विद्युत एवं इलेक्ट्रॉनिक उत्पादों की अग्नि सुरक्षा मूल्यांकन में नीडल फ्लेम टेस्ट उपकरण के अनुप्रयोग पर अनुसंधान

सार:

विद्युत और इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के संचालन के दौरान, सर्किट शॉर्ट-सर्किट और घटकों के अत्यधिक गर्म होने जैसी खराबी से छोटी-छोटी लपटें आसानी से उत्पन्न हो सकती हैं, जो आसपास के इन्सुलेटिंग प्लास्टिक और आवरण सामग्री को प्रज्वलित कर सकती हैं और विद्युत आग का एक प्रमुख कारण बन सकती हैं। नीडल फ्लेम टेस्ट उपकरण ऐसी आंतरिक खराबी से उत्पन्न छोटी लपटों का अनुकरण करके उत्पाद घटकों और इन्सुलेटिंग सामग्रियों के ज्वाला-प्रतिरोध प्रदर्शन का मूल्यांकन करता है। यह विद्युत और इलेक्ट्रॉनिक उत्पादों के सुरक्षा प्रमाणीकरण के लिए एक महत्वपूर्ण परीक्षण उपकरण के रूप में कार्य करता है। LISUN इस शोधपत्र में ZY-3 नीडल फ्लेम टेस्टर को शोध वस्तु के रूप में लेते हुए, नीडल फ्लेम टेस्ट उपकरण के कार्य सिद्धांत, संरचनात्मक विशेषताओं, प्रमुख तकनीकी मापदंडों, परीक्षण प्रक्रियाओं, मूल्यांकन मानदंडों और व्यावहारिक अनुप्रयोग परिदृश्यों का परिचय दिया गया है। यह इलेक्ट्रॉनिक उत्पादों के अग्नि-सुरक्षा परीक्षण, अग्निरोधी सामग्री के अनुसंधान और विकास, साथ ही उत्पाद के बाजार में प्रवेश के लिए तकनीकी संदर्भ प्रदान करता है।

परिचय

विद्युत अग्नि दुर्घटनाओं का एक बड़ा हिस्सा आंतरिक उपकरण प्रज्वलन से उत्पन्न होता है। बाहरी खुली लपटों से भिन्न, कई अग्नि स्रोत इलेक्ट्रॉनिक घटकों के शॉर्ट-सर्किट या अतिपरसाम्य से उत्पन्न होने वाली छोटी-छोटी लपटें मात्र होती हैं। ऐसी लपटों का आयतन कम होता है और ऊर्जा केंद्रित होती है। ये आस-पास के प्लास्टिक इंसुलेटर, पीसीबी सब्सट्रेट और वायर हार्नेस शीथ को प्रज्वलित कर सकती हैं, जिससे गंभीर अग्नि दुर्घटनाएं हो सकती हैं। पारंपरिक दहन परीक्षण अधिकतर बड़े पैमाने पर खुली लपटों वाले परिदृश्यों के लिए डिज़ाइन किए गए हैं और उपकरण के अंदर सूक्ष्म अग्नि स्रोतों की वास्तविक कार्य स्थितियों को पुन: उत्पन्न नहीं कर सकते हैं। सुई लौ परीक्षण उपकरण यह एक परीक्षण उपकरण है जिसे विशेष रूप से ऐसी कार्य परिस्थितियों के लिए विकसित किया गया है। यह चीनी मानक GB/T 5169.5‑2020 और अंतर्राष्ट्रीय मानक IEC 60695‑11‑5:2016 का अनुपालन करता है। इसका उपयोग आंतरिक उपकरण दोषों से उत्पन्न सूक्ष्म ज्वालाओं का अनुकरण करने और सूक्ष्म ज्वाला प्रज्वलन स्थितियों के तहत सामग्रियों और संपूर्ण मशीन घटकों के ज्वाला प्रतिरोध का आकलन करने के साथ-साथ ज्वाला प्रसार के जोखिम का आकलन करने के लिए किया जाता है। इसका व्यापक रूप से घरेलू उपकरणों, सूचना प्रौद्योगिकी उपकरणों, प्रकाश उत्पादों, ऑटोमोटिव इलेक्ट्रॉनिक्स, तृतीय-पक्ष परीक्षण प्रयोगशालाओं और अनुसंधान संस्थानों में उपयोग किया जाता है। एक परिपक्व वाणिज्यिक नीडल फ्लेम परीक्षण उपकरण के रूप में, LISUN ZY-3 नीडल फ्लेम टेस्टर मानक आवश्यकताओं का कड़ाई से पालन करता है, जिससे सटीक फ्लेम कंट्रोल, स्वचालित टाइमिंग और डेटा रिकॉर्डिंग संभव हो पाती है। यह अनुसंधान एवं विकास परीक्षण, फैक्ट्री निरीक्षण और प्रमाणन परीक्षण भी कर सकता है। 

