强制认证产品防火防护外壳要求和燃烧性等级试验

汤燕燕（上海市质量监督检验技术研究院，上海 200000）

强制认证产品防火防护外壳要求和燃烧性等级试验

汤燕燕
（上海市质量监督检验技术研究院，上海 200000）

简要介绍固体非金属材料燃烧性等级的定义、评级和测试方法，分别针对国家标准GB 8898-2011《音频、视频及类似电子设备 安全要求》的第20章和国家标准GB 4943.1-2011《信息技术设备 安全 第1部分：通用要求》的第4.7章的内容进行说明和分析，并列举V-1级材料的两种试验方法进行比对，总结了我国强制认证产品对防火防护外壳的要求。

强制认证；防火防护外壳；燃烧性等级

引言

对于音视频及信息化电子产品的广大实际使用者而言，产品的性能和品相是非常重要的，但是产品的安全性更是重中之重，安全隐患包括电击危险、过高温度、辐射、爆炸、机械危险和着火。本文主要研究和讨论的对象是着火，在我国，对于音视频及信息化电子产品这种民用电子设备，大多列入到强制认证的范围，在国家标准GB 8898-2011《音频、视频及类似电子设备 安全要求》的第20章和国家标准GB 4943.1-2011《信息技术设备 安全 第1部分：通用要求》的第4.7章，这两章中分别对产品防火做了规定和要求。如何能确保产品的防火要求，保证消费者权益的同时，又能对产品设计进行有效的成本控制和技术控制，准确的理解标准是非常必要的。

1　燃烧性等级

现在我们提到的元器件或防火防护外壳的燃烧等级即是在标准GB/T 11020-2005《固体非金属材料暴露在火焰源时的燃烧性试验方法清单》中定义的固体非金属材料暴露在火焰引燃源时的特性，在判定特性时采用了以下五种燃烧试验方式，即HB、V、5V、VTM和FH。比较常见于音视频和信息类产品的防火防护外壳的燃烧等级为HB、V和5V，下面分别介绍一下这三种燃烧试验方式。

1）HB

定义：Horizontal Burning即水平燃烧试验，使用标准化50W标称试验火焰。试验样品的水平位置特别适于评定燃烧程度和（或）火焰蔓延的速度即线性燃烧速率。

特点：易燃，缓慢燃烧材料，不添加阻燃剂。

样品要求：三件条形样品为一组：L=125±5 mm，W=13±0.5 mm，T≤13 mm；

一组样品在温度为23 ℃，湿度50 %的环境下放置48 h；

在距被引燃段25±1 mm和100±1 mm处划上垂直标记线。

样品最少2组。

火焰要求：20±2 mm高。

测试方法：夹住靠近100 mm标记线的样品末端，长轴呈水平，短轴倾斜成45±2 °的角度，用金属丝网水平固定在样品的下方10±1 mm处，燃烧器管的中心轴线与水平面约呈45 °角，样品自由端置入火焰中心6 mm处，加施火焰直到火焰前沿达到25 mm标记线时移开试验火焰，火焰前沿达到25 mm标记线处开始计时，火焰前沿100 mm标记线处结束计时。

测试结果如表1。

阻燃等级：HB40＞HB75。

2）V

定义：Vertical Burning即垂直燃烧试验，使用标准化50 W标称试验火焰。试验样品的垂直位置特别适于评定移开试验火焰后的燃烧程度。

特点：自熄材料，添加有阻燃剂，离开火源有自动熄灭的能力

样品要求：五件条形样品为一组：L=125±5 mm，W=13±0.5 mm，T≤13 mm；

一组样品在温度为23 ℃，湿度50 %的环境下放置48 h，

一组样品在温度为70 ℃的通风环境下放置7天，再经过4 h冷却样品；

样品最少4组。

火焰要求：20±2 mm高。

测试方法：夹住样品上端大约6 mm处，长轴垂直，距下方大约300±10 mm处放置尺寸约为50×50×6 mm的棉垫，最大重量0.08 g。燃烧器管的中心轴线保持垂直，距离样品的最低点10±1 mm，随着样品的位置或长度的变化，对燃烧器进行垂直平面内的移动调整。如果样品有融化物掉落，将燃具倾斜45 °。垂直燃烧10±0.5 s之后移开火焰，立刻记录燃烧维持时间t1，燃烧维持停止时立刻将燃具继续像之前一样放到样品下方10±1 mm，燃烧10±0.5 s，再将燃具移除并记录烧维持时间t2，和灼热燃烧t3。

