适用于固体在允许电压下不导电的材料在潮湿条件下相比漏电起痕指数和耐漏电起痕指数的测定方法,具有简便、准确、可靠、实用等特点。

在低压电器、电线电缆、家用电器、开关插座、连接器、覆铜板以及各类固体在允许电压下不导电的材料的使用场景中,绝缘表面长期处在电场、潮湿、灰尘与污染物的共同作用下,有可能会出现一种渐进式的失效形式——漏电起痕。它不像击穿那样在某个瞬间骤然发生,而是沿着绝缘表面一点一点发展,先在局部形成微小的碳化痕迹,随后痕迹连成通路,绝缘电阻逐步下降,演变为沿面闪络甚至短路起火。正因为它发展缓慢、初期不易察觉,不少设备在故障发生之前,表面看起来并无明显异常,这也使耐电痕性能的检测成为绝缘材料评价中一项需要认认真真地对待的内容。
电线电缆耐电痕检测仪BLD-600V(漏电起痕试验仪)正是用于这一评价环节的专用检测设备。它依据IEC60112:2003(GB/T4207)、UL746A、ASTM D 3638-92、DIN53480等规定要求设计制造,适用于固体在允许电压下不导电的材料在潮湿条件下相比漏电起痕指数和耐漏电起痕指数的测定,具有简便、准确、可靠、实用的特点。
漏电起痕的形成,常常要几个条件同时具备:绝缘表面存在污染或者附着水分,表面承受一定的电场强度,污染层或者水膜具有导电性,并且这种导电通路能够被电流持续加热。当这几种条件叠加时,表面液膜在电场作用下形成泄漏电流,电流通过液膜时产生焦耳热,水分蒸发,液膜在个别位置干涸断流,断流处承受的电压相对集中,进而出现微小的局部放电。放电的热量作用于高分子材料表面,使其发生热分解与碳化,生成碳质残留物。碳质残留物的电阻率远低于材料本体,于是下一次放电更倾向于集中在同一位置,碳化范围逐步扩大,形成可见的电痕。
这一过程的可怕之处在于其渐进性。从最初的肉眼难以察觉的微小痕迹,到形成贯穿电极之间的导电通道,可能经历数十次、上百次的放电循环。设备在最近一段时间里仍旧能运行,绝缘电阻的下降也未必立刻被察觉,直到某一刻沿面闪络发生,或者碳化通道引发燃烧,故障才骤然显现。在湿热地区、沿海地区、粉尘较多的车间以及户外安装的电气设备上,这类失效相对更为常见。
对电线电缆而言,绝缘层与护套层长期暴露在空气中,表面容易积聚灰尘与水分,接头部位、分支处的电场分布又相对复杂,表面电痕的发展会直接威胁线路的绝缘水平。电缆材料在选用阶段如果没有经过耐电痕性能的验证,在实际敷设环境中就也许会出现绝缘表面碳化、护套开裂等状况,埋下隐患。对开关、插座、连接器、继电器底座等低压电器而言,绝缘件表面往往同时承受污染与电场作用,材料耐电痕能力不够时,绝缘件表面容易形成导电通道,造成漏电或者短路。对覆铜板与印制电路板而言,表面污染与凝露条件下的耐电痕性能,必然的联系到电路能否在长时间运行中保持绝缘可靠,因此在板材验收与工艺选型阶段,往往需要出示相比漏电起痕指数数据作为依据。
从企业实际发生的质量上的问题来看,很多绝缘失效案例最终都能追溯到材料的耐电痕性能上。原材料批次更换、填料比例调整、阻燃体系改换、注塑工艺参数变化,都可能在提高某项性能的同时,对耐电痕性能带来不利影响。例如部分阻燃体系在提高阻燃等级的同时,会使材料表面的碳化倾向增强;部分无机填料在改善机械性能的同时,也会改变表面的放电特性。这样一些问题在没有开展耐电痕试验之前往往难以发现,一旦批量投产,返工成本与质量风险都不小。