1. सुई ज्वाला परीक्षण उपकरण का कार्य सिद्धांत

नीडल फ्लेम टेस्ट उपकरण का मुख्य घटक एक मानक नीडल के आकार का बर्नर है जो 95% या उससे अधिक शुद्धता वाली ब्यूटेन गैस से चलता है और 12 मिमी ± 1 मिमी की मानक परीक्षण ज्वाला उत्पन्न करता है। ज्वाला को नमूने की सतह पर 45° के झुकाव कोण पर लगाया जाता है ताकि घटक के शॉर्ट-सर्किट और ओवरहीटिंग से उत्पन्न होने वाली छोटी ज्वालाओं के प्रभाव का अनुकरण किया जा सके। परीक्षण के दौरान, ज्वाला लगाने का समय, ज्वाला के बाद का समय और ज्वाला हटाने के बाद नमूने के चमकने का समय दर्ज किया जाता है। साथ ही, यह भी देखा जाता है कि क्या पिघली हुई बूंदें नीचे रखे रेशमी कागज और पाइनवुड बोर्ड को प्रज्वलित करती हैं। इसका मुख्य उद्देश्य बड़े पैमाने पर आग लगने की स्थिति में सामग्री के प्रदर्शन को मापना नहीं है, बल्कि यह जांचना है कि क्या उपकरण के अंदर स्थानीय सूक्ष्म अग्नि स्रोतों के उत्पन्न होने पर आसपास की सामग्री प्रज्वलित होगी, क्या प्रज्वलन के बाद दहन स्वतः बुझ सकता है, और क्या ज्वाला टपकने से आग फैल सकती है। उपरोक्त अवलोकनों के आधार पर, उत्पादों के अग्नि-सुरक्षा स्तर का मूल्यांकन किया जा सकता है।

एक पूर्ण नीडल फ्लेम परीक्षण उपकरण में एक बंद परीक्षण कक्ष, नीडल के आकार का बर्नर, गैस-पथ नियंत्रण प्रणाली, थर्मोकपल तापमान-सत्यापन असेंबली, समय-अधिग्रहण मॉड्यूल और मानव-मशीन अंतःक्रिया इकाई शामिल होती है। बर्नर कोण समायोजन का समर्थन करता है: अंशांकन के लिए ऊर्ध्वाधर स्थिति और औपचारिक परीक्षण के लिए 45° झुकी हुई स्थिति। थर्मोकपल लौ के तापीय आउटपुट को सत्यापित करता है। मानक आवश्यकता के अनुसार, लौ को 23.5 सेकंड ± 1 सेकंड के भीतर 100 ℃ ± 2 ℃ से 700 ℃ ± 3 ℃ तक बढ़ना चाहिए। यह प्रत्येक परीक्षण के लिए एकसमान तापीय आउटपुट सुनिश्चित करता है और विभिन्न बैचों और प्रयोगशालाओं में दोहराने योग्य और तुलनीय परीक्षण परिणामों की गारंटी देता है।

