НПБ 247-97 => 4 методы испытаний. 5 расчетно-экспериментальный метод определения вероятности возникновения пожара в электронных...

4 МЕТОДЫ ИСПЫТАНИЙ

 

4.1 Определение теплостойкости конструкционных и электроизоляционных материалов должно осуществляться по ГОСТ 27570.0 при температуре (75±2) °С для наружных частей и (125±2) °С - для частей, удерживающих токоведущие части в определенном положении. Испытания могут быть проведены путем вдавливания шарика в материал по ГОСТ Р 50377.

4.2 Испытания на стойкость к воздействию накаленных элементов должны проводиться нагретой проволокой по ГОСТ 27483 и нагретой спиралью по ГОСТ 28913.

Испытание нагретой спиралью проводят на образцах твердых электроизоляционных материалов с целью имитации теплового воздействия перегруженных оголенных проводников. Испытанию подвергают оболочки изделия, находящиеся на расстоянии менее 13 мм от проводников, нагревающихся при аварийных режимах до температуры, достаточной для воспламенения.

Испытания нагретой проволокой должны проводиться по ГОСТ 27483.

4.3 Испытания на дугостойкость электроизоляционных материалов и деталей под действием электрической дуги переменного напряжения свыше 1000 В должны проводиться по ГОСТ 10345.1. Испытания материалов на стойкость к действию электрической дуги при напряжении ниже 1000 В должны проводиться по ГОСТ 10345.2.

4.4 Испытания электроизоляционных и конструкционных материалов, блоков и узлов на стойкость к воспламенению должны проводиться по ГОСТ 27484.

4.5 Испытания блоков и узлов на стойкость к дефектному соединению (плохой контакт) при помощи накаленных элементов должны проводиться по ГОСТ 27924; при невозможности провести такие испытания из-за конструкции соединения части из изоляционных материалов должны выдерживать тепловое воздействие накаленных элементов, имеющих температуру 750 °С для аппаратуры, работающей под надзором и 850 °С - для аппаратуры, работающей без надзора. Критерии пожарной безопасности должны соответствовать ГОСТ 27483.

4.6 Испытания электроизоляционных материалов на трекингостойкость должны проводиться по ГОСТ 27473.

4.7 Испытания комплектующих элементов, проводов, жгутов и шнуров на стойкость к воспламенению должны проводиться по методу 409-1 ГОСТ 20.57.406.

Комплектующие элементы, сгорающие за время менее 30 с, считают соответствующими данным нормам, если в процессе испытаний высота пламени не превышала 13 мм.

4.8 Испытания комплектующих элементов на стойкость к воспламенению при аварийных электрических перегрузках должны проводиться по методу 409-2 ГОСТ 20.57.406.

4.9 Испытания высоковольтных комплектующих элементов на стойкость к воспламенению должны проводиться по ГОСТ 12.2 006. Время горения образца после удаления пламени должно быть не более 30с.

4.10 Испытания электроизоляционных и конструкционных материалов и материалов печатных плат на стойкость к воспламенению и к распространению горения проводятся согласно ГОСТ Р 50377. Проверку соответствия блоков и узлов на стойкость к воспламенению проводят методом игольчатого пламени по ГОСТ 27484 со следующими дополнениями:

пламя должно воздействовать на наиболее горючий изоляционный материал снизу образца;

продолжительность воздействия пламени на образец должна быть (30±1)с.

4.11 Проверка возможности выпадения комплектующих элементов из паяных соединений осуществляется визуально в процессе испытаний в аварийных режимах, связанных с определением вероятности возникновения пожара.

В процессе испытаний комплектующие элементы не должны выпадать из мест их крепления.

4.12 Ток и мощность в аварийном режиме работы электронного изделия для типовых комплектующих элементов измеряются с помощью амперметра и вольтметра, обеспечивающих абсолютную погрешность измерения по току ±0,01 А и по напряжению ±0,02 В.

4.13 Измерение расстояний по пп. 2.7, 2.13, 2.14 осуществляется с помощью линейки с ценой деления 1 мм.

 

5 РАСЧЕТНО-ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЕРОЯТНОСТИ ВОЗНИКНОВЕНИЯ ПОЖАРА В ЭЛЕКТРОННЫХ ИЗДЕЛИЯХ

 

5.1 Вероятность возникновения пожара в электронном изделии определяется следующим выражением:

где Q_npi - вероятность возникновения i-го аварийного пожароопасного режима в составной части изделия (отказа комплектующих элементов и возникновения КЗ, перегрузки, повышения переходного сопротивления и т.п.), 1/год. Аварийные пожароопасные режимы приведены в п. 2.40 настоящих норм;

Q_nзi - вероятность того, что значение характерного электрического параметра (тока, переходного сопротивления и др.) i-го режима лежит в диапазоне пожароопасных значений;

Q_нзi - вероятность несрабатывания аппарата защиты от i-го аварийного пожароопасного режима (электрической, тепловой и т.п.) с учетом его надежности (для изделий бытового назначения учитывается также надежность электрического аппарата защиты бытовых сетей);

Q_вi - вероятность достижения горючим материалом критической температуры или его воспламенение (верхняя доверительная граница) при i-м аварийном режиме;

п - количество аварийных пожароопасных режимов.

Порядок определения составляющих вероятностей для каждого i-го режима приведен ниже.

