GB4207固體絕緣材料在潮濕條件下相比電痕化指數(shù)和耐電痕化

指數(shù)的測定方法

LDQ-2觸摸屏漏電起痕測試儀

LDQ-3步進(jìn)電機(jī)漏電起痕試驗(yàn)儀

ZLD-6000V高壓漏電起痕試驗(yàn)儀

1、范圍：

本試驗(yàn)方法可測量在電壓高達(dá)600V時固體電氣絕緣材料在電場作用下表面暴露于含雜質(zhì)的水時的相對耐電痕化性能。

當(dāng)將電壓施加到放在材料表面上規(guī)定的電極裝置之間，且電解液以規(guī)定的時間間隔滴到兩電極之間時，在此試驗(yàn)情況下可能產(chǎn)生電痕化。引起材料破壞所必需的液滴數(shù)隨著施加電壓的減小而增加，且在低于某一限值時，不發(fā)生電痕化。

當(dāng)材料在高試驗(yàn)電壓下也未電痕時，可以有不同程度的腐蝕，且腐蝕深度能測出。某些材料能在試驗(yàn)時燃燒。

注1：用該方法得出的材料的耐電痕化等級可能與用其他耐電痕化試驗(yàn)方法，例如高電壓下小電流放電的試驗(yàn)方法得出的結(jié)果有所不同，本試驗(yàn)方法能較好區(qū)別耐電痕化性能較差的材料。本方法不太適用于戶外使用的材料，對于那些材料應(yīng)采用IEC出版物60587中的試驗(yàn)方法：評定在嚴(yán)酷環(huán)境條件下使用的電氣絕緣材料耐電痕化和蝕損的試驗(yàn)方法。

注2：在電氣設(shè)備設(shè)計(jì)時，不能直接用該方法得到的試驗(yàn)結(jié)果來確定安全爬電距離。

2、定義：

2.1

電痕化  tracking

在電應(yīng)力和電解雜質(zhì)對材料表面的聯(lián)合作用下，固體絕緣材料表面導(dǎo)電通路的逐步形成。

2.2

電蝕損   electrical erosion

由于放電作用而使絕緣材料耗損

2.3

相比電痕化指數(shù)   comparative tracking index(CTI)

材料經(jīng)受50滴電解液而沒有電痕化的以伏特為單位的大電壓值。

注：各個試驗(yàn)電壓值以及CTI值應(yīng)能被25整除。

2.4

耐電痕化指數(shù)   proof tracking index(PTI)

材料經(jīng)受50滴電解液而不出現(xiàn)電痕化的以伏特為單位的耐電壓值。

3、試樣：

使用具有平整表面的試樣，其表面應(yīng)使得在試驗(yàn)時液體不會從試樣邊緣流出。尺寸是不小于15mm×15mm的平整表面。試樣厚度應(yīng)大于或等于3mm，并在報(bào)告上注明。

注1：在特殊情況下，為得到平整的表面，可以進(jìn)行研磨。然而，這應(yīng)在試驗(yàn)報(bào)告中注明。

注2：在厚度小于3mm的試樣上得到的CTI值相互間不能進(jìn)行比較。例如，如果薄試樣放在金屬或玻璃的墊板上，則墊板能很快地散發(fā)熱量并改變CTI值。因此，對厚度小于3mm的試樣把兩塊或必要時把多塊試樣疊起來做實(shí)驗(yàn)。

注3：如果電極的方向?qū)τ诓牧夏承┙Y(jié)構(gòu)影響顯著的話，則應(yīng)在報(bào)告上注明電極的方向。應(yīng)采用測得的CTI為小的那個方向。

注4：宜在沒有傷痕的面積內(nèi)進(jìn)行試驗(yàn)。如果不可能做到，則應(yīng)將在傷痕面積內(nèi)測得的結(jié)果與試樣表面狀態(tài)的敘述一起寫入報(bào)告。