ZY-3 सुई लौ परीक्षण

2 के प्रमुख पैरामीटर LISUN ZY-3 सुई ज्वाला परीक्षण उपकरण

LISUN ZY-3 नीडल फ्लेम टेस्ट उपकरण के दो संस्करण हैं: ZY-3 संलग्न कक्ष वाला और ZY-3S बिना कक्ष वाला। संलग्न कक्ष वाला मॉडल बाहरी वायु के हस्तक्षेप को रोकता है और परीक्षण वातावरण को स्थिर करता है, जो मानक प्रयोगशाला परीक्षणों के लिए उपयुक्त है। बिना कक्ष वाला संस्करण आकार में छोटा है और उत्पादन लाइनों पर त्वरित स्क्रीनिंग के लिए उपयुक्त है। प्रमुख तकनीकी मापदंड तालिका 1 में दिखाए गए हैं।

तालिका 1 ZY-3 और ZY-3S नीडल फ्लेम टेस्ट उपकरण के प्रमुख तकनीकी मापदंड

तालिका 1 में दर्शाए अनुसार, दोनों संस्करणों में कोर कंबशन, टाइमिंग और तापमान संकेतक समान हैं। अंतर केवल चैम्बर की संरचना और कुल वजन में है। उपयोगकर्ता परीक्षण वातावरण और अनुप्रयोग परिदृश्यों के अनुसार मॉडल का चयन कर सकते हैं। पूरी इकाई उच्च तापमान प्रतिरोधी और संक्षारण प्रतिरोधी उच्च तापमान स्प्रे स्टील संरचना से बनी है, जो लंबे समय तक बार-बार उच्च तापमान परीक्षणों के लिए उपयुक्त है। यह IEC 62368-1 की विशेष सतत दहन परीक्षण आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए एकल या एकाधिक सतत ज्वाला अनुप्रयोगों का समर्थन करती है।

3. सुई ज्वाला परीक्षण उपकरण के लिए मानक परीक्षण प्रक्रियाएं और परिणाम निर्णय

3.1 परीक्षण प्रक्रिया

1. नमूने का पूर्व-उपचार और क्लैम्पिंग: नमूने को फिक्स्चर पर स्थिर करें, और उत्पाद के अंदर दोषपूर्ण लपटों के संपर्क में आने की सबसे अधिक संभावना वाली स्थिति को ज्वाला-अनुप्रयोग बिंदु के रूप में चुनें।
2. उपकरण अंशांकन: बर्नर को प्रज्वलित करें, लौ की ऊंचाई को 12 मिमी ± 1 मिमी पर समायोजित करें। मानक विशिष्टताओं के अनुपालन की पुष्टि करने के लिए कॉपर ब्लॉक और थर्मोकपल का उपयोग करके लौ के तापमान में वृद्धि की दर की जांच करें।
3. परीक्षण मापदंड निर्धारित करें। मानक अनुशंसित लौ लगाने का समय आमतौर पर 30 सेकंड होता है। बर्नर को 45° की स्थिति में घुमाएँ और लौ की नोक को नमूने के संपर्क में लाएँ।
4. पूर्व निर्धारित लौ-प्रयोग अवधि पूरी होने पर, बर्नर स्वचालित रूप से पीछे हट जाता है। नीडल फ्लेम टेस्ट उपकरण स्वचालित रूप से बाद की लौ का समय और चमकने की अवधि रिकॉर्ड करना शुरू कर देता है।
5. परीक्षण के दौरान नमूने के दहन व्यवहार का निरीक्षण करें, पिघले हुए रिसाव की निगरानी करें और जांचें कि क्या नीचे मौजूद रेशमी कागज और सफेद पाइनवुड बोर्ड प्रज्वलित या कार्बनीकृत हो गए हैं।
6. नमूने के पूरी तरह से बुझ जाने और कोई चमकती घटना न दिखने पर परीक्षण समाप्त करें। परीक्षण डेटा निर्यात करें और देखी गई घटनाओं को दस्तावेज़ में दर्ज करें।