测试结果如表2。

表1　测试结果

表2　测试结果

阻燃等级：按照燃烧持续时间和灼烧持续时间分级，V-0、V-1、V-2，依次递减。

3）5V

定义：燃烧试验，使用标准化500 W标称试验火焰。

样品要求：5件条形样品为一组：L=125±5 mm，W=13±0.5 mm，最小厚度；

3件板形样品为一组：150±5 mm的正方形，最小厚度且厚度不超过13 mm；

样品在温度为23 ℃，湿度50 %的环境下放置48 h，或样品在温度为70℃的通风环境下放置7天，再经过4 h冷却样品；

5VA类必须测试板形样品。

样品最少4组。

火焰要求：总高度125±10 mm高，内焰40±2 mm高。

测试方法：条形样品：夹住样品上端大约6 mm处，长轴垂直，距下方大约300±10 mm处放置尺寸约为50 ×50×6 mm的棉垫，最大重量0.08 g。燃烧器管的中心轴线保持垂直，样品的窄边面对燃烧器，使燃烧器火焰与垂直面成20±5 °角，内焰触及样条，施加火焰5±0.5 s，然后移开火焰5±0.5 s，重复操作5次，如果燃烧过程中有粒子滴落、样品收缩或伸张，要相应地调整燃烧器以保证内焰触及样品，记录下燃烧维持时间和灼烧维持时间。

板形样品：水平地夹住样品，火焰以与垂直成20±5°的方式使其内焰与样品接触，施加火焰5±0.5 s，然后移开火焰5±0.5 s，持5±0.5 s，重复操作5次，记录下燃烧维持时间和灼烧维持时间。

测试结果如表3。

阻燃等级：5VA＞5VB。

表3　测试结果

2　针对音视频及信息类强制认证产品的防火防护要求

1）国家标准GB 8898-2011《音频、视频及类似电子设备 安全要求》的4第20章

标准中，要求设备的设计应当尽可能做到防止着火和火焰的蔓延，并且不得对设备的周围引起着火的危险。该要求要采取下列措施来实现：在设备的设计上和生产上采用良好的技术措施，以避免产品潜在的引燃源；与潜在引燃源附近的内部零部件使用低可燃性的材料；采用防火防火外壳限制火焰蔓延。

元器件应当符合14章相应的可燃性要求或20.1.4的要求；内部连线应通过附录G.2章的试验；当产品外包装为仅开有连接导线填满的开孔的金属外壳或满足可燃性等级V-0级的外壳，印制板基材的可燃性等级应当达到V-1级或更优。

关于产品外壳是否属于防火防护外壳，我们可以这样来判定：如果产品使用位置电源适配器供电，那么产品外壳不属于防火防护外壳，没有阻燃要求，而其他的元器件和零部件的阻燃要求则要通过查询表21来定级；如果产品使用内置电源板供电，那么产品外壳就属于防火防护外壳，那么就有阻燃要求，可以按照20.2来定级。

针对现在市场上存在的音视频产品，大多数都是由外置电源适配器供电，那么只需要印制线路板为至少V-1级材料或外壳为金属材料，就可以完全满足产品的防火防护要求。

2）国家标准GB 4943.1-2011《信息技术设备 安全第1部分：通用要求》的第4.7章

标准中，规定了通过使用适当的材料和元器件，以及采用适当的结构，减小设备内部和设备外侧引燃危险和火焰蔓延危险的要求。

对设备或设备的一部分，防止引燃和火焰蔓延有两种可替换的保护方法。方法一是选择和使用能将引燃危险和火焰蔓延的可能性减小的元器件、配件和材料，以及必要时通过使用防火防护外壳，对于具有较大数量的电子元器件的设备或设备的某部分，可推荐使用方法一。方法二是进行所有的模拟故障试验，那么设备或设备的某部分就不要求防火防护外壳，对于具有少量电子元器件的设备或设备的某部分，可推荐使用方法二。

要求防火防护外壳的零部件：一次电路的元器件；由非受限制电源供电的二次电路中的元器件；由受限制电源供电的但未安装在V-1级材料上的二次电路中的元器件；受限制电源内元器件；带危险电压或危险能量水平的电路中的具有未封装的起弧零部件；绝缘配线。

针对现在市场上存在的信息化产品，绝大多数都是三类设备，通过电源适配器供电，且电源适配器符合受限制电源的要求，那么只需要印制线路板为至少V-1级材料、外壳为HB级材料，就可以完全满足产品的防火防护要求。

3　针对V-1级防火外壳材料的试验方法比对

3.1国家标准GB 8898-2011《音频、视频及类似电子设备 安全要求》的4第G1.2章

1）样品：规格：L=125±5 mm，W=13±0.5 mm，T≤13 mm。

数量：三件为一组，主检一组，备测一组。

2）预处理：两组样品在温度为23 ℃，湿度50 %的环境下放置48 h。

3）测试环境：温度为15~35 ℃，相对湿度为45 % ~75 %，实验室大气条件。

4）试验火焰要求：针焰，高度12±1 mm，温度从100±5 ℃升高到700±3 ℃的试验时间应为23.5±1.0 s。

5）试验程序：施加试验火焰10 s然后后移开，如果样品自身维持火焰不超过30 s，则在相同的点或任何其他的点上再施加试验火焰1 min然后移开，如果样品自身维持火焰仍不超过30 s，则在相同的点或任何其他的点上再施加试验火焰2 min然后移开。