在耐电痕性能的评价体系中,相比漏电起痕指数(Comparative Tracking Index,缩写CTI)与耐漏电起痕指数(Proof Tracking Index,缩写PTI)是两个常常会出现的结果形式,两者都以伏为单位,都来自在规定条件下施加电压并滴落电解液的试验过程,但表述的侧重有所不同。
相比漏电起痕指数侧重描述材料可承受的电压水平。在规定试验条件下,向试样表面滴落规定数量的电解液,逐步调整施加的电压,找出试样不发生漏电起痕失效的那个电压水平,即得到该材料的相比漏电起痕指数。这个数值越大,说明材料在相同污染与潮湿条件下抵抗表面碳化的能力越强,能适应的电压等级也越高。部分标准条款还规定了以100滴电解液为条件的试验方式,用以考察材料在更长时间、更多次放电条件下的表现。
耐漏电起痕指数侧重表达一种通过与否的验证结果。在指定电压下依规定的滴液条件开展试验,若试样在规定数量的电解液滴落过程中没再次出现漏电起痕失效,则该材料的耐漏电起痕指数可记为这一指定电压值。这种方式常用于产品认证与入厂检验,因为它的结论明确,便于与用户的技术方面的要求逐条对应。
两者在试验装置、电极形式、电解液条件上基本一致,差别主要在于试验目的与数据处理方式。实际使用中,有时会把这两类结果统称为耐电痕性能,在技术协议中则应当写明试验依据的标准、试样厚度、滴液数量与电压条件,避免因为表述不清造成数据无法比对。厚度对结果的影响尤其必须要格外注意:同一材料在不同厚度下的耐电痕表现可能存在一定的差异,厚度较薄的试样,表面放电产生的热量更容易向基体扩散,表面温度相比来说较低,与厚度较大的试样相比,其碳化发展速度并不相同。因此,报告中注明试样厚度,是数据具备可比性的前提。
漏电起痕试验的基本做法,是在水平放置的试样表面布置两只电极,电极以一定的间距与角度压在试样表面,在电极之间施加规定的交流电压,同时由滴液装置以规定的间隔向两只电极之间的试样表面滴落电解液。电解液在试样表明产生液膜,把两只电极连通,泄漏电流在液膜中通过并产生热量,液膜局部干涸后出现微小放电,反复作用使试样表面逐步碳化。试验持续到出现规定的失效现象,或者达到规定的滴液数量而试样未失效。
电解液的配制与使用条件对试验结果影响明显。溶液通常按规定要求以规定浓度的氯化铵溶液配制,配好的溶液需要静置一段时间使溶质充分溶解,并在规定的环境条件下保存与使用。溶液如果被污染或者浓度发生偏离,液膜的电导率随即改变,泄漏电流的量级与发热情况都会变化,试验条件的一致性也就失去基础。滴液装置在使用前需要调整,包括滴液针头与试样表面的距离、滴液的大小、滴落的间隔时间等,这些参数都需要符合技术指标的规定。
本机对失效的判定采用电流判据:短路电流大于0.5A且时间维持2秒钟,继电器动作,切断电流,并指示试品不合格。这一判据所针对的,是试样表面已形成足以承载较大电流的导电通道的情形。在试验过程中,试样表面从形成液膜、产生泄漏电流,到局部放电、表面碳化,再到导电通道连成、电流突增,判据动作对应的是通道形成后的阶段,此时试品已经失去在该试验条件下应有的绝缘能力。
需要说明的是,除了短路电流判据之外,标准中对失效还有其它形式的描述,例如试样表面出现可见的烧焦痕迹且沿面延伸一定长度、试样出现持续燃烧等。这些判据在不同标准版本与不同应用场合中的要求略有差异。在实际检验测试工作中,应当依据委托方指定的标准条款与试验目的确定判定方式,并把判定依据写进试验记录,避免同批试样因为判定尺度不同而出现结论分歧。
IEC60112是国际电工委员会关于固体在允许电压下不导电的材料在潮湿条件下相比漏电起痕指数与耐漏电起痕指数测定方法的标准,其国内对应标准为GB/T4207。该标准适合使用的范围较宽,涵盖电工电子设备中使用的固体在允许电压下不导电的材料,是耐电痕性能测试中使用较多的一项基础方法标准,对电极形状与安装、电解液、滴液装置、试验程序与结果计算都有较为具体的规定。