3.2 उत्तीर्ण-अनुत्तीर्ण मानदंड

जीबी/टी 5169.5-2020 के अनुसार, कोई नमूना नीडल फ्लेम टेस्ट में तब पास होता है जब निम्नलिखित में से कोई भी शर्त पूरी होती है:
(1) लौ के संपर्क में आने पर नमूने पर कोई प्रज्वलन या चमक नहीं होती; नीचे का रेशमी कागज प्रज्वलित नहीं होता और सफेद पाइनवुड बोर्ड पर कार्बनीकरण नहीं दिखता।
(2) लौ हटाने के बाद, नमूने पर लौ और चमक की कुल अवधि 30 सेकंड से कम है, और टपकने से नीचे की परत प्रज्वलित या कार्बनयुक्त नहीं होती है।

नमूने का लंबे समय तक जलना या पिघले हुए तरल के टपकने से निचली परत में आग लगना, आंतरिक सूक्ष्म ज्वाला दोष की स्थिति में आग फैलने के जोखिम को दर्शाता है। उत्पाद के पुनर्निर्माण की आवश्यकता है, जिसमें संरचनात्मक संशोधन या उच्च ज्वाला-रोधी ग्रेड वाली इन्सुलेट सामग्री का उपयोग शामिल है।

नीडल फ्लेम टेस्ट उपकरण के 4 अनुप्रयोग परिदृश्य

नीडल फ्लेम टेस्ट उपकरण का व्यापक रूप से विद्युत-इलेक्ट्रॉनिक, सूचना-प्रौद्योगिकी, प्रकाश व्यवस्था, ऑटोमोटिव-इलेक्ट्रॉनिक्स और सामग्री-अनुसंधान एवं विकास उद्योगों में उपयोग किया जाता है।

सबसे पहले, विद्युत उपकरण उद्योग में: रिले, कॉन्टैक्टर और सर्किट ब्रेकर के इन्सुलेटिंग बेस, स्विच और सॉकेट के प्लास्टिक पैनल, और केबल इन्सुलेशन परतों के लिए नीडल फ्लेम टेस्ट उपकरण की आवश्यकता होती है ताकि संपर्क आर्क और ओवरलोड दोषों के कारण उत्पन्न सूक्ष्म ज्वालाओं का अनुकरण किया जा सके। यह GB/T 2099.1 जैसे सुरक्षा मानकों को पूरा करने और कम वोल्टेज विद्युत सुरक्षा की गारंटी देने के लिए इन्सुलेटिंग भागों के प्रज्वलन-रोधी प्रदर्शन को सत्यापित करता है।

दूसरा, सूचना प्रौद्योगिकी और ऑडियो-वीडियो उपकरणों के लिए: राउटर, प्रिंटर, पावर एडेप्टर, चार्जर हाउसिंग और पावर मॉड्यूल के आसपास के इन्सुलेटिंग घटकों का चिप शॉर्ट-सर्किट और ओवरहीटिंग से उत्पन्न अग्नि जोखिमों के लिए परीक्षण किया जाता है। GB/T 4943.1-2022 और IEC 62368-1:2023 के अनुरूप, नीडल फ्लेम टेस्ट उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स के लिए एक महत्वपूर्ण प्रमाणन मानदंड है।

तीसरा, प्रकाश उद्योग में: एलईडी ड्राइवर हाउसिंग, लैंप होल्डर, बैलास्ट और आउटडोर फ्लडलाइट्स के प्लास्टिक आंतरिक भागों का परीक्षण दोषपूर्ण आंतरिक घटकों से उत्पन्न सूक्ष्म ज्वालाओं के प्रति ज्वाला प्रतिरोध के लिए किया जाता है, जो मानकों का अनुपालन करता है। GB 7000.1‑2015.

