材料的燃烧试验是判断材料燃烧等级和材料是否正确应用于相应产品零件的重要依据。如果不能很好的理解某项标准的初衷或者正确的操作测试，就不能得到正确的实验结果，不能正确的对材料进行分级。如果材料不分级，产品的制造成本会大大增加，产品的价格优势会降，或者产品的质量会降。因此，只有在材料正确分类的基础上，才能保证材料能够正确应用，保证产品的安全性能。

在电气产品中使用材料时，需要根据电气产品的性能(包括使用的电压和电流，有时还有工作状态异常)选择不同绝缘等级的绝缘材料。如果绝缘材料没有正确应用到相应的电气产品上，将会造成不可估量的损失。如图1所示，使用了分类不正确的绝缘材料，使得器具的绝缘材料在正常运行过程中变形很大，导致事故发生，严重时可能会发生火灾。

材料的燃烧试验主要包括水平燃烧试验和垂直燃烧试验。垂直燃烧试验的操作相对简单，这里主要讨论水平燃烧试验。水平燃烧试验主要有三种火焰等级:50W、500W和1000W。在实际测试中，经常使用50W水平燃烧测试。

水平燃烧试验的主要过程与能力验证试验中引用的GB4943-2001《信息技术设备安全》(以下简称GB4943)附录A8中的50W水平燃烧试验和具有较大国际影响力的美国保险商实验室标准UL94(以下简称UL94)中的50W水平燃烧试验进行比较。预处理包括样品的物理处理和相应的环境处理。标准中明确规定了试样的宽度和长度。一般要求尺寸为125mm长，13 mm材料厚度(典型厚度为1.5mm和3.0mm)，样品数量为三个。样品的边角需要抛光，抛光后的细粉必须在没有溶剂清洗的情况下去除，以免影响测试结果。研磨后，以样品的一端为基准，画两条平行于基准线的线，一条距离基准线(25±1)mm，另一条距离基准线(100±1)mm，然后将样品置于温度为(23±2)℃、湿度为(50±5)%的环境中预处理48小时，或根据标准要求的其他温湿度参数进行预处理。

GB4943和UL94中水平燃烧试验的预处理过程是一致的。

测试火焰的校准

燃烧试验中火焰的热值是试验的基本保证。根据供应商提供的产品合格证无法确定气体是否符合标准要求。气体的热值必须通过相应的火焰校准试验来确认，以确保气体满足燃烧试验的要求。

校准火焰前，保持火焰垂直，调整气体流量和压力，使火焰高度符合标准要求(对于只有一个浮子的流量计，直接按标准要求调整；对于双浮子流量计的流量计，需要找到相应的关系表来调整火焰高度。

GB4943对火焰的产生、如何调节火焰以及何时校准火焰没有详细的操作要求和说明。只规定了“所用气体的热值应在37MJ/m左右”。本生灯应在不靠近样品时点燃，并调节至产生稳定的蓝色火焰，总高度约为25毫米。".因为没有校准，所以测试结果容易分散。在对比测试中，测试结果的一致性可能不够好。

UL94要求使用纯度大于98%的甲烷气体产生燃烧火焰，气体流量调整为105ml/min，水的背压小于10mm。在这种情况下，会产生燃烧火焰。调节燃烧器，使火焰高度为(20±1)毫米，调节空气供应阀和燃烧空气入口阀，使火焰顶部呈黄色。增加空气供应，使黄色火焰消失。有时黄色的火焰可能不会消失。如有必要，再次测量火焰高度。火焰调整后，按照标准要求(见图2)在距燃烧器适当距离处安装K热电偶，以校准火焰。根据UL94所引用的ASTM D5207标准的要求，当气体发生变化时，或当测试数据有疑问时，应每月进行校准。

开始测试

确认气体符合标准要求后，可进行后续测试。火焰稳定后(约5min)，按标准要求拧紧并固定本生灯喷嘴，确保本生灯倾角在45度左右。测试时，样品的一端应固定，使样品底边与下面的金属丝网之间的距离为10毫米，样品的深火焰为6毫米，样品燃烧时，如果火焰有向前蔓延的趋势，就要保持这个距离，一定要注意。如果火焰传播得太快，当它到达25毫米的标记线时，火焰将立即被除。如果火焰蔓延缓慢，当火焰施加时间达到30s时，应立即将火焰移开，同时熄灭本生灯的火焰，以确保箱内有足够的氧气来保持样品燃烧。然后开始记录火焰相关参数。

GB4943对火焰穿透试样的深度没有要求。由于内火焰和外火焰的温度不同，如果没有规定火焰进入样品的深度，很容易造成操作人员的操作误差和同一种材料的几个测试结果和燃烧速率的偏差。

UL94规定，施加的火焰和试样的深度为:“燃烧器的位置应使火焰接触试样的深度为(6±1)毫米”。规定了火焰穿透样品的深度，使得火焰燃烧样品的尺度符合要求，减少了人为操作误差，测试结果一致性更好。

实验结果的整理和分析为终的测试结果，需要记录的数据有:

(1)燃烧期间的总火焰高度；

(2)火焰停留30s，是否烧至25m刻度线。如果烧到25mm刻度线，需要记录相应的时间；

(3)从25毫米刻度线开始到燃烧停止的时间；

(4)是否烧至100mm刻度线，是否有记录时间；

然后根据记录的试验数据，计算燃烧率，根据材料的厚度和标准的要求，判断材料是否满足相应燃烧等级的要求。

GB4943和UL94对合格判定原则的要求相同，而GB4943和UL94对厚度的要求不同。GB4943增加了允许重复试验的规定，而UL94则没有。UL94要求设备的精度，保证测试的准确性和一致性。

结

在50W水平燃烧试验过程中，只有正确理解和操作上述关键步骤，深入分析初衷和要求，才能正确进行材料燃烧试验的分类和判断。只有在理解的基础上，实验者才能通过不断的实验掌握和理解标准。

GB4943和UL94虽然都是材料燃烧试验的标准，但适用的地区不同，试验中的侧重也不同，所以试验过程和操作也不同。国际电工委员会(IEC)在制定标准时，会考虑在各个地区的适用性。其中，《IEC 60695-11-10: 2003火灾危险性试验-第11-10部分:50W水平和垂直火焰试验方法》规定了50W水平燃烧试验方法，其内容吸收了UL94的优点。

束语

GB443和UL94的区别与各自的发展历史和检测对象有关。在实际工作中，操作人员需要根据测试对象的不同用途选择测试标准。