니들 플레임 버너: 전기 및 전자 장비의 화재 안전 테스트에서의 응용 및 기술 분석

추상
전기·전자 장비, 가전제품, 조명 등 다양한 분야에서 제품의 소형화 및 고출력화가 진행됨에 따라 회로 단락 및 부품 과열로 인한 "작은 불꽃"으로 인한 화재 위험이 점차 중요해지고 있습니다. 따라서 화재 안전 시험은 제품 연구 개발, 공장 품질 검사 및 인증의 핵심 연결 고리가 되었습니다. 작은 불꽃 점화 시나리오를 시뮬레이션하는 전용 장치인 니들 플레임 버너의 시험 정확도와 작동 편의성은 내화 성능 평가의 신뢰성을 직접적으로 좌우합니다. 본 논문은 LISUN ZY-3 바늘 불꽃 버너 연구 대상으로, 모듈형 설계의 장점을 체계적으로 설명하고, 정밀 온도 제어, 자동 타이밍, 데이터 기록과 같은 핵심 기능의 기술적 원리를 심층 분석하며, 국제 표준을 준수하는 화염 매개변수 제어 기능과 듀얼 모드 작동 설계를 결합하여 다양한 산업 분야의 화재 안전 시험에서 장치의 적응성을 검증합니다. 일반적인 적용 시나리오 분석 및 성능 매개변수 비교를 통해, 본 장치의 기술적 가치를 LISUN ZY-3 니들 플레임 버너는 제품 화재 안전을 보장하고 시장 진입 요건을 충족하는 데 중점을 두고 있으며, 전기 및 전자 제품 제조업체, 테스트 기관, 과학 연구 기관에 전문적인 테스트 솔루션 참고 자료를 제공합니다.

1. 소개
전기 및 전자 장비 작동 중 부품 노화, 회로 과부하 또는 단락과 같은 오류는 700°C를 초과하는 온도의 "작은 불꽃"을 쉽게 생성할 수 있습니다. 이러한 불꽃은 크기는 작지만 에너지가 집중되어 장비의 내부 절연 재료나 케이스를 쉽게 발화시켜 대규모 화재를 유발할 수 있습니다. 이러한 위험을 방지하기 위해 국제전기기술위원회(IEC) 및 국가표준화청(NSSA)과 같은 기관은 니들 불꽃 시험 표준(예: IEC 60695-11-5:2016, GB/T 5169.5-2020)을 연이어 발표했으며, 이 표준은 제품 및 재료의 내화성 및 화염 지속성 특성을 시험하기 위해 작은 불꽃 시나리오를 시뮬레이션하도록 명시하고 있습니다.

기존의 바늘 화염 시험 장비는 기능 분산, 낮은 매개변수 제어 정확도, 복잡한 작동 과정 등의 문제점을 가지고 있습니다. 예를 들어, 화염 높이를 수동으로 조정하면 오류가 발생하기 쉽고, 수동 타이밍으로 인해 화염 지속 시간을 정확하게 기록하기 어려워 높은 수준의 시험 요건을 충족하지 못합니다. ZY-3 니들플레임버너 개발 LISUN 모듈식 통합 설계를 채택하여 정밀 온도 제어, 자동 타이밍, 데이터 기록 등의 기능을 통합했습니다. 동시에 터치스크린과 원격 제어의 이중 작동 모드를 통해 시험 과정을 최적화합니다. 국제 및 국내 표준을 엄격히 준수할 뿐만 아니라 다양한 크기의 샘플 시험 요구에도 대응할 수 있습니다. 전기 및 전자, 조명, 자동차 전자 등 다양한 분야에서 널리 사용되어 화재 안전 시험의 핵심 장비로 자리매김했습니다. 본 논문에서는 본 장비의 기술적 장점과 산업적 가치를 종합적으로 분석합니다. LISUN ZY-3 4가지 차원에서 구성된 니들 플레임 버너: 장비 기술 아키텍처, 핵심 기능 원리, 응용 시나리오, 성능 검증.