試樣表面?zhèn)墼黾恿嗽囼?yàn)結(jié)果的分散性。如果電痕化電流是沿著傷痕方向流過，則試樣有可能在電痕化電壓比電痕化電流橫過傷痕時還要低的電壓（或較少的液滴數(shù)）下出現(xiàn)破壞。

4、處理：

試樣表面應(yīng)清潔，沒有灰塵、臟物、指印、油脂、油脫模劑或其他有可能影響試驗(yàn)結(jié)果的污染物。在清潔試樣時應(yīng)注意避免引起材料的溶脹、軟化實(shí)質(zhì)性擦傷或其他損傷。清潔和處理程序應(yīng)在試驗(yàn)報(bào)告中說明。

5、試驗(yàn)設(shè)備：

5.1  電極

具有5mm×2mm矩形截面的兩個鉑金電極，電極一端邊緣切成30°角的斜面（圖1）。斜面的刃稍微磨圓。

在試樣的平坦水平表面上，兩電極面垂直相對，電極之間的夾角為60°，電極間相距4.0mm±0.1mm（圖2）。每個電極施加于試樣表面的力應(yīng)是10N±0.05N。電極安放在試樣上的裝置示于圖3。

注：如果為了模擬實(shí)際情況使用鉑金以外的其他金屬電極，那么應(yīng)在試驗(yàn)報(bào)告中說明所用的金屬，所得到的結(jié)果不能稱為CTI和PTI。

圖1  電極         圖2  電極裝置

5.2    試驗(yàn)電路

施加在電極上的電壓是能在100V～600V之間變化的基本上是正弦波的電壓，其頻率48Hz～60Hz之間。電源功率應(yīng)不小于0.5kVA，電路的原理圖如圖4所示。

圖4  試驗(yàn)電路的示例

可變電阻器應(yīng)能調(diào)節(jié)兩電極間的短路電流到1.0A±0.1A，且在此電流下，在電壓表上指示的電壓下降值應(yīng)不超過10%。

在試驗(yàn)電路中，過電流繼電器應(yīng)在0.或更大的電流持續(xù)2s時動作。

5.3  滴液裝置

在兩電極之間的試樣表面應(yīng)被所滴的試驗(yàn)溶液潤濕，溶液滴落的時間間隔為30s±5s。液滴應(yīng)從30mm～40mm的高度滴到兩電極間試樣表面的中央。液滴大小應(yīng)為(20⁺³₀)mm³。每次試驗(yàn)前，要擦凈滴針或其他滴液管流出口，并讓他流出足夠的液滴以保證使用的是正確濃度的溶液。

注1：在各次試驗(yàn)之間留存在針頭里的溶液，由于蒸發(fā)會使溶液的濃度增加。根據(jù)試驗(yàn)延遲時間的不同，讓溶液先流出大約5滴～20滴，通常能去掉濃度太大的液體。

注2：為了確定液滴的大小，應(yīng)該核對1cm³的液體流出的液滴數(shù)應(yīng)在44滴到50滴之間，并定期檢查液滴大小。

注3：可以采用外徑0.9mm～1.1mm針尖直切的皮下注射針頭來做滴液裝置。

注4：在某些特定情況下，溶液滴落時間間隔偏差±5s太大，將影響試驗(yàn)結(jié)果，這時可改為偏差±1s。

5.4  試驗(yàn)溶液

溶液A：(0.1±0.002)%質(zhì)量分?jǐn)?shù)的氯化銨(NH₄Cl)用蒸餾水或去離子水稀釋，其溶液在23℃±1℃時的電阻率是395Ω·cm±5Ω·cm。

溶液B：(0.1±0.002)%質(zhì)量分?jǐn)?shù)的氯化銨(NH₄Cl)和(0.5±0.002)%質(zhì)量分?jǐn)?shù)的烷基萘-磺酸鈉鹽用蒸餾水或去離子水稀釋其溶液在23℃±1℃時的電阻率是170Ω·cm±5Ω·cm。