UL746A是美国家用电器与电气设备用高分子材料的评价标准,其中包含对耐电痕性能的考核要求。这项标准在北美市场相关这类的产品的认证中被广泛引用,家用电器、低压电器、塑料零部件的材料选型经常以其为依据。对于有出口需求的企业而言,按该方法获得的数据,往往是产品进入相应市场时需要出示的内容之一。
ASTM D 3638-92是关于绝缘材料相比漏电起痕指数的试验方法标准,在美洲地区的材料研究与企业内部规范中使用较多。其试验思路与IEC体系相近,但在电极尺寸、溶液条件、试验程序等方面存在一定的差异,因此两类标准下的数据不能直接互比。
DIN53480是德国标准体系中的相关方法标准,在欧洲地区的电气材料评价中被引用。不同标准体系的存在,意味着出口型企业在大多数情况下要按多个标准分别出具数据,而试验设备能否兼容多种标准的试验条件,就成为选型时需要仔细考虑的一项内容。
从实际使用角度看,一台设备同时覆盖上述几项标准的试验要求,能够减少为不同市场重复配置设备的工作量,更有助于企业在同一台设备上建立相对统一的试验操作习惯。数据在不同标准之间的转换与比对,则仍需依据各自标准的规定进行,不宜简单地按比例折算。
漏电起痕试验仪整体由箱体、电极系统、滴液系统、加压与调压系统、判定与保护回路、控制与计时系统、排气装置等部分构成,各部分协同完成从试样装夹到失效判定的完整过程。
箱体部分为试验提供相对封闭的空间。箱体采用铁板喷涂制作,箱体内部容积为0.5m³,可依据使用需要选购0.75m³或者1m³的规格;外部尺寸为宽1170mm、深630mm、高1330mm,排气孔直径为Ø100mm。封闭箱体的作用在于把试验过程中产生的气体与雾气限制在一定空间内,并通过排气孔向外排出,减少对实验室环境的直接影响。对需要连续开展较多试样试验的检验测试场所,箱体容积的选择需要结合试样尺寸与试验节奏考虑:容积偏小,箱内雾气积聚较快,观察条件受影响;容积偏大,占用场地与排气量相应增加。
电极系统是直接与试样接触的部件。电极尺寸为5mm±0.1mm×2mm±0.1mm,电极一端边缘切成30度角的斜面;电极材料为铜加铂金,铂金长度不小于12mm,纯度不低于99.0%;两只电极之间的间距为4.0mm±0.1mm,每个电极对试样作用力为1.0N±0.05N。电极的斜面结构使电场在试样表明产生相对集中的分布,间距与压力的一致性直接影响液膜形态与放电位置的稳定性,因此这两个参数在使用前都需要按标准核对。
滴液系统负责按规定的间隔与大小向试样表面供给电解液。系统控制液滴采用电磁阀,滴液针头到试样表面的高度为30~40mm,针头外径为0.9~1.1mm,溶液滴落间隔时间为30s±5s。液滴大小为(20+30)mm³,50滴对应的溶液质量为(0.997~1.147g),20滴对应的溶液质量为(0.380-0.480g)。滴液装置在试验前需要调整,调整内容有滴落速度、液滴大小与针头高度。液滴大小是否稳定,会直接影响液膜的形成与泄漏电流的大小,进而影响试验结果的重复性。
加压与调压系统提供试验所需的交流电压。施加电压可在0~600V(48~60Hz)之间调节,短路电流在1.0A±0.1A时,电压下降不超过10%。这一条指标的含义在于:当试样表面因液膜连通而出现较大电流时,试验电压仍能维持在设定值附近,不至于因为回路压降而明显跌落。如果电压在电流增大时显著下降,施加在试样上的电场强度随之减弱,放电强度与碳化发展速度都可能会发生变化,试验条件也就不再稳定。