2. 기술 아키텍처 및 핵심 기능 원칙 LISUN ZY-3 바늘 불꽃 버너
2.1 모듈형 설계 아키텍처
모듈형 디자인 LISUN ZY-3 니들 플레임 버너는 기능 통합 및 유연한 적응을 위한 기반입니다. 이 시스템은 전체적으로 5개의 핵심 모듈로 구분되어 있습니다. 각 모듈은 독립적으로 작동하며, 상호 작용하여 테스트 프로세스의 정확성과 안정성을 보장합니다.
• 연소 시스템 모듈: 표준 바늘형 버너(내경 0.5mm), 가스 공급 장치, 그리고 화염 조절 부품으로 구성됩니다. 버너 각도는 유연하게 조절 가능합니다(테스트 시에는 45° 기울여, 화염 높이 교정 시에는 수직으로). 연소 가스는 순도 95% 이상의 부탄을 사용하며, 옵션으로 제공되는 전자식 가스 유량계를 사용하여 가스 유량을 정밀하게 제어하여 화염 형태를 안정화할 수 있습니다.
• 온도 제어 모듈: Φ0.5mm K형 열전대와 고정밀 온도 수집 칩을 통합했습니다. 온도 측정 범위는 0~1000°C이며, 화염 온도 상승 과정을 실시간으로 모니터링하고 "100°C±2°C에서 700°C±3°C까지 23.5초±1초 소요"라는 표준 요건을 엄격히 준수하여 온도 편차가 시험 결과에 미치는 영향을 방지합니다.
• 타이밍 및 데이터 기록 모듈: 고정밀 타이밍 칩이 내장되어 있습니다. 연소 시간(0~999.9초, ±0.1초)과 화염 지속 시간(0~999.9초, ±0.1초)을 자동으로 기록할 수 있습니다. 단일 또는 다중 연속 연소 설정을 지원합니다. 테스트 데이터는 장치 메모리에 실시간으로 저장되며, 2차 분석을 위해 USB를 통해 컴퓨터로 내보낼 수 있습니다.
• 작동 및 안전 모듈: 자체 개발한 대형 LCD 터치스크린과 무선 리모컨을 탑재하여 파라미터 설정, 시험 시작/일시 정지, 데이터 확인 등의 기능을 지원합니다. 과열 방지, 가스 누출 경보, 비상 정지 버튼도 내장되어 있습니다. 기기 온도가 임계값을 초과하거나 가스 농도가 비정상일 경우, 자동으로 가스 공급원을 차단하고 경보를 울립니다.
• 샘플 고정 모듈: 다양한 크기의 샘플(예: 소형 릴레이 케이싱, 대형 케이블 절연층, 필름 소재 등)에 맞게 조정 가능한 고정 장치를 제공합니다. 고정 장치의 높이와 수평 위치를 미세 조정하여 버너와 샘플 사이의 연소 거리가 표준 요구 사항(일반적으로 5mm±0.5mm)을 충족하도록 할 수 있습니다.

2.2 핵심 기능의 기술 원칙
2.2.1 정밀 온도 제어 기술
화염 온도는 바늘 화염 시험의 핵심 매개변수로, 재료 발화 임계값 결정에 직접적인 영향을 미칩니다. LISUN ZY-3 니들플레임버너는 "실시간 열전대 획득 + PID 알고리즘 동적 조정"의 협업을 통해 정밀한 온도 제어를 달성합니다.
• 온도 수집: K형 열전대의 끝부분은 화염의 핵심 부분에 밀착되어 초당 10회씩 온도 데이터를 수집하고 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 주 제어 칩으로 전송합니다.
• PID 조정: PID 알고리즘을 기반으로 메인 제어 칩은 실시간 온도를 표준 온도 곡선(100°C→700°C, 23.5초±1초)과 비교하여 부탄가스 유량과 버너 댐퍼 개방도를 자동으로 조정합니다. 온도 상승이 너무 느리면 가스 유량을 증가시키고, 온도가 너무 높으면 유량을 줄여 화염 온도가 GB/T 5169.5-2020 및 IEC 60695-11-5:2016 표준의 요구 사항을 엄격히 준수하도록 합니다.

