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材料(耐漏電起痕）檢測

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

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作者：中科光析科學(xué)技術(shù)研究所檢測中心

材料（耐漏電起痕）檢測

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)備的安全性和長期運行的可靠性。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，對絕緣材料進(jìn)行嚴(yán)格的耐漏電起痕檢測，是評估其在嚴(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)范的檢測能夠為材料選型、產(chǎn)品設(shè)計及質(zhì)量管控提供至關(guān)重要的依據(jù)。

檢測項目

耐漏電起痕檢測的核心項目通常是測定材料的“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值對材料的耐電痕性進(jìn)行分級（如CTI ≥ 600 為最高級）。
PTI (耐電痕化指數(shù)): 該指標(biāo)用于驗證材料在規(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“通過/不通過”性質(zhì)的指標(biāo)。

檢測儀器

進(jìn)行耐漏電起痕檢測的核心設(shè)備是“電痕化試驗儀”。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）相對放置于樣品表面。電極施加規(guī)定的試驗電壓。
試驗樣品臺： 用于放置和固定待測材料樣品，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)測與切斷裝置： 實時監(jiān)測流過電極間的電流。當(dāng)電流超過設(shè)定閾值（通常為0.5A）并持續(xù)達(dá)2秒時，設(shè)備會自動切斷電源，并判斷樣品失效。
計時器/計數(shù)器： 記錄試驗時間和/或滴落次數(shù)。

檢測方法

最廣泛采用的耐漏電起痕檢測方法是依據(jù)IEC 60112、GB/T 4207（中國國家標(biāo)準(zhǔn)）或ASTM D3638（美國材料與試驗協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)）等標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行的“恒定電壓法”（用于測定CTI）或“指定電壓法”（用于測定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、無劃痕、氣泡等缺陷。
安裝樣品與電極： 將樣品水平放置在試驗臺上。將兩個清潔的電極按標(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電壓。
開始滴液： 啟動滴液裝置，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過流2秒），則在更高電壓（如增加25V或50V）下用新樣品重新測試。若樣品失效，則在更低電壓下測試。通過一系列測試找到能承受50滴電解液而不失效的最高電壓，即為CTI值。
- PTI測試： 直接在規(guī)定的電壓下（如400V）進(jìn)行測試，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)象之一來判定樣品失效：
- 流過樣品的電流超過設(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。

檢測標(biāo)準(zhǔn)

耐漏電起痕檢測嚴(yán)格遵循國際和國內(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）的測定方法》這是國際上最權(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)的測定方法》中國國家標(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定固體電絕緣材料的標(biāo)準(zhǔn)試驗方法》美國標(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 – 短期性能評估》美國保險商實驗室標(biāo)準(zhǔn)，將材料耐漏電起痕性能（CTI/PTI）作為評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)）也會引用或規(guī)定具體的耐電痕化測試要求（通常是PTI測試）。

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