判定与保护回路负责在试样失效时切断电流。当短路电流大于0.5A且时间维持2秒钟时,继电器动作,切断电流,指示试品不合格。保护部分包括漏电保护器,用于在回路出现异常时提供电气保护。
控制与计时系统由计时器、计数器、短路电流智能表、温控器、按钮、无线控制器等元件组成。计时器用于控制与记录试验时间,计数器用于累计滴液数量,短路电流智能表用于显示回路电流,温控器用于相关温度参数的监控。无线控制器的配置,使操作人能在离开箱体的位置完成启动、停止与参数设置等动作,减少在高湿、可能有雾气逸出的箱体附近长时间停留。
电极尺寸:5mm±0.1mm×2mm±0.1mm,电极一端边缘切成30度角的斜面
施加电压:0~600V(48~60Hz)之间可调,短路电流在1.0A±0.1A时电压下降不超过10%
判断回路:短路电流大于0.5A时间维持2秒钟继电器动作,切断电流,指示试品不合格
设备的配件构成与其功能分区相对应,可以从箱体、电气部件、控制部件与执行部件几个维度来理解。
箱体部分采用A3钢板喷塑制作,也可选用不锈钢箱体。钢板喷涂的箱体在机械强度与耐用性上能够很好的满足实验室的常规使用需要;不锈钢箱体则在潮湿雾气长期作用的条件下,抗腐蚀表现更好,适合试验频次较高或者环境湿度较大的使用场所。
电气部分包括变压器、调压器、漏电保护器、导线等。变压器为试验提供所需的高压输出,其容量与输出的稳定性关系到电压能否在试样电流增大时保持在设定值;调压器用于电压的连续调整,是设定试验电压的执行部件,调整的平滑程度会影响升压与降压过程的可控性;漏电保护器用于在回路出现异常漏电时提供保护;导线的规格与连接状态影响回路压降与安全裕度,接线端子应当保持紧固。
控制部分包括继电器及底座、按钮、计时器、计数器、短路电流智能表、温控器、无线控制器等。继电器在判定回路中承担切断电流的动作,其响应可靠程度必然的联系到失效判定是否及时;计时器与计数器分别承担试验时间与滴液数量的管理;短路电流智能表用于监测试验过程中的电流变化,为判定提供相关依据;温控器用于温度相关参数的监控;无线控制器用于把操作动作与箱置分离。
执行部分包括电磁阀与滴液针头。电磁阀是控制液滴滴落动作的关键元件,其开合的时间精度与重复性,影响到滴落间隔是否稳定;针头内径细,是电解液结晶与杂质容易聚集的部位,日常使用中必须要格外注意清洁与通孔。
了解各配件的作用,有助于在出现异常时快速定位问题。例如滴落间隔出现偏差,可以先排查电磁阀的动作是不是正常、管路是否有阻塞;试验电压难以维持,可以先检查调压器与变压器的输出、连接端子是否松动;电流显示异常,可以先核对短路电流智能表的接线与量程。把问题按功能分区逐步排查,比盲目拆卸更有效率,也更安全。
其一,试验条件按标准设定,数据具备可比性。电极尺寸、电极材料、电极间距、电极压力、施加电压范围、滴液间隔与针头高度等关键条件,均按规定要求与设备技术指标设定,保证了试验条件在同类设备之间具有一定的可比基础。对需要与用户技术协议、认证要求逐项对应的检测工作,这种条件上的规范性是数据可用的前提。
其二,电压调节范围覆盖常见试验需求。施加电压在0~600V之间可调,频率为48~60Hz,覆盖了固体在允许电压下不导电的材料耐电痕试验中常常使用的电压区间。对需要按不同电压点开展系列试验、以确定材料相比漏电起痕指数的场合,连续可调的电压输出减少了更换设备或者外接调压环节的需要。