優(yōu)先采用溶液A。

如果需要侵蝕性更強(qiáng)的污染物,則應(yīng)使用溶液B。如用溶液B，則在CTI和PTI值后加一個字母“M”（例如CTI250M）。

如果采用了溶液A和溶液B以外的其他溶液，則應(yīng)在試驗(yàn)報(bào)告中說明，其結(jié)果不能成為CT1或PTI。

注：電痕化隨溶液電阻率的減小而加速，且也受試驗(yàn)溶液的化學(xué)性質(zhì)所影響。

6、程序：

6.1  概述

應(yīng)該將試樣放在無通風(fēng)地方并在23℃±5℃的環(huán)境溫度下進(jìn)行試驗(yàn)。電極的污染會影響試驗(yàn)結(jié)果。在每次試驗(yàn)前應(yīng)清洗電極。

被測試樣應(yīng)放在金屬或玻璃撐板上，試樣的被試表面呈水平，使兩個電極的刃按規(guī)定的力緊壓在試樣上。

應(yīng)檢查兩電極之間的距離，保證電極和試樣之間良好的接觸。如果兩電極的邊緣已被腐蝕，則應(yīng)重新磨尖。將電壓調(diào)節(jié)成可被25整除的一個合適的值，調(diào)節(jié)電路的電阻使短路電流在給定的偏差內(nèi)。然后使電解液滴落在被試表面直到形成電痕化而產(chǎn)生破壞或直到滴落50滴電解液為止。

如果在試樣表面兩電極間的一個導(dǎo)電通道中流過0.或更大的電流持續(xù)至少2s，于是過電流繼電器動作；或繼電器雖未動作而試樣燃燒了，則認(rèn)為試樣已發(fā)生破壞。

注1：如果在同一試樣上做多次試驗(yàn)，則應(yīng)注意試驗(yàn)點(diǎn)之間要有足夠的間隔，使試驗(yàn)點(diǎn)上飛濺出的污物不污染其他的被試表面。

注2：如果試樣的撐板是金屬的，則可將它接到試驗(yàn)電路里，可指示出試樣腐蝕穿孔的情況。

注3：因試驗(yàn)可能產(chǎn)生有害或有毒的氣體，因此，采取安全措施以排除或限制擴(kuò)散這些氣體。

6.2  CTI的測定

調(diào)節(jié)電壓到一個預(yù)先選擇好的值并進(jìn)行50滴試驗(yàn)試樣不發(fā)生破壞或在50滴以內(nèi)直到出現(xiàn)破壞。接著在試樣的其他試驗(yàn)點(diǎn)上施加更低或更高的電壓做試驗(yàn)，一直到得出在五個不同點(diǎn)上對于50滴溶液不發(fā)生破壞的大電壓值，這個大電壓的數(shù)值就是CTI（例如CTI425）。它是表示將這個大電壓值降低25V在另外的五個點(diǎn)上再進(jìn)一步做試驗(yàn)，并在100滴溶液下試樣沒有發(fā)生破壞。有一些材料可能不會滿足后面這個規(guī)定，對于這些材料要確定出試樣在五個試驗(yàn)點(diǎn)都能經(jīng)受住100滴或更多滴溶液的大電壓值，并將這個電壓數(shù)值附在CTI中表示出來，例如CTI425(375)。

注1：如果不知道材料的性能則起始電壓可選取試驗(yàn)范圍中間值，例如300V。如果試樣經(jīng)受住50滴液滴那么增加電壓再做試驗(yàn)；如果不到50滴試樣發(fā)生破壞，則降低電壓再做試驗(yàn)。這電壓的增減量應(yīng)當(dāng)是25V或25V的倍數(shù)。繼續(xù)進(jìn)行試驗(yàn)，直到獲得五個試樣經(jīng)受住50滴的高電壓值。

