蘇士清

山東省產(chǎn)品質(zhì)量檢驗研究院 山東 濟南 250102

固體絕緣材料是一種重要的電器附件材料，它在供電系統(tǒng)中起著重要的絕緣作用，在使用過程中由于電應(yīng)力和電解雜質(zhì)的聯(lián)合作用，其表面和/或內(nèi)部會逐步形成導電通道，直至絕緣失效，這一逐步形成導電通道的過程，被稱為電痕化。固體絕緣材料的絕緣性能的好壞可以通過以下兩個指標來反映：相比電痕化指數(shù)（CTI）、耐電痕化指數(shù)（PTI）。相比電痕化指數(shù)（CTI）：5個試樣經(jīng)受50滴的滴液期間未電痕化失效、不發(fā)生持續(xù)燃燒時的最大電壓值，還包括100滴試驗時關(guān)于材料性能的敘述，CTI主要用于比較絕緣材料的基本特性和性能；耐電痕化指數(shù)（PTI）：5個試樣經(jīng)受50滴的滴液期間未電痕化失效、不發(fā)生持續(xù)燃燒所對應(yīng)的耐電壓值，PTI經(jīng)常被用來判斷某種絕緣材料和其制造部分的質(zhì)量控制是否可被接受。

測試的基本原理為：在試樣的水平表面上，放置倆鉑金電極并在電極間施加一定電壓產(chǎn)生所需的電應(yīng)力，然后在電極間的試樣表面中間位置連續(xù)滴下電解液滴，直至過電流裝置動作、或發(fā)生持續(xù)燃燒、或直至試驗通過。通過電痕化導致失效，所需液滴數(shù)通常隨施加電壓值降低而增加，低于臨界值時，電痕化不再發(fā)生。

試樣要求表面應(yīng)盡可能光滑平整（必要時可采用研磨方法使試樣表面光滑），非織物表面應(yīng)無擦傷、瑕疵、雜質(zhì)等，表面積應(yīng)確保滴液試驗時無液體流出試樣邊緣，推薦試樣平面尺寸不小于20mm×20mm、厚度3mm或更厚（單塊厚度不足3mm時可用多塊疊加獲得所需的厚度）。如果需要在同一試樣上進行多次試驗，應(yīng)確保不同試驗點間距足夠遠，以防正在試驗點產(chǎn)生的閃光或煙霧污染其他待測區(qū)域。如無合適尺寸的試樣，可在產(chǎn)品部件上截取合適尺寸的樣塊、或者從同一原材料模壓成型的試樣上截取樣塊，此時應(yīng)注意確保部件與模壓成型的試樣制作工藝相同。

檢測設(shè)備主要由電極、試驗電路、試驗溶液、滴液裝置、試樣支撐臺幾部分組成。電極材料由純度不低于99%鉑金制成，每個電極施加于試樣表面的力為1.00±0.05N，電極間距4.0±0.1mm，電極加工尺寸如圖1所示；試驗電路輸出100～600V正弦波電壓、頻率為48～62Hz，電源功率不小于0.6kVA，電極間短路電流1.0±0.1A，并設(shè)定在電流有效值0.50A且持續(xù)2.00s時，過電流裝置應(yīng)動作；試驗溶液分兩種：A溶液為用質(zhì)量分數(shù)約0.1%純度不小于99.8%的分析純無水氯化銨試劑溶解在電導率不超過1mS/m的去離子水中，此時溶液在23±1℃環(huán)境下電阻率應(yīng)為3.95±0.05Ω·m；B溶液為用質(zhì)量分數(shù)約0.1%純度不小于99.8%的分析純無水氯化銨試劑和質(zhì)量分數(shù)0.5%±0.002%的二異丁基萘磺酸鈉溶解在電導率不超過1mS/m的去離子水中，此時溶液在23±1℃環(huán)境下電阻率應(yīng)為1.98±0.05Ω·m，用B溶液測得的CTI、PTI值需加后綴字母M。電極和試樣安裝見圖2。

圖2 典型電極安裝和試樣支撐示例

主要測定步驟：配制溶液、預處理（環(huán)境溫度23±5℃、相對濕度50%±10%、至少保持24h，試驗前試樣表面應(yīng)清洗）、測試、出具測定結(jié)果。

測試過程需重點關(guān)注以下幾點：準確調(diào)節(jié)滴液裝置，滴液間隔時間30±5s、50滴的滴液時間控制在24.5±2min，滴液高度35±5mm、連續(xù)50滴液滴質(zhì)量0.997～1.147g、連續(xù)20滴液滴質(zhì)量0.380～0.480g；每次試驗前后都需清洗電極，先用合適溶劑清洗，然后用去離子水漂洗；CTI測定需測試連續(xù)5個試樣通過50滴試驗的最大電壓值，并在低于該電壓值25V下驗證100滴試驗，如100滴未通過則需測出100滴的最大耐受電壓值，試驗電壓以25V的整數(shù)倍調(diào)節(jié)，不要求測蝕損深度時，100滴試驗可在任何50滴試驗前進行；④PTI測定推薦在5個試樣上進行，在一規(guī)定電壓下進行50滴試驗，試驗電壓應(yīng)是25V的整數(shù)倍；⑤測定結(jié)束條件：過流裝置動作、或發(fā)生持續(xù)燃燒、或第50（100）滴溶液落下后在25s內(nèi)無過流裝置動作或發(fā)生持續(xù)燃燒；⑥用深度規(guī)測量蝕損深度，探針端部半球端部直徑1.0mm蝕損深度測量5次，精確到0.1mm，取最大值，蝕損深度小于1mm時以＜1mm表示；⑦試驗電極和試樣需放置在一個通風良好的試驗箱內(nèi)，推薦試驗箱內(nèi)空氣流速控制在0.2s/m；⑧測試結(jié)束需及時排出試驗箱內(nèi)的有毒氣體。

測定結(jié)果以CTI或PTI加測得的電壓值表示，如果100滴試驗是在比50滴試驗低25V以上電壓值通過時，則在50滴最大耐受電壓值后以括號表示出100滴的耐受電壓值，用B溶液時再加上字母M，要求測蝕損深度時以后綴形式體現(xiàn)。測定結(jié)果舉例：CTI375、CTI400（350）、CTI375（300）-1,5、PTI375M、PTI375-2.4。試驗過程中如發(fā)生過流裝置動作或持續(xù)燃燒，或由于持續(xù)燃燒無法測定蝕損深度時，需在結(jié)果報告單中予以說明。