火焰。这种自动化功能避免了连续测试中的人为误差，确保严格遵循标准规程。

4. 上海力汕 ZY-3 在防火与阻燃测试中的应用场景
上海力汕 ZY-3 的多功能性使其成为多个行业防火与阻燃测试的必备设备。以下是其主要应用领域及具体测试要求与目标：

4.1 电气电子产品
ZY-3 广泛应用于终端产品测试，包括：

• 照明设备：LED 灯泡、荧光灯具、路灯等。测试评估镇流器过热等内部故障是否会引燃灯具塑料外壳或绝缘材料，防止火灾蔓延。
• 低压电器：开关、插座、断路器等。测试聚焦于触点材料和绝缘部件的易燃性，确保其接触故障火焰后不会持续燃烧。
• 家用电器：冰箱、微波炉、洗衣机等。仪器评估控制面板和布线绝缘层的防火性能，这对预防家庭环境火灾至关重要。
• 电动工具及电子仪器：电钻、示波器、万用表等。测试确保机械或电气故障产生的火焰不会引燃工具外壳或内部组件。

此类产品测试通常遵循 IEC 62368-1:2023 标准，每组测试需 3 个试样（每个试样代表外壳 / 屏障最薄有效壁厚部分）。测试目标是确认火焰不会蔓延至测试区域外，且余焰时间不超过标准限值。

4.2 绝缘及可燃材料
ZY-3 在原材料及零部件防火与阻燃测试中同样高效：

• 绝缘材料：电线 PVC 绝缘层、云母片、陶瓷绝缘子等。测试验证这些材料接触微小火焰时不会引燃或持续燃烧，保障电气系统安全。
• 工程塑料：设备外壳用 ABS、聚丙烯（PP）、聚碳酸酯（PC）等。测试对其易燃性进行分级（如水平测试中的 HB 级），为高风险场景的材料选择提供依据。
• 固体易燃材料：玻璃纤维复合材料、酚醛树脂等。测试评估其抗引燃能力，这对工业机械和建筑电气系统中的材料应用至关重要。

材料测试中，ZY-3 遵循 IEC 60695-11-5:2016 标准。例如，在水平 HB 级测试中，试样尺寸为 125mm（长）×13mm（宽）×≤13mm（厚），一端夹紧，施加 30 秒火焰作用。试样自由端下方 10mm 处水平放置金属网，用于检测滴落物和火焰蔓延情况。

4.3 针对特殊需求的紧凑型型号（ZY-3S）
为解决海外市场的成本与空间限制，上海力汕开发了重量不足 50 公斤的 ZY-3S 紧凑型型号。该型号保留了 ZY-3 的所有核心功能，但需用户自行配备外部通风系统以处理有毒烟雾。此型号适用于小型实验室或空间有限的制造商，确保无论设施规模大小，都能开展高质量的防火与阻燃测试。

5. 上海力汕 ZY-3 的实际操作与数据采集

5.1 标准测试流程
ZY-3 的操作遵循标准化流程，以确保防火与阻燃测试的一致性：

测试前准备：
• 将燃烧器调至 0° 角，校准火焰高度至 12mm±1mm。
• 验证温升性能：确认热电偶检测到温度在 23.5 秒 ±1 秒内从 100℃升至 700℃。
• 按目标标准制备试样（如 IEC 62368-1 要求的 3 个外壳最薄部分试样）。
• 启动通风系统以排除有毒烟雾。
参数设置：
• 通过触摸屏或遥控器设置测试参数：燃烧时间（如 10 秒、30 秒）、燃烧次数（单次或多次）、温度阈值等。
• 保存程序以确保批量测试的重复性。
测试执行：
• 将试样放入工作室，将燃烧器调至 45° 角。
• 启动测试，仪器自动点火、按设定时间施加火焰并收回燃烧器。
• 热电偶和计时传感器实时记录温度、燃烧时间和余焰时间。
测试后分析：
• 检查试样或引燃垫是否引燃。
• 审核记录数据（如余焰时间≤30 秒以符合 IEC 62368-1 标准）。
• 生成包含参数与结果的测试报告。

5.2 数据采集与分析
ZY-3 的集成数据系统确保防火与阻燃测试结果的准确可靠。关键数据点包括：

• 燃烧时间：火焰作用于试样的持续时间（可在 0 至 999.9 秒间调节）。
• 余焰时间：测试火焰移除后试样持续燃烧的时间（自动记录，精度 ±0.1 秒）。
• 温度数据：实时追踪火焰温度，包括关键的 100℃至 700℃温升时间。

例如，在按 IEC 62368-1 标准测试微波炉 PC 塑料外壳时，ZY-3 施加 10 秒火焰。若余焰时间为 12.3 秒（≤30 秒），则需再次施加 1 分钟火焰；若第二次余焰时间为 8.7 秒（≤30 秒），则进行最后 2 分钟火焰施加。若未发生引燃垫点火且所有余焰时间均在限值内，则试样合格。这种阶段性测试符合附录 S.1 要求，能对防火性能进行严格评估。

6. 维护与售后服务：保障测试持续可靠
上海力汕 ZY-3 在市场上的长期应用（十余年）得益于其坚固设计与完善的售后服务，这对维持防火与阻燃测试的稳定性至关重要。

6.1 日常维护
• 燃烧器清洁：定期清理 0.9mm 喷嘴残留物，以保持火焰稳定。
• 热电偶校准：每年对 K 型热电偶进行校准，确保温度测量准确。
• 气路检查：检查丁烷供应管路是否泄漏，防止安全隐患及火焰输出不稳定。
• 通风维护：确保工作室通风系统（或 ZY-3S 的外部系统）畅通，以排除烟雾并避免气流干扰。

6.2 售后服务
上海力汕为 ZY-3 提供专用 FAQ 页面（链接：https://www.lisungroup.com/products/electrical-safety-tester/needle-flame-test.html），汇总了常见问题及解决方案（如火焰高度校准失败、热电偶故障等）。工程团队会定期更新页面内容，方便用户自行排查问题。对于复杂故障，上海力汕提供技术咨询以减少停机时间，确保防火与阻燃测试工作的连续性。

7. 结论
防火与阻燃测试是产品安全的必要环节，上海力汕 ZY-3 针焰试验仪堪称该领域的标杆工具。其对国际标准的符合性、广泛的应用范围（从电气设备到可燃材料）以及精准的性能，使其成为制造商、实验室和认证机构的必备设备。该仪器整合了标准化针焰燃烧器、封闭工作室和高灵敏度测温装置的结构设计，确保能准确模拟微小故障火焰，且测试结果可靠。

无论是标准型 ZY-3 还是紧凑型 ZY-3S，用户均能享受到自动化测试、便捷操作及完善的售后服务。随着全球消防安全法规日趋严格，ZY-3 在助力产品通过认证、保障生命财产安全方面发挥着重要作用。未来，上海力汕有望进一步提升仪器的连接性（如基于云的数据管理），以优化防火与阻燃测试流程，巩固其在材料与设备安全评估领域的核心地位。

参考文献
• IEC 60695-2-2:2021，《火灾危险测试 —— 第 2 部分：测试方法 —— 第 2 节：针焰测试》。
• IEC 60695-11-5:2016，《火灾危险测试 —— 第 11-5 部分：测试火焰 —— 针焰测试方法 —— 仪器设备、验证性测试布置及指南》。
• IEC 62368-1:2023，《音视频、信息和通信技术设备 —— 第 1 部分：安全要求》。