5.2 Вероятность Q_npi определяют на основании данных о надежности.

При наличии соответствующих справочных данных Q_npi комплектующих элементов изделия может быть определена через общую интенсивность отказов изделия с введением коэффициента, учитывающего долю пожароопасных отказов (короткого замыкания, обрыва цепи, отказа контактного соединения и др.) по формуле. Значение коэффициента берется из справочной и нормативно-технической документации на конкретное изделие или может быть определено методом экспертной оценки.

5.3 Аварийный пожароопасный режим испытания изделия характеризуется величиной пожароопасного диапазона электротехнического параметра, при котором возможно появление признаков загорания. Например, характерный пожароопасный режим - короткое замыкание (КЗ); характерный электрический параметр этого режима - ток КЗ.

Пожароопасный диапазон работы изделия в пожароопасном режиме определяется в общем виде выражением:

Q_nз = N_н / N_э,

где N_н, N_э - диапазоны пожароопасных и возможных в эксплуатации значений характерного электрического параметра (тока, мощности, сопротивления и др.).

Пожароопасный диапазон определяется в ходе испытаний, связанных с определением Q_вi. Для этого находят максимальные и минимальные пожароопасные значения характерного параметра и его граничные значения, возможные в процессе работы.

5.4 Вероятность воспламенения Q_вi определяется после проведения лабораторных испытаний в условиях равенства Qnpi = Qнзi =Qнзi= 1 по табл. 3 в зависимости от значений т и п, где т - количество испытаний, в которых произошло воспламенение, а п - общее количество испытаний.

Если в испытаниях отсутствуют воспламенения образцов, то в качестве критерия оценки пожарной опасности необходимо брать критическую температуру.

При использовании в качестве критерия пожарной опасности критической температуры горючего материала Qвi, должно определяться (при точечной оценке) из формулы

где , ,

Ткр - критическая температура для горючего материала в точке измерения температуры, °С (приложение 2);

Тср - среднее значение температуры в наиболее нагретом месте изделия, °С, полученное по результатам N измерений;

Тi - измеренное значение температуры горючего материала в наиболее нагретой точке изделия, °С, i-го измерения;

- среднее квадратичное отклонение;

N - количество измерений в одной наиболее нагретой точке изделия при n-м количестве испытаний.

 

 

 

Таблица 3- Значения вероятности воспламенения Qвi

 

n	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	20	50	100	200	500	1000
т
1	1,00	1,00	0,86	0,72	0,61	0,54	0,48	0,43	0,39	0,36	0,20	0,08	0,04	0,02	0,01	0.00
2		1,00	1,00	0,93	0,80	0,70	0,60	0,56	0,51	0,47	0,25	0.11	0,05	0,03	0,01	0,01
3			1,00	1,00	0,99	0,86	0,77	0,69	0,63	0,58	0,31	0,13	0,07	0,03	0,01	0,01
4				1,00	1,00	1,00	0,91	0,82	0,75	0,68	0,37	0,16	0,08	0,04	0,02	0,01
5					1,00	1,00	1,00	0,95	0,86	0,79	0,43	0,18	0,09	0,05	0,02	0,01
6						1,00	1,00	1,00	0,98	0,90	0,49	0,21	0,11	0,05	0,02	0,01
7							1,00	1,00	1.00	1,00	0,55	0,23	0.12	0,06	0,02	0,01
8								1,00	1,00	1,00	0,61	0.26	0,13	0.07	0,03	0,01
9									1,00	1,00	0,67	0.28	0,14	0,07	0,03	0,01
10										1,00	0,73	0,31	0,16	0,08	0,03	0,01

 

При отрицательных значениях Qв определяется по формуле

Qв = 1 - Ф(h) при .

Из табл. 1 приложения 3 по полученному значению находится точечная оценка .

В качестве критической температуры Ткр при определении вероятности возникновения пожара принимается температура, составляющая 0,8 температуры воспламенения изоляционного материала, нагрев которого контролируется.

Для отдельных материалов значения Ткр приведены в приложении 2.

Контроль соответствия изделия требованиям пожарной безопасности осуществляется по верхнему значению вероятности положительного исхода :

.

Значение может быть получено расчетным путем или по табл. 2 приложения 3,

где

Значения Zy, , определяются по табл. 1 приложения 3. Численное значение h может быть получено из табл. 2 приложения 3 в зависимости от количества N измерений в наиболее нагретой точке при n-м количестве испытаний, параметра и доверительной вероятности .

По табличному или расчетному значению определяется .

5.5 Вероятность несрабатывания электрической защиты Qнзi определяется на основании данных по ее надежности

,

где - интенсивность отказов j-го аппарата защиты от 1-го пожароопасного аварийного режима;

t - время работы ЭИ в течение года;

s - количество элементов защиты (аппаратов).

При отсутствии электрической или другой предотвращающей загорание защиты значение Qнзi, принимается равным единице.

5.6 Допускается при определении Qв заменять создание характерного пожароопасного режима на использование стандартизованного эквивалентного по тепловому воздействию источника зажигания, т.е. с эквивалентными параметрами, характеризующими зажигающую способность (мощность, температуру, площадь, периодичность и время воздействия).

5.7 Изделие считается удовлетворяющим требованиям пожарной безопасности, если , полученное при , удовлетворяет условию < 10^-6. Если > 10^-6, то принимается решение о доработке конструкции электронного изделия.