其三,短路电流比较大时电压跌落较小。短路电流在1.0A±0.1A时,电压下降不超过10%。这一特性使试样表面液膜连通、回路电流上升的过程中,施加在试样上的电压仍能保持在设定水平附近,放电强度不因回路压降而明显减弱,试验条件的稳定性因此得到支持。
其四,失效判定采用电流判据,动作明确。短路电流大于0.5A且维持2秒钟时继电器动作,切断电流并指示试品不合格。以电流与维持的时间共同作为判定条件,相较仅凭视觉观察判断痕迹的方式,结论更便于记录与复核,也减少了因观察角度、光线条件不同而产生的判断差异。
其五,滴液供给由电磁阀控制,间隔稳定。溶液滴落间隔时间为30s±5s,控制液滴采用电磁阀,液滴大小与溶液质量按标准规定控制。滴落节律的稳定,使试样表面的放电循环次数与时间关系保持相对固定,为比较不一样的材料的表现提供了基础条件。
其六,箱体封闭并设排气孔,试验环境相对受控。箱体采用铁板喷涂,内部容积0.5m³,可选0.75m³或1m³,排气孔直径Ø100mm。封闭结构把试验产生的雾气与气体限制在有限空间内并向外排出,既减少了对外部环境的影响,也使试样周围的湿度条件相对稳定。
其七,配置无线控制器,操作位置可分离。无线控制器使操作人员不必紧贴箱体操作,在调节参数、启动与停止试验时与箱体保持一定距离。对于试验过程中箱内湿度较高、可能有雾气逸出的使用场景,这一配置在操作便利性与使用体验方面有实际意义。
其八,计时与计数分别管理,便于过程记录。计时器与计数器分别承担试验时间与滴液数量的管理,使试验过程的关键信息能够单独读取。在按滴数判定结果的试验方式中,滴液数量的准确记录尤为必要。
其九,保护元件配置较为齐备。漏电保护器、继电器及底座、按钮等元件的配置,覆盖了回路保护与操作控制的常规需要。保护元件的作用不在于提高材料的耐电痕水平,而在于让试验过程处在相对可控的安全边界之内。
其十,箱体规格与配件可选,便于按需配置。箱体容积有0.5m³、0.75m³、1m³三种规格可选,箱体材质有钢板喷塑与不锈钢两种可选。对于试验频次不同、场地条件不同的使用单位,这种可选择性使设备的配置能够更贴近实际需要。
规范的操作是获得可靠数据的前提。使用漏电起痕试验仪开展试验,大概能分为试样制备、设备检查与参数调整、装夹与试验、结果记录与收尾几个阶段。
试样制备阶段,按标准与设备要求裁取试样,试品尺寸不小于15×15mm,厚度不小于3mm。试样表面应当平整、清洁,无显著的划痕、气孔、油污与灰尘。表面污染会改变液膜在试样上的铺展状态,进而影响放电位置与试验结果,因此试验前用合适的清洁方式处理试样表面,并在洁净环境中干燥保存。对于从制品上截取的试样,必须要格外注意截取位置的代表性,避免只取边缘或者局部特征明显的部位。同一组试验的试样厚度应当尽量接近,便于结果之间的比较。
设备检查与参数调整阶段,先检查箱体内部是否清洁,电极表面有无烧蚀痕迹与残留物,滴液管路是否通畅,针头有无结晶堵塞。把电极按标准间距4.0mm调整到位,检查电极对试样的作用力为1.0N±0.05N,核对电极斜面朝向与安装角度。调整滴液针头到试样表面的高度至30~40mm,按试验需要设定滴落间隔时间。按标准配制电解液,静置使其充分溶解,并在规定条件下保存。检查试验电压设定是不是正确,电流显示是不是正常,各连接端子是否紧固。
装夹与试验阶段,把试样水平放置在试样台上,使两只电极落在试样中心区域,与边缘保持适当距离。按试验要求设定施加电压,启动试验。试验过程中滴液装置按设定间隔向电极之间的试样表面滴落电解液,液膜在两只电极之间形成连通,泄漏电流随之出现。此时应当注意仔细观察电流显示的变化,一般的情况下电流维持在一定水平,当表面慢慢的出现放电与碳化时,电流表现可能出现波动,随后若形成导电通道,电流迅速上升,达到判据条件后继电器动作,切断电流,设备指示试品不合格。
