电气用热固性树脂工业硬质层压板垂直燃烧试验

技术概述

电气用热固性树脂工业硬质层压板是以环氧树脂、酚醛树脂、不饱和聚酯树脂、三聚氰胺树脂或有机硅树脂等热固性树脂为基体，以纤维素纸、棉布、玻璃布等为增强材料，经浸渍、烘干、热压而成的层状绝缘材料。该类材料具有较高的机械强度、优良的电气绝缘性能和良好的耐热性，广泛用于电机、电器、电子设备中的绝缘结构件。然而，电气设备在运行过程中可能因过载、短路、接触不良等原因产生电弧或高温，一旦绝缘材料被引燃，将引发火灾风险。因此，对层压板进行垂直燃烧试验，评价其阻燃性能，是电气产品安全设计中的重要环节。

垂直燃烧试验是将规定尺寸的试样垂直固定，用标准试验火焰（50W本生灯火焰）对试样施加两次为期10秒的点火，通过测定试样的有焰燃烧时间、无焰燃烧时间、是否有燃烧滴落物引燃下方脱脂棉等指标，将材料的阻燃性能划分为V-0、V-1、V-2三个等级。该试验方法主要依据GB/T 5169.16（等同采用IEC 60695-11-10）及UL 94等标准执行，是目前电工电子产品着火危险试验中最常用、认可度最高的阻燃评价手段之一。对于电气用热固性树脂工业硬质层压板而言，垂直燃烧试验结果直接反映其在模拟点火源作用下的火焰蔓延控制和滴落物危害控制能力，是产品选型、质量验收和型式评价的重要技术依据。

检测样品

垂直燃烧试验对试样的尺寸、状态和数量均有明确规定。送检样品应能代表批量产品的真实质量水平，表面平整、边缘整齐、无裂纹、无分层、无明显缺陷。检测机构受理的层压板样品通常覆盖不同树脂体系和增强材料体系，主要包括以下类型：

• 树脂体系：环氧层压板、酚醛层压板、不饱和聚酯玻璃毡层压板、三聚氰胺层压板、有机硅玻璃布层压板等；
• 增强材料体系：纤维素纸层压板、棉布层压板、玻璃布层压板等；
• 试样尺寸：长度125mm±5mm、宽度13.0mm±0.5mm，厚度为产品的实际厚度，一般要求在规定厚度范围内选取有代表性的规格；
• 试样数量：每一组试验通常需要5根试样，若需进行重复试验或不同厚度比对，可适当增加数量，建议送样时预留备份；
• 试样状态：试验前应按标准规定进行状态调节，通常在温度23℃±2℃、相对湿度50%±5%的环境中放置不少于48小时，或按产品标准规定采用烘干处理后再置于干燥器中冷却至室温。

需要特别说明的是，层压板的阻燃性能与厚度存在一定关联，不同厚度的试样燃烧行为可能存在差异。委托检测时应明确产品的公称厚度，并尽可能按实际使用厚度送样，以保证试验结果的代表性和工程参考价值。

检测项目

围绕电气用热固性树脂工业硬质层压板垂直燃烧试验，检测机构可开展的核心项目及参数包括：

• 第一次施加火焰后的有焰燃烧时间t1：撤除试验火焰后，试样持续有焰燃烧的时间；
• 第二次施加火焰后的有焰燃烧时间t2：包括第二次点火期间的燃烧延续时间与撤火后的持续燃烧时间；
• 无焰燃烧（灼燃）时间及是否在规定时间内熄灭；
• 燃烧滴落物观察：判断燃烧或灼热滴落物是否引燃试样下方规定距离处铺设的脱脂棉；
• 试样损坏情况：是否燃烧至夹具、是否完全燃尽等异常现象记录；
• 阻燃等级判定：综合各项数据，按标准判据评定为V-0、V-1或V-2级；
• 辅助项目：可结合委托方需求，同步开展水平燃烧试验、灼热丝可燃性试验、氧指数测定等，形成完整的阻燃性能评价体系。

上述项目中，有焰燃烧时间、滴落物引燃脱脂棉情况以及总燃烧时间是决定阻燃等级判定的关键指标，试验过程中须逐根记录原始数据，确保结果可追溯。

检测方法

垂直燃烧试验依据GB/T 5169.16（IEC 60695-11-10）规定的方法执行，基本流程如下：

第一步，试样制备与状态调节。按标准规定尺寸裁切试样，去除毛边，检查外观，随后在标准大气条件下进行状态调节，使试样达到统一的初始状态，减少环境因素对燃烧性能的干扰。