2.2.2 자동 타이밍 및 데이터 기록
기존의 수동 타이밍은 인력 반응 지연으로 인해 오류(±0.5초 이상)가 발생하기 쉽습니다. LISUN ZY-3 하드웨어와 소프트웨어의 협업을 통해 밀리초 수준의 타이밍 정확도를 달성합니다.
• 연소 시간: 시험 시작 후, 장치는 버너가 샘플에 닿는 시간을 자동으로 기록합니다. 설정된 연소 시간(예: 기존 30초)에 도달하면 버너가 자동으로 재설정되며, 시간 정확도는 ±0.1초입니다.
• 화염 지속 시간 측정: 시료가 화염에서 분리된 후, 장치는 광학 센서를 통해 시료가 계속 연소되는지 모니터링합니다. 화염이 감지되면 자동으로 화염 지속 시간 측정을 시작하고, 화염이 꺼지면 자동으로 측정을 중단하고 "점화 상태", "화염 지속 시간", "연소 확산 상황"과 같은 데이터를 표시하여 수동 관찰 시 발생하는 주관적 오류를 방지합니다.
• 데이터 저장: 5,000개 이상의 테스트 데이터 그룹을 저장할 수 있습니다. 각 데이터 그룹에는 테스트 시간, 샘플 정보, 연소 시간, 화염 지속 시간, 온도 곡선 등이 포함되어 있으며, Excel 형식으로 내보내 테스트 보고서 작성 및 데이터 추적을 용이하게 할 수 있습니다.

2.2.3 듀얼 모드 작동 및 안전 보장
고온 화상의 위험을 줄이고 작업 과정을 단순화하기 위해 LISUN ZY-3 "터치스크린 + 리모컨"의 이중 작동 모드를 채택합니다.
• 터치스크린 조작: 5인치 LCD 터치스크린은 실시간 온도, 타이밍 데이터, 화염 상태 및 기타 정보를 표시합니다. 원클릭 매개변수 설정(예: 연소 시간 30초, 화염 높이 12mm)을 지원합니다. 직관적이고 이해하기 쉬운 인터페이스로 초보자도 빠르게 시작할 수 있습니다.
• 원격 제어 작동: 무선 원격 제어 기능이 탑재되어 있어 테스터가 3m 거리에서도 테스트를 시작/일시 중지할 수 있으며, 고온 버너(화염 온도 700°C 초과)와의 근접 접촉을 피할 수 있습니다. 또한, 장치 본체는 고온 용사 코팅 강철 구조로 제작되어 고온 및 내부식성이 뛰어나 작동 안전성을 더욱 보장합니다.

3. 매개변수 사양 및 산업 응용 시나리오 LISUN ZY-3 바늘 불꽃 버너
3.1 핵심 매개변수 사양 및 모델 비교
The LISUN ZY-3 니들 플레임 버너에는 두 가지 모델이 있습니다. ZY-3 (캐비닛 포함) 및 ZY-3S (캐비닛 제외). 핵심 매개변수는 국제 표준을 엄격히 준수하며, 다양한 테스트 환경 및 샘플 요구 사항에 따라 선택할 수 있습니다. 다음 표는 두 모델의 매개변수 비교 및 ​​표준 준수를 보여줍니다.

3.2 일반적인 산업 응용 시나리오 분석
모듈형 설계와 정밀한 테스트 기능을 갖춘 LISUN ZY-3 니들 플레임 버너는 전기 및 전자, 정보 기술 장비, 조명, 자동차 전자 장치 등 다양한 분야에서 널리 사용되고 있습니다. 핵심 적용 사례는 다음과 같습니다.

