Bezpieczeństwo urządzeń elektrycznych i elektronicznych wymaga spełnienia rygorystycznych norm, w tym odporności na działanie wysokich temperatur. Pod wpływem ciepła właściwości materiałów niemetalicznych i izolacyjnych mogą ulegać degradacji, co prowadzi do ich zmiękczenia lub topnienia, zwiększając ryzyko awarii lub zagrożenia dla użytkowników. Aby ocenić te parametry, stosuje się próbę nacisku kuli – precyzyjne badanie pozwalające określić wytrzymałość materiałów w warunkach podwyższonej temperatury.
Znaczenie odporności na ciepło
Odporność na ciepło to jeden z wymogów norm badawczych, takich jak:
- PN-EN 60598-1:2021 – dotycząca opraw oświetleniowych,
- PN-EN 60335-1:2024 – dotycząca elektrycznego sprzętu do użytku domowego i podobnego.
Zgodnie z tymi normami zewnętrzne części z materiału izolacyjnego zapewniające ochronę przed porażeniem prądem elektrycznym oraz części podtrzymujące elementy przewodzące prąd lub SELV muszą być wystarczająco odporne na ciepło. Pogorszenie ich właściwości strukturalnych może prowadzić do niezgodności urządzenia z normami bezpieczeństwa.
Próba nacisku kuli – metoda oceny odporności cieplnej
Próba nacisku kuli jest standardową metodą oceny odporności cieplnej materiałów niemetalicznych i izolacyjnych. Polega ona na przykładaniu stalowej kuli o określonej średnicy do powierzchni badanego materiału pod stałym obciążeniem, w kontrolowanej temperaturze. Po zakończeniu testu mierzy się średnicę wgniecenia, aby ocenić, czy materiał spełnia wymagania odporności na ciepło.
Norma PN-EN 60695-10-2
Próba nacisku kuli jest szczegółowo opisana w normie PN-EN 60695-10-2:2014-10 pt. „Badanie zagrożenia ogniowego – Część 10-2: Nadmierne gorąco – Próba wciskania kuli”. Norma określa metodę badania odporności materiałów na nadmierne ciepło poprzez ocenę ich temperatury mięknienia i zdolności do wytrzymania obciążeń w podwyższonej temperaturze.
Metoda ta znajduje zastosowanie w ocenie materiałów stosowanych w urządzeniach elektrotechnicznych, takich jak wtyczki, gniazda, transformatory, zasilacze czy przełączniki urządzeń.
Procedura przeprowadzania próby
Test nacisku kuli przeprowadzany jest zgodnie z następującymi etapami:
- Przygotowanie próbki:
- Próbkę wycina się z produktu w taki sposób, aby uzyskać element o grubości co najmniej 2,5 mm z równoległymi górną i dolną powierzchnią.
- Jeśli to niemożliwe, dopuszczalne jest użycie kawałka tego samego materiału o grubości 3,0 mm ± 0,5 mm.
- Kondycjonowanie próbki:
- Próbkę umieszcza się w środowisku o temperaturze od 15°C do 35°C i wilgotności względnej od 45% do 75% na co najmniej 24 godziny.
- Przeprowadzenie testu:
- Próbkę umieszcza się w piecu nagrzanym do wymaganej temperatury (125°C dla części przewodzących prąd lub SELV oraz 75°C dla innych części).
- Na powierzchnię próbki przykładana jest stalowa kula o promieniu 2,5 mm, na którą działa siła 20 N.
- Po upływie 1 godziny próbkę wyjmuje się i chłodzi w wodzie o temperaturze 20°C ± 5°C przez 6 minut.
- Ocena wyników:
- Po schłodzeniu mierzy się średnicę powstałego wgniecenia.
- Jeśli średnica wgniecenia nie przekracza 2,0 mm, materiał uznaje się za odporny na ciepło.
Wymagania temperaturowe
Norma określa różne temperatury testowania w zależności od przeznaczenia badanych części:
- 125°C – dla części podtrzymujących elementy przewodzące prąd lub SELV,
- 75°C – dla innych części z materiałów niemetalicznych lub izolacyjnych.
Zastosowanie próby nacisku kuli
Próba nacisku kuli znajduje zastosowanie w szerokim spektrum produktów, takich jak:
- Wtyczki i gniazda,
- Transformatory i dławiki,
- Zasilacze,
- Sprzęt informatyczny,
- Przełączniki urządzeń.
W normach bezpieczeństwa dla tych produktów jasno określono wymagania dotyczące odporności cieplnej materiałów, a przeprowadzenie próby nacisku kuli jest kluczowym krokiem w ocenie ich zgodności.
Dlaczego odporność na ciepło jest ważna?
Odporność na ciepło materiałów niemetalicznych i izolacyjnych wpływa bezpośrednio na bezpieczeństwo i trwałość urządzeń. Zdolność materiału do wytrzymania wysokich temperatur minimalizuje ryzyko:
- Awarii urządzeń,
- Uszkodzeń strukturalnych,
- Pożarów spowodowanych przegrzewaniem.
Spełnienie wymagań normy PN-EN 60695-10-2 jest nie tylko obowiązkiem prawnym, ale również kluczowym czynnikiem zapewniającym długowieczność i niezawodność produktów.
Próba nacisku kuli a bezpieczeństwo urządzeń
Próba nacisku kuli to jedno z najważniejszych badań odporności cieplnej materiałów stosowanych w urządzeniach elektrycznych i elektronicznych. Metoda ta pozwala ocenić, czy dany produkt spełnia rygorystyczne normy bezpieczeństwa, takie jak PN-EN 60695-10-2. Odporność na ciepło materiałów niemetalicznych i izolacyjnych to nie tylko wymóg formalny, ale przede wszystkim gwarancja bezpieczeństwa i trwałości urządzeń.
Producenci, chcąc zapewnić swoim produktom najwyższą jakość i zgodność z normami, mogą skorzystać z nowej metody badawczej dostępnej w Laboratorium RCC. Nasze zaawansowane urządzenia i doświadczenie pozwalają na precyzyjne przeprowadzenie próby nacisku kuli zgodnie z aktualnymi standardami.
Więcej informacji znajdziesz na stronie: rcc.com.pl.
