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材料(耐漏電起痕）檢測(cè)

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發(fā)布時(shí)間：2025-07-25 08:46:29 更新時(shí)間：2025-07-24 08:46:29

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作者：中科光析科學(xué)技術(shù)研究所檢測(cè)中心

材料（耐漏電起痕）檢測(cè)

在現(xiàn)代電氣、電子及電力設(shè)備制造中，絕緣材料的性能直接關(guān)系到設(shè)備的安全性和長(zhǎng)期運(yùn)行的可靠性。其中，耐漏電起痕（或稱耐電痕化）性能是絕緣材料在特定條件下抵抗其表面因電場(chǎng)和污穢物的共同作用而形成導(dǎo)電通道（電痕）能力的核心指標(biāo)。若材料耐漏電起痕性能不足，在潮濕、污穢或存在電解液的環(huán)境中，其表面可能形成碳化導(dǎo)電通路，導(dǎo)致絕緣失效，引發(fā)短路、火災(zāi)等嚴(yán)重事故。因此，對(duì)絕緣材料進(jìn)行嚴(yán)格的耐漏電起痕檢測(cè)，是評(píng)估其在嚴(yán)苛工況下絕緣可靠性、保障設(shè)備和人身安全的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。準(zhǔn)確、規(guī)范的檢測(cè)能夠?yàn)椴牧线x型、產(chǎn)品設(shè)計(jì)及質(zhì)量管控提供至關(guān)重要的依據(jù)。

檢測(cè)項(xiàng)目

耐漏電起痕檢測(cè)的核心項(xiàng)目通常是測(cè)定材料的“相比電痕化指數(shù)”（Comparative Tracking Index, CTI）和/或“耐電痕化指數(shù)”（Proof Tracking Index, PTI）。

CTI (相比電痕化指數(shù)): 這是最常用和最重要的指標(biāo)。它定義為材料表面在規(guī)定的試驗(yàn)條件下，承受50滴電解液而不發(fā)生電痕化失效的最高電壓值（單位：伏特V）。CTI值越高，表明材料的耐漏電起痕性能越好。通常根據(jù)CTI值對(duì)材料的耐電痕性進(jìn)行分級(jí)（如CTI ≥ 600 為最高級(jí)）。
PTI (耐電痕化指數(shù)): 該指標(biāo)用于驗(yàn)證材料在規(guī)定電壓（通常是行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)或產(chǎn)品規(guī)范中指定的電壓，如400V、600V等）下，承受50滴電解液而不發(fā)生電痕化失效的能力。PTI是一個(gè)“通過(guò)/不通過(guò)”性質(zhì)的指標(biāo)。

檢測(cè)儀器

進(jìn)行耐漏電起痕檢測(cè)的核心設(shè)備是“電痕化試驗(yàn)儀”。該儀器通常包含以下關(guān)鍵部件：

電極系統(tǒng)： 采用鉑金或耐腐蝕合金制成的兩個(gè)矩形截面電極（通常尺寸為2mm x 5mm），以規(guī)定角度（通常為60°）和距離（通常為4.0mm ± 0.1mm）相對(duì)放置于樣品表面。電極施加規(guī)定的試驗(yàn)電壓。
試驗(yàn)樣品臺(tái)： 用于放置和固定待測(cè)材料樣品，通常具有水平調(diào)節(jié)功能。
電解液滴落裝置： 精密的滴液裝置，用于以恒定的時(shí)間間隔（通常為30±5秒）向兩電極間施加規(guī)定體積（通常為0.1 mL ± 0.002 mL/滴）的電解液滴。標(biāo)準(zhǔn)電解液通常由分析純的氯化銨（NH?Cl）溶解在蒸餾水或去離子水中配制成濃度為0.1% ± 0.002% 質(zhì)量分?jǐn)?shù)的溶液。
高壓電源： 提供100V至600V可調(diào)的交流正弦波（頻率50Hz或60Hz）高壓輸出，精度要求高。
電流監(jiān)測(cè)與切斷裝置： 實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)流過(guò)電極間的電流。當(dāng)電流超過(guò)設(shè)定閾值（通常為0.5A）并持續(xù)達(dá)2秒時(shí)，設(shè)備會(huì)自動(dòng)切斷電源，并判斷樣品失效。
計(jì)時(shí)器/計(jì)數(shù)器： 記錄試驗(yàn)時(shí)間和/或滴落次數(shù)。

