北京北廣精儀儀器設備有限公司

關于漏電起痕試驗和耐漏電起痕指數(shù)的確定

1  引言 

    耐漏電起痕指數(shù)PTI是固體絕緣材料特性的一項重要技術指標。該指數(shù)可以用于材料質(zhì)量控制、材料合格標準，以及材料特性檢驗、不同材料特性比較等用途；但不能作為電子類產(chǎn)品漏電程度的依據(jù)。耐漏電起痕指數(shù)是通過漏電起痕試驗確定，當電壓施加到放在試樣表面上電極裝置之間，電解液以規(guī)定的時間間隔滴到兩極之間時，能導致漏電痕跡的形成；引起材料破壞所必須的液滴數(shù)隨著施加電壓的降低而增加，當?shù)陀谀骋粩?shù)值時，不形成漏電痕跡，這個過程為漏電起痕試驗。如果設備構(gòu)件在潮濕條件下使用較低耐漏電起痕指數(shù)的絕緣材料，則電氣設計者應更加注意爬電距離和電氣間隙的安全問題。

漏電起痕試驗是在BDH型漏電起痕試驗儀上進行，儀器結(jié)構(gòu)圖1所示。 

左右移動重物塊,使每個電極在天平上的作用力的等效質(zhì)量在 96.94—107.14g范圍內(nèi)。 

試驗中電極與試樣表面應保持在同一水平面,避免局部接觸。否則會導致電極間的電場不均勻, 強電場地方容易擊毀絕緣出現(xiàn)電蝕損現(xiàn)象。建議采用調(diào)節(jié)式顯微鏡檢查樣品被測表面積的合適度。圖3為電極放在試樣表面上的情況。

2.2  樣品表面的處理 

GB4207-84第3.1條規(guī)定：試樣表面應清潔，沒有灰塵、贓物、指印、油脂、脫膜劑或其他可能影響試驗結(jié)果的雜質(zhì)。清潔試樣時應防止引起材料溶脹、軟化、腐蝕或其他損傷。清潔方法有蒸餾水法、干棉球法、橡膠球吹氣法和無水乙醇清洗法等。實際操作時應注意：蒸餾水不易揮發(fā)，在自然干燥過程中可能吸附空氣中的灰塵或雜質(zhì)，用水過度可能導致材料膨脹變形；用干棉球擦拭試樣表面會留有細小的棉絲，而且很難清除指印和油脂；橡膠球吹氣法對清除試樣表面浮塵非常有效；無水乙醇是一種較理想的清潔劑，它能去汗去油去雜質(zhì)，易揮發(fā)*跡。在處理樣品時可根據(jù)實際情況選用清洗方法，為確保試驗樣品的清潔，操作時應帶手套，避免在試樣上留下汗印及雜質(zhì)。 2.3  NH4Cl溶液的配置 

NH4Cl溶液的濃度直接影響試驗的測試結(jié)果。

電解液的濃度越高,電極間形成的導電通路的時間越長，作用在樣品表面電場的時間也越長，從而使試驗偏嚴，測得樣品的耐漏電起痕指數(shù)PTI值偏小；反之電解液的濃度越低，電極間形成的導電通路的時間越短，作用在樣品的表面電場的時間也越短，因而使試驗偏松，測得樣品的耐漏電起痕指數(shù)PTI值偏大，所以要嚴格按標準配制電解液。A類溶液23±1℃的電阻率395±5Ωcm，B類溶液170±5Ωcm。通常使用A類溶液，如果需要做更強的侵蝕性試驗，可選擇B類溶液，并且檢驗報告中PTI值后面加字母“M”表述。 

此外，NH4Cl溶液容易吸潮，即使放在密封玻璃瓶內(nèi)保存時間過長，溶液濃度也會發(fā)生變化。為確保試驗準確性，應做到每次試驗前對溶液濃度進行測定。電導率儀是用來測量溶液濃度的儀器，它的電極常數(shù)應根據(jù)使用頻度要求，定期進行常數(shù)校準。 2.4  NH4Cl溶液用量的校準 

試驗中溶液用量的控制是整個試驗的重要環(huán)節(jié)，它包括溶液的滴定量和滴定速度兩個方面。溶液滴定量的大小決定電極間導電通路的時間長短, 溶液滴定量大，形成導電通路的時間就會長，我們知道電解液在電場的作用下產(chǎn)生熱溶液被蒸發(fā)。漏電起痕試驗應盡可能地做到：在電極間前后兩次形成導電通路時，試驗樣品上兩電極間的電解液充分加熱，并*蒸發(fā)，使上一次的導電通路不對下一次的導電通路造成影響，為保證試驗按理想結(jié)果進行，就必須對溶液滴定量和滴定速度加以控制。 