试验过程中有几个现象需要留意。如果液膜不能在电极之间稳定形成,而是一侧溢出或者四处流淌,可能提示试样表面状态异常、放置不水平或者滴液位置偏移,需要及时作出调整。如果电流长期维持在很低的水平,也可能与溶液浓度、针头高度、电极接触状态有关。如果试验在远少于规定滴数的情况下就出现判定动作,需要复核试样表面是不是真的存在污染或者预损伤,以及电极间距与压力是否准确。
结果记录与收尾阶段,记录试验电压、失效时的滴液数量、试验时间、环境条件与试样信息。对于未失效即达到规定滴数的试样,记录其通过情况。同一材料常常要多只试样分别试验,以掌握结果的分布情况。试验结束后断电,取出试样,用清水或者合适的溶剂清洗电极与试样台,清理箱体内的积液与残留物,保持箱体内部干燥。滴液管路与针头需要冲洗,避免溶液残留结晶堵塞通道。关闭电源与排气装置,整理试验记录。
对于需要确定相比漏电起痕指数的试验,常常要在一组电压点下分别开展试验,通过逐步调整电压寻找材料可承受的水平。这样的一个过程需要耗费较多的试样与时间,试验安排的顺序与电压点的设置会明显影响整体效率。较为务实的做法是先按经验或者材料说明选择一个起步电压,根据通过或者失效的结果逐步收敛,减少无效试验的次数。
设备的工作电源为220V、10A、50Hz,属于常规实验室供电条件。设备应当接入可靠接地的电源,接地状态需要按时进行检查。电源容量是不是满足要求,在与其他大功率设备共用同一条线路时尤其必须要格外注意,避免因为线路压降影响试验电压的稳定性。
试验过程中会向箱体内滴落电解液,箱内湿度较高,并可能会产生少量气体与雾气。排气孔直径Ø100mm,应当接入排风管路并保持通畅,把箱内气体引至室外或者通风系统。排气不通畅时,雾气在箱内积聚,观察条件受影响,试验环境的一致性也会下降。实验室本身应当保持通风,避免长时间在密闭空间内连续开展试验。
试验涉及交流电压与液体的共同作用,操作的流程中不要用手触碰电极、试样台以及回路中的导电部位。需要调整电极、更换试样、清理针头时,应当先切断试验电压,确认回路已经断电后再做相关操作。无线控制器的使用,可以在某些特定的程度上把操作动作与箱置分开,但断电仍然是所有接触性操作的前提。
电解液属于需要按规范管理的化学试剂,配制、储存与使用应当遵循相应的管理规定。配制时避免溶液接触皮肤与眼睛,操作后及时洗手。配好的溶液应当储存在洁净容器中并做好标识,避免与其它试剂混淆。试验结束后产生的废液应当收集处理,不要直接排入下水道。
设备周围应当保持整洁,避免堆放杂物影响散热与操作。箱体放置在平稳的地面上,外部尺寸为宽1170mm、深630mm、高1330mm,搬运与就位时应当注意重心与通道宽度。试验区域宜设置相应的标识,非操作人员不宜在试验期间靠近设备。
电极是试验中使用状态变化较快的部件,也是维护的重点。每次试验后应当清洁电极表面,去除碳化物与残留物,清洁时使用不会损伤电极表面的方式。电极出现明显烧蚀、变形或者铂金层损伤时,应当按规范处理或者更换。电极材料为铜加铂金,铂金长度不小于12mm、纯度不低于99.0%,电极的实际状态一定要通过核对来确认,不能仅凭外观判断。电极间距4.0mm与作用力1.0N是两个需要定期复核的参数,经常使用之后,电极支架、夹持结构与压力机构都也许会出现轻微松动或者磨损,导致间距与压力发生漂移。建议把这些复核项目纳入周期计划。