注2：對于多數(shù)材料，50滴的電壓（在這個電壓下試樣經(jīng)受住50滴而沒有形成電痕化）可認(rèn)為接近漸近值。比50滴電壓低25V的試驗(yàn)是為了進(jìn)一步證明這種情況。材料經(jīng)受100滴而不發(fā)生電痕化的電壓比50滴電壓低得越多，這個電壓離漸近線就越遠(yuǎn)。

注3：注意：更高的電壓下和多于50滴液滴時，試樣可能由于溶液和污染物積聚在試樣表面的凹痕和小孔處而發(fā)生破壞（由過電流繼電器的動作表明），而不是由于如2.1所述的導(dǎo)電通路所引起。此時必須重新做試驗(yàn)，如果得不到定義規(guī)定的結(jié)果，就在試驗(yàn)報(bào)告中加以說明。

6.3  耐電痕化試驗(yàn)

在材料規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)或電工設(shè)備規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)中，或其他標(biāo)準(zhǔn)中如果只需要一個耐電痕化試驗(yàn)時，應(yīng)按照6.1進(jìn)行試驗(yàn)，但試驗(yàn)只在一個規(guī)定的電壓下進(jìn)行。規(guī)定數(shù)量的試樣應(yīng)經(jīng)受住50滴而不發(fā)生破壞。

建議采用五個試樣。在特殊情況下，可規(guī)定少一些試樣。

優(yōu)先采用的試驗(yàn)電壓為：175V，250V，300V，375V或500V。建議耐電痕化指數(shù)縮寫為PTI。

6.4  蝕損的測定

將沒有發(fā)生電痕的試樣應(yīng)清除掉粘在其表面的碎屑或松散地附著在上面的分解物，然后將它放在深度規(guī)的平板上。用一個具有半球形端部其直徑為1mm的探針來測量每個試樣的大蝕損深度，準(zhǔn)確到0.1mm。應(yīng)在試驗(yàn)報(bào)告中注明五次測量的大值。

6.4.1  當(dāng)按6.2試驗(yàn)時，應(yīng)該在相應(yīng)于CTI的電壓下做過試驗(yàn)的五個試樣上測量蝕損深度。

6.4.2  當(dāng)按6.3試驗(yàn)時，應(yīng)該在規(guī)定的電壓下經(jīng)受住50滴液滴的試樣上測量蝕損深度。

7、漏電起痕檢測儀報(bào)告：

試驗(yàn)報(bào)告應(yīng)包括下述內(nèi)容：

7.1  被試材料的確認(rèn)。

7.2  漏電起痕檢測儀試樣厚度。

7.3  漏電起痕檢測儀表面特性。

7.3.1  是否在試樣的原始表面上進(jìn)行試驗(yàn)。

7.3.2  被試表面是否研磨過。

7.3.3  被試表面是否涂過漆。

7.3.4  表面有無劃痕。

7.4  條件處理與清潔程序。

7.5  如果不是用鉑金電極，則應(yīng)說明電極用的金屬材料。

7.6  如果不是用A或B溶液，則注明污染液。

7.7  相比電痕化指數(shù)

7.7.1  CTI，例如“CTI400”，“CT1400M”或“CTI400(350)”。

7.7.2  蝕損深度，例如“CTI275-1.2”，“CTI275M-1.2”或“CTI275(200)-1.2”。

7.8  耐電痕化指數(shù)

7.8.1  試驗(yàn)在規(guī)定的電壓下通過或破壞，例如“PTI75通過”或“PTI175M破壞”。

78.2  試驗(yàn)在規(guī)定的蝕損深度和電壓下通過或破壞，例如“PTI250-0.8通過”或“PTI250M0.8破壞”。

7.9  由于試樣燃燒，7.7，7.8兩項(xiàng)內(nèi)容無法報(bào)告時，應(yīng)在報(bào)告中說明。