充电桩部件防火阻燃测试第三方检测项目有哪些
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充电桩作为新能源汽车核心基础设施,其部件的防火阻燃性能直接关系到设备安全与用户生命财产安全。由于充电桩长期暴露在户外或半户外环境,易受高温、电流过载等因素影响,部件一旦起火可能引发连锁事故。因此,第三方检测机构对充电桩部件的防火阻燃性能进行专业评估,成为保障充电桩安全运行的关键环节。本文将详细梳理充电桩部件防火阻燃测试的常见第三方检测项目。
材料燃烧性能等级测试
材料燃烧性能是充电桩部件防火的基础指标,第三方检测通常依据不同地区的标准进行分级评估。国内常见标准为GB 8624《建筑材料及制品燃烧性能分级》,将材料分为A(不燃)、B1(难燃)、B2(可燃)、B3(易燃)四个等级;国际上则常用UL 94《设备和器具部件用塑料材料的燃烧试验》,分为V-0、V-1、V-2、HB等等级。
测试时,将充电桩部件的原材料(如外壳塑料、绝缘材料、线缆护套等)制成标准试样,通过垂直或水平燃烧试验观察燃烧速度、火焰持续时间等参数。例如,UL 94 V-0级要求试样在10秒内熄灭,且无燃烧滴落物引燃下方脱脂棉;GB 8624 B1级则要求材料的总燃烧时间≤90秒,总烟气生成量≤50m²。
该项目主要针对充电桩的非金属部件,如外壳、端子台、线槽等,确保材料本身具有足够的阻燃能力,避免成为火源或助燃物。
不同部件对燃烧性能等级的要求不同,比如充电桩主壳体通常要求达到GB 8624 B1级或UL 94 V-0级,而内部绝缘垫片可能要求V-1级以上。
热释放速率与热通量测试
热释放速率(HRR)是衡量材料燃烧时释放热量快慢的关键指标,直接影响火灾的发展速度。第三方检测常用标准为ISO 5660-1《热释放速率测试方法 第1部分:锥形量热仪法》或ASTM E1354《用锥形量热仪测定材料和产品的热和可见烟释放速率的标准试验方法》。
测试时,将试样置于锥形量热仪中,用规定功率的锥形加热器加热,通过氧气消耗法计算热释放速率。充电桩部件(如充电枪外壳、电缆绝缘层)的热释放速率峰值(PHRR)需满足特定要求,例如某充电桩企业要求关键部件的PHRR≤200kW/m²,以延缓火灾蔓延速度。
该项目针对可能直接接触热源或电流的部件,比如充电枪的握柄材料,若热释放速率过高,一旦起火会快速释放大量热量,导致周边部件受热变形甚至引燃,因此需通过测试确保热释放处于可控范围。
此外,热通量测试会模拟不同火灾场景下的热辐射强度(如50kW/m²对应初期火灾,100kW/m²对应发展期火灾),评估部件在不同热通量下的燃烧行为,为充电桩的防火设计提供数据支持。
烟密度及烟气毒性测试
火灾中,烟气是造成人员伤亡的主要原因之一,因此充电桩部件的烟密度和烟气毒性测试是第三方检测的重要项目。烟密度测试常用标准为GB/T 8627-2007《建筑材料燃烧或分解的烟密度试验方法》或ASTM E662《用烟密度箱测定材料产烟量的标准试验方法》。
测试时,将试样放入烟密度箱,用特定火焰点燃,通过光电管测量烟密度的最大值(DSmax)和平均烟密度(DSm)。国内标准要求充电桩关键部件的DSmax≤75,DSm≤50,以减少火灾时的烟气浓度,为人员逃生和救援争取时间。
烟气毒性测试则依据ISO 19700《燃烧生成物的毒性测试 总则》或GB/T 20285《材料产烟毒性危险分级》,通过分析燃烧产物中的一氧化碳、二氧化碳、氰化氢等有害气体浓度,评估烟气的致命性。例如,一氧化碳浓度超过0.5%(体积分数)时,会在短时间内导致人员昏迷,因此充电桩部件的烟气毒性需达到“ZA1”级(最低毒性等级)。
该项目主要针对充电桩的内部塑料部件(如接线端子罩、散热风扇外壳),这些部件燃烧时易产生大量烟气,若烟密度或毒性超标,会对周边人员和设备造成二次伤害。
火焰蔓延与传播性能测试
火焰蔓延是火灾扩大的重要途径,充电桩部件的火焰蔓延性能测试旨在评估材料被点燃后火焰沿表面传播的速度。常用标准为UL 1581《电线电缆和软线的参考标准》中的垂直燃烧试验或GB/T 17651《电缆或光缆在特定条件下燃烧的烟密度测定》(针对电缆)。
测试时,将试样(如充电桩电缆、线槽)垂直固定,用火焰点燃下端,测量火焰蔓延的最大距离和时间。例如,UL 1581要求电缆在垂直燃烧试验中,火焰蔓延高度不超过1.5米,且熄灭时间≤60秒,防止火焰沿电缆蔓延至充电桩主体或其他设备。
对于充电桩的线缆部件(如充电枪线缆、内部电源线),火焰蔓延性能尤为重要,因为线缆通常贯穿整个设备,一旦起火可能快速传递火焰,导致整个充电桩烧毁。