चौथा, ऑटोमोटिव इलेक्ट्रॉनिक्स और नई ऊर्जा वाहन: वाहन में लगे केंद्रीय नियंत्रण के आंतरिक भाग, वायर हार्नेस इन्सुलेशन, चार्जिंग पाइल इंसुलेटर और बीएमएस हाउसिंग का परीक्षण चार्जिंग ओवरलोड और सर्किट दोषों के कारण उत्पन्न सूक्ष्म ज्वालाओं का अनुकरण करने के लिए किया जाता है, ताकि आईएसओ 6722-1 और जीबी/टी 2408-2021 के अनुसार ऑटोमोटिव घटकों के अग्नि-सुरक्षा प्रदर्शन का मूल्यांकन किया जा सके।

पांचवां, सामग्री अनुसंधान और परीक्षण: संशोधित इंजीनियरिंग प्लास्टिक जैसे एबीएस, पीसी, पीए, एपॉक्सी ग्लास-क्लॉथ बोर्ड और पॉलीइमाइड फिल्मों का परीक्षण सुई ज्वाला परीक्षण उपकरण से किया जाता है ताकि प्रज्वलन और ज्वाला के बाद के आंकड़े प्राप्त किए जा सकें। ये आंकड़े ज्वाला-रोधी फार्मूला विकास और सामग्री श्रेणी मूल्यांकन में सहायक होते हैं, और नई सामग्री के पुनरावृति के लिए मात्रात्मक परीक्षण आधार प्रदान करते हैं।

5 निष्कर्ष

RSI सुई लौ परीक्षण उपकरण यह इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के भीतर शॉर्ट-सर्किट और कंपोनेंट के अत्यधिक गर्म होने से उत्पन्न होने वाली छोटी-छोटी ज्वालाओं की स्थितियों को पुन: उत्पन्न करने के लिए एक प्रमुख परीक्षण उपकरण है। यह बड़ी ज्वाला दहन परीक्षणों की सीमा को दूर करता है, जो उपकरणों के भीतर सूक्ष्म अग्नि स्रोतों का अनुकरण नहीं कर सकते। परीक्षण परिणाम वास्तविक दुनिया की त्रुटि स्थितियों के तहत कंपोनेंट और इन्सुलेटिंग सामग्रियों के अग्नि-सुरक्षा प्रदर्शन को सीधे दर्शाते हैं। LISUN ZY-3 नीडल फ्लेम टेस्ट उपकरण घरेलू GB/T 5169.5-2020 और अंतर्राष्ट्रीय IEC 60695-11-5:2016 मानकों का पूर्णतया अनुपालन करता है। इसकी लौ का तापमान, लौ की ऊँचाई और समय की सटीकता उत्कृष्ट रूप से नियंत्रित है। टच स्क्रीन और रिमोट कंट्रोल के दोहरे संचालन मोड से लैस यह उपकरण परीक्षण की सटीकता और परिचालन सुरक्षा के बीच संतुलन बनाए रखता है, जिससे उद्यमों के गुणवत्ता नियंत्रण विभागों, तृतीय-पक्ष प्रयोगशालाओं और अनुसंधान संस्थानों की विविध मांगों को पूरा किया जा सकता है।

उत्पाद के बाज़ार में प्रवेश के लिए विद्युत सुरक्षा एक अनिवार्य आवश्यकता है। उद्यमों को उत्पाद अनुसंधान एवं विकास चरण में ही नीडल फ्लेम टेस्ट उपकरण का पूर्ण उपयोग करके नीडल फ्लेम टेस्ट करना चाहिए, जिससे घटकों में आग लगने के खतरों की पहले से पहचान की जा सके, सामग्री चयन और संरचनात्मक डिजाइन को अनुकूलित किया जा सके, स्रोत से ही विद्युत अग्नि जोखिमों को कम किया जा सके और उत्पाद सुरक्षा सुनिश्चित की जा सके।