檢測(cè)方法

最廣泛采用的耐漏電起痕檢測(cè)方法是依據(jù)IEC 60112、GB/T 4207（中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)）或ASTM D3638（美國(guó)材料與試驗(yàn)協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)）等標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行的“恒定電壓法”（用于測(cè)定CTI）或“指定電壓法”（用于測(cè)定PTI）。主要步驟如下：

樣品制備： 將材料制成至少15mm x 15mm或更大尺寸的標(biāo)準(zhǔn)試樣，厚度通常不小于3mm。表面應(yīng)平整、清潔、無(wú)劃痕、氣泡等缺陷。
安裝樣品與電極： 將樣品水平放置在試驗(yàn)臺(tái)上。將兩個(gè)清潔的電極按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的角度和間距（60°, 4mm）壓在樣品表面，確保接觸良好。
接通電源： 打開高壓電源，在兩電極間施加選定的試驗(yàn)電壓。
開始滴液： 啟動(dòng)滴液裝置，以規(guī)定的間隔（如30秒/滴）將規(guī)定體積的電解液滴（0.1% NH?Cl溶液）滴落在兩電極之間的樣品表面上。
觀察與記錄：
- CTI測(cè)試： 選擇初始電壓（如300V），持續(xù)滴液50滴。若樣品未失效（未達(dá)到0.5A過(guò)流2秒），則在更高電壓（如增加25V或50V）下用新樣品重新測(cè)試。若樣品失效，則在更低電壓下測(cè)試。通過(guò)一系列測(cè)試找到能承受50滴電解液而不失效的最高電壓，即為CTI值。
- PTI測(cè)試： 直接在規(guī)定的電壓下（如400V）進(jìn)行測(cè)試，觀察樣品是否能承受50滴電解液而不失效。
判定標(biāo)準(zhǔn)： 主要根據(jù)是否發(fā)生以下現(xiàn)象之一來(lái)判定樣品失效：
- 流過(guò)樣品的電流超過(guò)設(shè)定閾值（如0.5A）并持續(xù)2秒，導(dǎo)致電源切斷。
- 電極間產(chǎn)生持續(xù)的電弧放電。
- 樣品表面產(chǎn)生深度≥0.1mm的灼蝕通道或發(fā)生燃燒。

檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)

耐漏電起痕檢測(cè)嚴(yán)格遵循國(guó)際和國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)，確保結(jié)果的可比性和可靠性。主要標(biāo)準(zhǔn)包括：

IEC 60112: 《固體絕緣材料在潮濕條件下相比電痕化指數(shù)（CTI）和耐電痕化指數(shù)（PTI）的測(cè)定方法》這是國(guó)際上最權(quán)威和廣泛采用的標(biāo)準(zhǔn)。常用版本有第5版（2020年發(fā)布），該版本對(duì)樣品處理、電極維護(hù)、失效判定等細(xì)節(jié)做了更明確的規(guī)定。
GB/T 4207: 《固體絕緣材料耐電痕化指數(shù)和相比電痕化指數(shù)的測(cè)定方法》中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，技術(shù)內(nèi)容基本等同于IEC 60112。
ASTM D3638: 《用電弧和電痕化法評(píng)定固體電絕緣材料的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法》美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)，方法與IEC 60112類似，但在具體細(xì)節(jié)（如電極尺寸、滴液間隔、失效電流閾值）上可能略有差異。
UL 746A: 《聚合材料 – 短期性能評(píng)估》美國(guó)保險(xiǎn)商實(shí)驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)，將材料耐漏電起痕性能（CTI/PTI）作為評(píng)估其電絕緣性能的關(guān)鍵指標(biāo)之一，并規(guī)定了具體的分級(jí)和應(yīng)用要求。
其他行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)： 許多特定設(shè)備或產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)（如家用電器、連接器、接線端子標(biāo)準(zhǔn)）也會(huì)引用或規(guī)定具體的耐電痕化測(cè)試要求（通常是PTI測(cè)試）。

綜上所述，材料（耐漏電起痕）檢測(cè)是通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化的儀器、方法和流程，精確測(cè)量材料抵抗表面形成導(dǎo)電通道能力的科學(xué)評(píng)估。嚴(yán)格按照IEC 60112、GB/T 4207等核心標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行CTI或PTI測(cè)試，為電氣絕緣材料的安全應(yīng)用構(gòu)筑了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)屏障，是保障電氣產(chǎn)品長(zhǎng)期可靠運(yùn)行不可或缺的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。