3.2.1 전기 및 전자 산업: 저전압 전기 제품의 화재 시험
저전압 전기 제품(예: 릴레이, 접촉기, 회로 차단기)의 케이스와 절연 부품에 작은 불꽃이 닿으면 확장 회로 단락 고장으로 이어질 수 있습니다. 한 저전압 전기 제품 제조업체는 LISUN ZY-3 릴레이 케이싱을 테스트하기 위한 니들 플레임 버너(ABS 난연 소재):
• 테스트 설정: 연소 시간 30초, 버너 기울기 45°, 연소 지점은 케이싱의 약한 부분(두께 1.5mm)입니다.
• 시험 결과: 연소 중 시료가 발화하지 않았으며, 화염에서 분리된 후에도 화염 지속성이 없어 GB/T 5169.5-2020의 요구 사항을 충족합니다.
• 적용 가치: 부적격 배치는 배치 테스트를 통해 선별되었습니다(특정 배치의 케이싱은 연소 25초, 화염 지속 시간 8초에 점화됨). 이를 통해 해당 배치의 시장 진입 및 안전 위험 발생을 방지했습니다. 동시에, 발화 문제 해결을 위해 ABS 소재의 난연제 함량을 15%에서 20%로 증가시키는 재료 배합 최적화를 위한 데이터 기반을 제공했습니다.

3.2.2 조명 장비 산업: LED 드라이버 및 조명기구의 화재 테스트
LED 조명기구는 장시간 고온에서 작동하기 때문에 드라이버 케이스와 램프 홀더 절연재가 화재 위험이 될 수 있습니다. 한 조명 회사에서는 LISUN ZY-3 LED 드라이버 케이스(PC 소재)를 테스트하기 위한 니들 플레임 버너:
• 테스트 기준: GB 7000.1-2015 “조명기구 - 1부: 일반 요구 사항 및 시험”.
• 테스트 프로세스: 드라이버 내부 구성 요소의 과열로 인해 발생하는 작은 불꽃을 시뮬레이션하고, 드라이버 케이스에서 30초간 연소를 수행하며, 점화 및 연소 확산이 발생하는지 모니터링합니다.
• 주요 결과: 적격 케이싱은 연소 후 화염이 발생하지 않았으며, 표면 탄화만 약간 발생했습니다. 부적격 케이싱(재활용 PC 소재)은 연소 18초 만에 발화되었고, 화염 지속 시간은 12초였으며, 화염은 내부 회로로 확산되었습니다. 이 시험은 부적격 제품을 효과적으로 차단하고 조명기구 사용의 안전성을 보장했습니다.

3.2.3 자동차 전자 산업: 신에너지 차량 충전 파일 테스트
신에너지 자동차 충전 파일의 충전 전류가 크기 때문에 작은 불꽃에 의해 절연 부품이 발화될 경우 배터리 화재 사고가 발생할 수 있습니다. 제3자 시험 기관에서 LISUN ZY-3 충전 파일의 절연 부분(에폭시 유리 천 보드)을 테스트하기 위한 니들 화염 버너:
• 시험 표준: GB/T 2408-2021 “플라스틱 - 연소 거동 측정 - 수평 및 수직 방법”, IEC 60695-11-5:2016.
• 테스트 초점: 700°C 화염에서 절연 부분의 점화 시간, 화염 지속 시간, 물방울이 생성되는지 여부를 모니터링합니다(방울은 아래쪽의 가연물을 점화할 수 있음).
• 테스트 결론: 합격한 절연 부품은 발화나 낙하가 없었고 화염 지속 시간이 0초로 충전 파일의 방화 요구 사항을 준수했습니다. 제출된 샘플은 연소 22초에서 발화하고 화염 지속 시간이 9초였으며 낙하가 발생했는데, 이는 불합격으로 판정되어 기업이 제품 인증 위험을 피하는 데 도움이 되었습니다.