第二步，试验装置准备。将本生灯垂直安装，接通热值约37MJ/m³的甲烷或天然气，调节气体流量使产生高度为20mm±1mm的蓝色火焰，并在规定的暗背景下校准火焰。试验应在无强制对流的试验箱或通风柜内进行，点燃试样前需关闭排风，避免气流影响燃烧过程。

第三步，安装试样与铺设脱脂棉。将试样上端固定在夹具上，保持试样纵轴垂直；在试样下方305mm处平铺一层干燥脱脂棉，用于捕捉燃烧滴落物。

第四步，施加火焰。将本生灯火焰对准试样底边中点，保持灯管与试样下端面规定的角度与距离，施焰10秒后迅速移开，同时启动计时，记录第一次施焰后的有焰燃烧时间t1及滴落物情况。

第五步，二次施焰。当试样有焰燃烧停止后，立即进行第二次施焰10秒，记录第二次施焰期间及撤火后的有焰燃烧时间t2、无焰燃烧时间以及滴落物是否引燃脱脂棉。

第六步，数据处理与等级判定。完成5根试样的试验后，汇总各试样的t1、t2、总燃烧时间及滴落物引燃情况，对照标准判据评定阻燃等级：

• V-0级：每根试样t1与t2均不大于10秒，5根试样t1+t2总和不大于50秒，无燃烧滴落物引燃脱脂棉；
• V-1级：每根试样t1与t2均不大于30秒，总和不大于250秒，无燃烧滴落物引燃脱脂棉；
• V-2级：燃烧时间要求与V-1级相同，但允许燃烧滴落物短暂引燃脱脂棉。

若任一试样超出对应等级的判据，则按实际数据降级判定；若出现燃烧至夹具或试样完全燃尽等严重情况，则不能获得V级评定。试验完成后，检测人员对原始记录进行复核，出具规范的结果判定。

检测仪器

为保证试验数据的准确性与可重复性，垂直燃烧试验需配置符合标准要求的专业设备，主要包括：

• 垂直燃烧试验仪：配备试样夹具、燃烧室和观察窗，可满足50W火焰垂直燃烧试验要求；
• 本生灯：灯管内径约9.5mm，可产生并稳定维持20mm±1mm的标称蓝色火焰；
• 燃气供给与流量控制系统：甲烷或天然气气源、减压阀、流量计、压力表，用于精确控制火焰参数；
• 计时装置：秒表或自动计时系统，精度满足标准要求，用于记录有焰燃烧和灼燃时间；
• 脱脂棉：标准规定的干燥脱脂棉，铺设于试样下方规定位置；
• 恒温恒湿状态调节箱：用于试验前的试样状态调节；
• 电热鼓风干燥箱：用于需要烘干处理的试样预处理；
• 测厚仪与游标卡尺：用于试样尺寸与厚度的测量确认；
• 排风系统与安全防护设施：试验结束后及时排除烟尘，保障实验室操作安全。

所有仪器设备均须定期校准并处于受控状态，火焰参数应按周期进行核查，确保不同批次、不同时期试验结果的一致性和可比性。

应用领域

电气用热固性树脂工业硬质层压板垂直燃烧试验的结果在众多行业具有广泛的应用价值：

• 电机与电机制造行业：用于电机槽楔、绝缘垫块、撑条等部件材料的阻燃性能验证；
• 输配电设备行业：配电柜、开关柜、断路器、变压器等设备中绝缘结构件的选材与验收；
• 电子电气行业：电气安装板、接线板、支撑件等部件的阻燃等级评价；
• 轨道交通行业：车辆电气设备绝缘材料的防火安全评估；
• 新能源行业：风电、光伏、储能设备中绝缘构件的材料把关；
• 家用电器行业：家电内部电气绝缘件的阻燃安全性确认；
• 科研与质量控制领域：新材料研发、配方改进、工艺优化过程中的阻燃性能对比评价；
• 供应链管理与贸易：供应商材料资质审核、来料检验以及客户验收的技术支撑。