6）结果评定：第一次施加试验火焰后，试验样品不得完全燃尽，任一次施加试验火焰后，自身维持火焰应当在30s内熄灭，薄绵纸不起燃，白松木板也不炭化。

3.2国家标准GB 4943.1-2011《信息技术设备 安全 第1部分：通用要求》的第A6章

1）样品：规格：L=125±5 mm，W=13±0.5 mm，T≤13 mm。

数量：五件为一组，主检两组，备测两组。

2）预处理：两组样品在温度为23 ℃，湿度50 %的环境下放置48 h，两组样品在温度为70 ℃的通风环境下放置7天，再经过4 h冷却样品。

3）测试环境：温度为15~35 ℃，相对湿度为45 % ~75 %，实验室大气条件。

4）试验火焰要求：标准化50 W标称试验火焰，高度20±2 mm，温度从100±5 ℃升高到700±3 ℃的试验时间应为44±2 s。

5）试验程序：施加试验火焰10 s然后移开，记录火焰燃烧的持续时间t1，样品上火焰燃烧一经停止后，应立即在同一样品上第二次施加试验火焰10 s然后移开，记录火焰燃烧的持续时间t2，并在t2结束后测量灼热燃烧的持续时间t3。每组各5个样品均进行上述系列规定的试验。

6）结果评定：每个独立的样品：t1或t2≤30 s；对任意处理组的五个样品的总时间t1+t2≤250 s；每个独立的样品：t2+t3≤60 s；不允许任一样品持续燃烧和灼热燃烧到夹持样品的夹子处；不允许燃烧颗粒或滴落物引燃脱脂棉。

4　总结

综上所述，根据认证产品的特性差异以及标准制定的考量不同，两部标准对于产品防火要求是有不同的侧重点的。

国家标准GB 8898-2011《音频、视频及类似电子设备 安全要求》的第20章等注重技术设计。因为当时制定该标准的时候，产品中存在显像管、高压元件等高压危险元器件，产品相对体积较大，首先可以从产品结构设计和元器件的选择上降低产品引燃危险，然后再考虑到以防火防护外壳起到最后一道保护。

而国家标准GB 4943.1-2011《信息技术设备 安全 第1部分：通用要求》的第4.7章更注重材料使用。因为该标准的制定晚于国家标准GB 8898-2011《音频、视频及类似电子设备 安全要求》，当时市场是出现了大批量的三类设备，大多有外置电源供电，设备本身大大降低了安全隐患，所以只要在材料规定在相应的阻燃等级上，就能满足产品的防火要求。

所以说，两部标准对于产品的防火要求，虽然有着不同的试验程序和结果判定要求，但都是针对标准覆盖的不同认证产品，提出相适应的要求。

［1］ GB 4943.1-2011，信息技术设备 安全 第1部分：通用要求［S］.

［2］ GB 8898-2011，音频、视频及类似电子设备 安全要求［S］.

［3］ GB/T 11020-2005，固体非金属材料暴露在火焰源时的燃烧性试验方法清单［S］.

［4］ GB/T 5169.5-2008，电工电子产品着火危险试验 第5部分：试验火焰针焰试验方法 装置、确认试验方法和导则［S］.

［5］ GB/T 5169.15-2008，电工电子产品着火危险试验 第15部分 试验火焰 500W火焰 装置和确认试验方法［S］.

［6］ GB/T 5169.16-2008，电工电子产品着火危险试验 第16部分试验火焰50W 水平与垂直火焰试验方法［S］.

［7］ GB/T 5169.17-2008，电工电子产品着火危险试验 第17部分：试验火焰500W火焰试验方法［S］.

［8］ GB/T 5169.22-2008，电工电子产品着火危险试验 第22部分 试验火焰 50W火焰 装置和确认试验方法［S］.

［9］ ANSI/UL-94-2013， Standard for Safety Tests for Flammability of Plastic Materials for Parts in Devices ［S］.

汤燕燕，工科硕士学位，2010年毕业于上海大学自动化学院，主要从事音视频类、IT类及电信终端类产品的测试，以及计算机产品等的节能测试。

Fire Enclosure Requirements and Burning Grade for Compulsory Certification Products

TANG Yan-yan
（Shanghai Institute of Quality Inspection and Technical Research， Shanghai 200000）

This paper briefly introduces the definition of non-solid metal material combustion grade，and the method of rating and testing. According to the description and analysis with Chapter 4.7 of the national standard GB 8898-2011 and Chapter 20 of the national standard GB 4943.1-2011， two kinds of test methods of the V-1 grade material are compared， and finally the paper summarizes the requirements of the fire enclosure during China's compulsory product certification.

compulsory certification； fire enclosure； burning grade

X934

A

1004-7204（2016）04-0019-05