3.2.4 소재 연구개발 분야: 엔지니어링 플라스틱의 난연성능 평가
과학 연구 기관에서는 종종 다음을 사용합니다. LISUN ZY-3 새로운 난연성 소재의 성능을 평가하기 위해 니들 플레임 버너를 사용했습니다. 소재 연구소에서 할로겐 프리 난연제가 첨가된 개질된 PA66 소재를 테스트했습니다.
• 시험 목적: 작은 화염에 대한 재료의 내화성을 검증하고 전기 및 전자 케이스 재료 선정의 기초를 제공합니다.
• 시험변수 : 난연제 첨가량을 변화(10%, 15%, 20%)시켜 첨가량에 따른 발화시간과 화염지속시간을 비교한다.
• 연구 결과: 난연제 첨가량이 20%일 때는 발화 현상이 발생하지 않았고, 15%일 때는 발화 시간이 15초, 화염 지속 시간이 3초였으며, 10%일 때는 발화 시간이 8초, 화염 지속 시간이 15초로 나타났습니다. 최종적으로 난연성과 비용의 균형을 고려했을 때, 15%가 최적의 첨가량으로 결정되었습니다.

4. 성능 검증 및 표준 준수 LISUN ZY-3 바늘 불꽃 버너
4.1 성능 검증 데이터
테스트 정확도를 확인하려면 LISUN ZY-3 표준 시료(GB/T 5169.5-2020에 명시된 페놀 플라스틱 판)인 니들 플레임 버너를 반복 시험을 위해 선정했습니다. 결과는 아래 표에 나와 있습니다.

데이터로부터 볼 수 있듯이 주요 지표는 다음과 같습니다. LISUN ZY-3 니들 플레임 버너는 화염 높이, 온도 상승 시간, 타이밍 정확도 등 모든 면에서 표준 요구 사항을 충족하며, 점화 판정 정확도는 100%에 도달하고 시험 반복성이 양호하여 시험 결과의 신뢰성을 보장할 수 있습니다.

4.2 표준 준수
The LISUN ZY-3 니들 플레임 버너는 테스트 결과의 전 세계적 인정을 보장하기 위해 다양한 국제 및 국내 권위 표준을 엄격히 준수합니다.
• 핵심 시험 방법 표준: GB/T 5169.5-2020 “전기 및 전자 제품에 대한 화재 위험 시험 – 제5부: 시험 화염 – 바늘 화염 시험 방법”, IEC 60695-11-5:2016 “화재 • 위험 시험 – 제11-5부: 시험 화염 – 바늘 화염 시험 방법”.
• 제품별 표준: GB 7000.1-2015 "조명기구 - 제1부: 일반 요구 사항 및 시험", GB/T 4943.1-2022 "정보기술 장비 - 안전 - 제1부: 일반 요구 사항", GB/T 2408-2021 "플라스틱 - 연소 동작 결정", IEC 62368-1:2023 "오디오/비디오, 정보 및 통신 기술 장비 - 제1부: 안전 요구 사항".
• 산업별 표준: ISO 6722-1:2019 "도로 차량 - 케이블, 전선 및 하네스 - 제1부: 일반 요구 사항 및 테스트 방법"(자동차 전선 하네스 테스트), UL 94:2024 "장치 및 가전제품 부품용 플라스틱 소재의 가연성 테스트 표준"(플라스틱 난연성 테스트).

5. 결론 
The LISUN ZY-3 바늘 불꽃 버너 정밀 온도 제어, 자동 타이밍, 데이터 기록과 같은 핵심 기능을 모듈식 설계를 통해 통합하여 기존 장비의 문제점인 "낮은 매개변수 정확도, 복잡한 작동, 높은 안전 위험"을 해결합니다. 엄격한 표준 준수와 유연한 적응성을 통해 전기 및 전자, 조명, 자동차 전장 등의 분야에서 화재 안전 시험을 위한 핵심 장비로 자리매김했습니다. 기업의 공장 품질 검사부터 제3자 인증, 과학 연구 기관의 소재 연구 개발에 이르기까지, 이 장비는 신뢰할 수 있는 시험 데이터를 제공하여 제품이 시장 진입 요건을 충족하고 화재 위험을 줄이는 데 도움을 줍니다.