滴液系统要重点防止结晶堵塞。电解液在针头与管路中干燥后会析出结晶,堵塞通道,造成滴落间隔偏差甚至完全停止滴液。每次试验结束后应当用清水冲洗管路与针头,必要时拆卸针头单独清洗,确认针孔通畅。电磁阀是控制滴落动作的元件,若滴落节律出现异常,需要检查电磁阀的动作是不是正常、管路有无漏气或者漏液。针头外径为0.9~1.1mm,内孔细,清洗时应当使用合适的通针或者软质工具,不可以使用硬物强行通孔,避免扩大孔径、改变滴液大小。
箱体与排气系统的维护重点在于清洁与通畅。箱体内壁、试样台与底部积存的溶液需要及时清洗整理,避免积液长期滞留造成腐蚀或者影响后续试验。排气孔保持通畅,排风管路按时进行检查有无积尘与变形。箱体采用铁板喷涂,假如慢慢的出现涂层破损,应当立即处理,避免破损处锈蚀扩大。选用不锈钢箱体的使用场所,同样需要保持内壁清洁,避免溶液长期附着。
电气部分的维护重点在于检查与紧固。变压器的运作时的状态、调压器的调整手感、连接端子的紧固程度、导线的绝缘完好状况,都需要按周期检查。继电器在判定回路中承担切断动作,其动作可不可靠必然的联系到失效判定的及时性,应当通过定期试验验证其动作情况。计时器、计数器与短路电流智能表的显示是不是正常,也需要在使用前确认。设备长期停用之后重新启用,应当先做一次空载检查,确认各部件动作正常再开展正式试验。
设备的存放环境要求较为简单,避免潮湿、多尘以及含有腐蚀性气体的场所,环境和温度不宜过高或者过低。长期停用时,应当把箱体内部清洗整理干净并保持干燥,滴液管路冲洗后吹干,断开电源,加盖防尘罩。
建立使用与维护记录,是一项容易被忽视却很有价值的工作。把每次试验的试样信息、试验电压、失效滴数、环境条件,以及清洁、复检、更换部件的时间节点记录下来,既能支持材料性能的长期趋势变化分析,也便于在数据出现异常时快速定位原因。对需要通过实验室资质认定的机构,这类记录本身就是质量体系的一部分。
电线电缆料与电缆绝缘件。 电缆用绝缘料与护套料在选用与验收阶段,一定要通过耐电痕试验了解其在潮湿污染条件下的表现。电缆接头、终端附件等部位的绝缘件,结构复杂、电场分布不均,对材料耐电痕性能的要求相对更高。通过试验数据,可以在材料选型阶段就排除耐电痕表现不足的配方。
低压电器与开关插座。 家用电器、开关、插座、断路器、接触器、继电器底座等产品中的绝缘件,表面的污染与凝露在长期使用中难以避免。UL746A等标准对这类产品的材料提出了耐电痕方面的考核要求,出口型企业在产品认证前通常需要提供相应的试验数据。
家用电器用塑料零部件。 空调、洗衣机、冰箱、微波炉、电饭煲等产品内部的高压区绝缘件、端子座、接线盒、绝缘支架,是耐电痕性能的重点关注部位。材料的阻燃等级与耐电痕性能之间并不总是同步提升,配方调整之后一定要通过试验重新确认。
覆铜板与印制电路板。 板材的相比漏电起痕指数是电子行业材料评价中的常见指标。在潮湿与污染条件下,板材表面的导电通道发展会直接威胁电路的绝缘可靠,因此板材生产企业与整机企业在来料检验阶段,往往需要对这项指标进行核对。
绝缘子与户外绝缘部件。 户外安装的绝缘件长期经受雨露、灰尘与污染物作用,表面电痕的发展速度与材料性能、结构形状都有关系。耐电痕试验为材料筛选提供了相对可控的对比条件,是户外在允许电压下不导电的材料评价中的一个环节。
电机、变压器与电工设备在允许电压下不导电的材料。 槽绝缘、绕包带、浸渍材料、层压制品、绝缘漆膜等材料,其耐电痕表现与设备的长期绝缘可靠相关。新型绝缘材料在研发阶段的配方筛选、工艺定型阶段的效果验证,都能借助耐电痕试验获得对比数据。