    GB4207-84第4.4條規(guī)定：試驗溶液應從30mm---40mm的高度滴到兩電極中間的絕緣材料表面上，液滴滴落時間間隔（30±5）s。液滴大小為20+3mm3。滴液大小應定期檢查，1cm3溶液滴出44---50滴。對于A溶液可采用針尖直切的12#輸血針為滴液針。LDQ-1漏電起痕試驗儀是通過調(diào)節(jié)溶液器皿液面高度來控制滴定量。為保證液滴大小和溶液濃度的均勻性，在試驗前應洗凈滴針，并流掉10—20滴溶液。漏電起痕試驗儀通常帶有定時裝置，可以控制滴定速度和顯示滴定次數(shù)。 

3  漏電起痕試驗 

在做好電解液配制與調(diào)試、樣品預處理與安放、設備電極安置與調(diào)試后，按照《設備操作規(guī)程》進行試驗。IEC60112：2003版第8.3條指出：滴液系統(tǒng)開始工作，滴液應落在樣品的表面上，繼續(xù)試驗直至發(fā)生下列情況之一，才能停止試驗。①過流繼電器動作；②產(chǎn)生持續(xù)火花（超過2s的燃燒為持續(xù)火花）；③滴完50（100）滴總量，過25s后無①或②情況發(fā)生。試驗完畢，進行箱體內(nèi)通風，驅(qū)走煙霧，取走樣品。注意在正常情況下：情況①發(fā)生電痕失效現(xiàn)象，既導電部件間形成電痕，造成絕緣失效；情況②發(fā)生電蝕損現(xiàn)象，即持續(xù)火花產(chǎn)生電蝕損，造成絕緣破壞，而且蝕損過程是逐漸形成；情況③可能出現(xiàn)電火花產(chǎn)生電蝕損。 

此外，在試驗過程中有時可能會出現(xiàn)閃絡現(xiàn)象，既在樣品表面上方兩個電極間形成電弧。嚴重時可能發(fā)生過流繼電器動作報警，導致試驗失敗。圖4為漏電起痕試驗時，電極之間發(fā)生閃絡的情況（照片僅為說明閃絡現(xiàn)象）。

為保證結(jié)果反映實際情況，漏電起痕試驗還應注意以下幾個問題： 

①由于試樣材質(zhì)的非均勻性，應選則具有代表性的部位，讓電極接觸線與材料表面紋路垂直。 ②只要測試結(jié)果為穿孔，便會認為試驗失敗，應將試驗過程在報告中描述。 

③試驗時可能會遇到電解液或污染物聚集在試樣表面上的凹坑或閃絡導致過流繼電器動作，而不是電痕失效引發(fā)過流繼電器動作，這種情況下應重做試驗。 

④要保持設備的清潔。確保使用的電解液與配置的電解液電導率的*性。上次測試中剩余的滴液會污染電解液，或電解液蒸發(fā)加大溶液密度，這兩種情況都會使測量值偏離實際值。解決方法是：每次測試前，用溶液洗凈滴管外部，然后沖刷管內(nèi)壁。根據(jù)每次測試的時間間隔，滴管滴掉10—20滴，以沖掉不明液體。 

⑤試驗中由于樣品的軟化或蝕損，電極會發(fā)生移動，電極*會在樣品表面留下電痕，從而導致電極距離的改變。目前多數(shù)設備設計是：電極距離大小及方向改變，都是由電極軸和電極對樣品的相對位置決定。距離變化的情況，不同材質(zhì)是不一樣的；而且不同的測試設計也會導致各種設備測量結(jié)果的不*。因此，在分析結(jié)果時應特別注意這種情況。

4.2耐漏電起痕指數(shù)的確定 

IEC60112：2003版第3.7條要求：樣品經(jīng)過5次測試，每次經(jīng)50滴電解液試驗，無電痕失效或無持續(xù)火花，此時試驗電壓稱為耐漏電起痕指數(shù)。試驗電壓采用25V整數(shù)倍，建議優(yōu)先使用175V、250V、300V、375V或500V電壓值。上面提到終止試驗的第③情況，試驗電壓被確定為該材料的耐漏電起痕指數(shù)通過；①或②情況試驗電壓被確定為該材料的耐漏電起痕指數(shù)不通過。                      

以試驗電壓175V為例，耐漏電起痕指數(shù)結(jié)果用下列方式表述： ① 在規(guī)定的試驗電壓下通過或不通過表述：PTI175通過或PTI175不通過； 

② 在規(guī)定的蝕損深度和規(guī)定的試驗電壓下通過或不通過表述：PTI175-0.8通過或

PTI175-0.8不通過,其中0.8mm為蝕損深度； 

③ 由于試樣燃燒導致蝕損深度無法測量,應如實描述寫入報告； ④ 樣品穿孔，應如實描述寫入報告，并指出其深度和厚度； ⑤ 閃絡導致試驗無效，應如實描述寫入報告。 

5  結(jié)束語 

由于漏電起痕試驗過程環(huán)節(jié)較多，影響試驗結(jié)果的因素也很多，相同材料不同設備試驗結(jié)論也可能不同。因此通過對漏電起痕試驗過程的描述，及試驗中遇到的現(xiàn)象進行說明，力求試驗結(jié)果能夠反映絕緣材料的真實性能。

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