此外,充电桩的外壳接缝处材料也需进行火焰蔓延测试,确保接缝不会成为火焰传播的通道。
部分检测机构还会采用NFPA 262《电缆和光缆的火焰传播和烟释放测试方法》,模拟实际建筑环境中的电缆束燃烧,更真实地评估充电桩线缆的火焰蔓延风险。
灼热丝与针焰引燃试验
灼热丝试验和针焰试验是模拟充电桩内部电气故障(如过载、短路)导致的局部高温引燃风险。灼热丝试验依据IEC 60695-2-11《着火危险试验 第2-11部分:灼热丝/热丝基本试验方法 灼热丝引燃试验》,针焰试验依据IEC 60695-2-13《着火危险试验 第2-13部分:针焰试验方法》。
灼热丝试验中,将直径为4mm的镍铬丝加热至规定温度(如750℃、850℃),然后按压在试样表面,观察试样是否被引燃或滴落物是否引燃下方的薄纸。充电桩的塑料外壳通常要求在850℃灼热丝作用下不引燃,或引燃后在30秒内熄灭。
针焰试验则用直径为0.5mm的针状火焰(温度约500℃)点燃试样,观察火焰是否蔓延至试样周边或引燃附近的可燃物质。例如,充电桩内部的继电器外壳需通过针焰试验,确保在针状火焰作用下不会起火,避免电气部件故障引发的小火源扩大。
这两项试验主要针对充电桩的电气部件外壳(如断路器罩、接触器外壳),这些部件常因电流过载产生高温,灼热丝和针焰试验能模拟此类场景,验证部件的抗引燃能力。
漏电起痕与耐电痕化测试
充电桩在潮湿或多尘环境中,部件表面易积累污垢,导致绝缘性能下降,产生漏电起痕(即表面放电形成的导电通道),进而引发火灾。第三方检测通过漏电起痕试验评估部件的耐电痕化能力,常用标准为IEC 60112《固体绝缘材料的耐电痕化指数和相比电痕化指数的测定方法》或GB/T 4207《固体绝缘材料耐电痕化指数和相比电痕化指数的测定》。
测试时,将试样置于电解液(如氯化铵溶液)中,施加规定电压(通常为1000V或1500V),观察试样表面是否形成导电痕或被击穿。耐电痕化指数(PTI)是指试样不产生漏电起痕的最高电压,充电桩关键绝缘部件(如母线绝缘板、插座面板)的PTI需≥175V,相比电痕化指数(CTI)≥400V。
该项目针对充电桩的绝缘部件,尤其是户外充电桩的外壳和插座,这些部件长期暴露在雨水、灰尘中,易形成导电层,漏电起痕试验能确保部件在恶劣环境下仍保持良好的绝缘性能,防止因电痕引发的短路或火灾。
部分检测机构还会结合湿度循环试验(如将试样置于40℃、90%RH环境中24小时),模拟实际使用中的潮湿条件,再进行漏电起痕测试,更真实地评估部件的耐电痕化能力。
燃烧滴落物与微粒测试
材料燃烧时的滴落物(如熔融塑料)可能引燃下方的可燃物质,扩大火灾范围,因此燃烧滴落物测试是充电桩部件防火检测的重要项目。常用标准为UL 94《设备和器具部件用塑料材料的燃烧试验》中的滴落要求或GB 8624中的滴落物试验。
测试时,将试样垂直燃烧,观察是否产生滴落物,以及滴落物是否引燃下方100mm处的脱脂棉。例如,UL 94 V-0级要求试样燃烧时无滴落物,或滴落物不引燃脱脂棉;V-1级允许滴落物,但需在60秒内熄灭且不引燃脱脂棉。
充电桩的顶部部件(如显示屏外壳、防雨罩)燃烧时,滴落物易落在下方的充电枪或电缆上,引发二次火灾,因此这些部件需通过燃烧滴落物测试,确保滴落物不会助燃。
此外,燃烧微粒测试会收集试样燃烧时产生的微粒,分析其粒径和可燃性,若微粒粒径≤10μm且具有可燃性,可能会悬浮在空气中形成爆炸性混合物,因此需限制此类微粒的产生量。
热稳定性与耐高温测试
充电桩长期运行时,内部部件(如变压器、整流器)会产生热量,导致周边温度升高,若部件材料的热稳定性不足,可能发生变形、融化甚至起火。第三方检测通过热稳定性测试评估材料在高温下的保持能力,常用标准为GB/T 1633《热塑性塑料维卡软化温度(VST)的测定》或ISO 306《热塑性塑料 维卡软化温度的测定》。
测试时,将试样置于维卡软化温度仪中,用规定负荷的针状压头压入试样,测量试样达到规定变形量时的温度(即维卡软化温度,VST)。充电桩外壳材料的VST需≥120℃,以承受内部部件产生的高温(通常充电桩内部温度约为60℃-80℃),避免变形导致的部件松动或防护失效。
耐高温测试则模拟充电桩在极端环境下的温度(如户外夏季高温45℃,或内部故障导致的局部高温150℃),将试样置于恒温箱中保持一定时间(如168小时),观察试样是否出现开裂、变形或性能下降。例如,充电枪的插头外壳需通过120℃、72小时的耐高温测试,确保在长期高温下仍能保持结构完整性。
该项目针对充电桩的高温部件周边材料(如变压器外壳、散热片附近的塑料件),热稳定性和耐高温性能直接影响部件的使用寿命和安全性能。