汽车电子与新能源装备。 汽车电子部件、充电设施、储能设备中使用的绝缘塑料与复合材料的耐电痕性能,关系到部件在振动、湿热与对环境造成污染中的长期可靠。这类应用对材料评价的完整性要求比较高,耐电痕数据往往与其它绝缘性能数据一并使用。
科研院所与第三方检验测试的机构。 材料研究中,耐电痕性能常被用作表征材料配方与表面状态的手段;检验测试的机构则依据标准方法出具数据,为产品认证、质量仲裁与市场准入提供支撑。设备对多项标准的覆盖能力,使检验测试的机构能够承担来自不同市场要求的委托任务。
随着电气设备向小型化、高电压、长寿命方向发展,绝缘材料承受的电场强度与使用环境复杂度都在上升,耐电痕测试技术与设备也在持续演进。
在试验条件控制方面,滴液量的准确控制、滴落节律的稳定、试验电压的稳定输出,仍是设备改进的重点方向。这些条件的稳定性直接决定结果的重复性,也是不一样实验室之间数据能否比对的基础。电极间距与压力的自动监测与提示,逐步成为设备配置中的常见功能。
在自动化方面,参数设定、试验过程控制、失效判定的自动化程度逐步的提升。自动记录失效时的滴数、时间与电压,自动生成试验记录,能够大大减少人工记录环节,提升批量试验的效率,也降低人为差异对结论的影响。
在数据处理方面,试验数据的电子化与长期存储逐步普及。把试验条件与结果关联保存,便于对同一材料在不同批次、不同时间的表现进行纵向比较,也便于企业内部建立材料数据库,为选型与配方优化提供依据。
在判定方式方面,除电流判据之外,借助图像识别技术对电痕长度与形态进行量化的做法逐步受到关注。这类方式能减少因人眼观察差异带来的判断分歧,但如何与现行标准的判据相衔接,仍需要在实践中逐步完善。
在标准协同方面,不同标准体系之间的协调持续深化。对于面向多个市场供货的企业,能够在一台设备上按不同标准开展试验,能够大大减少设备与场地投入,更有助于把不同市场的数据纳入同一套内部质量管理体系之中。
无论技术如何演进,耐电痕试验的价值仍在于把材料在潮湿污染条件下的表面绝缘行为如实呈现出来。设备提供的是稳定可控的试验条件,数据是不是可信,取决于试样制备是否规范、电极与滴液条件是否准确、试验记录是否完整,以及设备是否按周期开展了复核与维护。
电线电缆耐电痕检测仪BLD-600V依据IEC60112:2003(GB/T4207)、UL746A、ASTM D 3638-92、DIN53480等规定要求设计制造,适用于固体在允许电压下不导电的材料在潮湿条件下相比漏电起痕指数和耐漏电起痕指数的测定。设备是采用5mm±0.1mm×2mm±0.1mm的铜加铂金电极,电极一端边缘切成30度角的斜面,电极间距4.0mm±0.1mm,每个电极对试样作用力1.0N±0.05N;施加电压0~600V可调,短路电流在1.0A±0.1A时电压下降不超过10%;判定回路以短路电流大于0.5A且维持2秒钟作为动作条件;滴液系统由电磁阀控制,滴落间隔时间30s±5s,针头到试样表面高度30~40mm;箱体内部容积0.5m³,可选购0.75m³或1m³,排气孔直径Ø100mm,工作电源220V、10A、50Hz。
对于使用单位而言,把设备的电压范围与自身产品的实际使用条件对应起来,把试样制备、电极调整、溶液配制、滴液设定这些环节做规范,把电极复检、管路冲洗、部件检查按周期落实,耐电痕试验的数据才具备横向与纵向的可比性。材料表面在潮湿污染条件下的劣化往往从细微处开始,测试数据的价值,恰恰体现在长期、一致、可追溯的记录之中。