通过垂直燃烧试验获得明确的阻燃等级，制造企业可以在产品设计阶段合理选择材料，采购方可以将阻燃等级写入技术协议作为验收指标，从而全面提升电气设备的本质安全水平。

常见问题

问题一：电气用热固性树脂工业硬质层压板垂直燃烧试验的检测周期是多久？

一般情况下，电气用热固性树脂工业硬质层压板垂直燃烧试验的检测周期为7-15个工作日。实际周期受多种因素影响，包括委托检测项目的数量、送检样品的数量与规格、试验方法的复杂程度、状态调节所需的时间以及报告编制审核流程等。若委托方有加急需求，可与检测机构沟通协商，在保证数据准确合规的前提下合理安排加急处理，缩短交付时间。建议委托方在送样前提前沟通确认周期安排，便于整体项目计划的推进。

问题二：电气用热固性树脂工业硬质层压板垂直燃烧试验的检测价格是多少？

电气用热固性树脂工业硬质层压板垂直燃烧试验的检测费用受多方面因素影响，主要包括检测项目的数量与组合方式、所执行的试验方法标准、样品的规格与数量、是否需要附加的预处理或重复试验、检测周期的紧迫程度以及是否需要加急服务等。不同委托方的检测需求差异较大，费用构成也各不相同。为获得准确的报价信息，建议委托方在送检前与检测机构取得联系，详细说明检测需求、样品情况与交付时间要求，由专业的技术服务人员评估后提供针对性的报价方案。

问题三：电气用热固性树脂工业硬质层压板垂直燃烧试验测试需要什么资质？

我们旗下拥有CMA和CNAS资质，能力范围覆盖电工电子产品着火危险试验及绝缘材料燃烧性能评价等相关领域。检测机构建立了完善的质量管理体系，配备符合标准要求的专业试验设备，技术团队具备丰富的燃烧试验经验，能够严格按照现行有效标准开展试验操作、数据记录与结果判定。委托方可通过查询资质附表确认相关检测能力范围，在送检前与我们沟通确认具体项目安排，确保检测过程规范、数据可靠、结论可信。

问题四：垂直燃烧试验中V-0、V-1、V-2三个等级有什么区别？

三个等级的核心区别在于熄灭燃烧的能力和对滴落物的控制要求。V-0级要求最严格，单次施焰后的有焰燃烧时间不超过10秒，且5根试样的燃烧时间总和不超过50秒，不允许燃烧滴落物引燃脱脂棉；V-1级放宽了对燃烧时间的要求，允许单次燃烧时间不超过30秒，总和不超过250秒，同样不允许滴落物引燃脱脂棉；V-2级的时间要求与V-1级相同，但允许燃烧滴落物引燃脱脂棉。等级越高（V-0最优），表示材料在点火源移除后自熄能力越强，引发二次火灾的风险越低。

问题五：垂直燃烧试验对样品厚度有什么要求？

垂直燃烧试验的试样长度和宽度固定为125mm×13mm，厚度则采用产品的实际厚度。由于层压板的燃烧行为与厚度密切相关，薄试样相对更易被点燃且燃烧更快，厚试样散热条件不同、燃烧蔓延特性也不同，因此不同厚度的材料可能获得不同的阻燃等级。标准对不同阻燃等级的有效厚度范围有相应界定，委托检测时应按产品实际使用厚度送样，若产品存在多个厚度规格，建议分别取样试验，以全面掌握各厚度档位的阻燃性能。

问题六：垂直燃烧试验与水平燃烧试验、灼热丝试验有什么区别？

三种试验模拟的着火场景和评价角度各不相同。垂直燃烧试验将试样垂直安装，用50W本生灯火焰点燃，考察材料在最严苛姿态下的自熄能力，评定V-0、V-1、V-2等级，是阻燃分级的主要依据；水平燃烧试验将试样水平放置，测定火焰沿试样表面的线性燃烧速率，适用于评定材料的火焰蔓延特性；灼热丝试验则模拟灼热元件或过载电阻等热源引燃的场景，考察材料在规定温度灼热丝接触下的起燃性和可燃性。工程实践中常将多种试验组合使用，从不同维度全面评价电气绝缘材料的防火安全性能。

问题七：试验前样品为什么必须进行状态调节？

状态调节的目的是使试样在试验前达到统一、稳定的环境条件，消除温度和湿度差异对燃烧性能测定的干扰。层压材料具有一定的吸湿性，环境湿度不同会导致试样含水率不同，而水分含量会明显影响点燃难易程度、燃烧时间和滴落物行为。若不经过状态调节直接试验，平行试样之间的数据可能离散度过大，甚至影响等级判定结果。因此标准规定试样试验前须在温度23℃±2℃、相对湿度50%±5%的标准大气中放置规定时间，或按产品标准要求进行烘干处理，以确保试验结果具有可比性和再现性。