關于影響耐電痕化試驗結果的因素

張銳（義烏出入境檢驗檢疫局 浙江義烏 322000）

1 引言

隨著家電產品的日益普及，產品安全性成為一個需要解決的關鍵問題，耐電痕化是電器產品中一項重要的安全檢測項目。隨著科技的發展，越來越多的電工電子產品進入千家萬戶。人們對產品安全可靠性的要求也越來越高，特別是對一些在潮濕環境下使用的絕緣材料，如家用電器中使用的絕緣材料等，根據 GB/T 4207-2003《固體絕緣材料在潮濕條件下相比電痕化指數和耐電痕化指數的測定方法》，要求對可能出現漏電起痕路徑的絕緣材料進行耐漏電起痕指數的測定。

耐電痕化測試是電器通用檢驗項目中的重要安全參數，主要是模擬電器產品在實際使用中，不同極性帶電部件在絕緣材料表面沉積的導電物質是否引起絕緣材料表面爬電、擊穿短路和起火危險而進行的檢驗，是評價固體絕緣材料在上述電場和污染電解液聯合作用下耐受能力的重要試驗方法。2011年CNAS組織以此進行了一項能力驗證試驗，樣品采用5片白色塑料板，各片完全相同，表明平整，板材均為圓形，直徑40mm,厚度4mm，在250V電壓下分別對5片板材進行耐電痕化試驗，電解液使用GB/T 4207-2003規定的溶液A。

2 耐電痕化原理

耐電痕化即PTI(proof tracking index)試驗，是材料經受50滴電解液而不出現電痕化的以伏特化單位的耐電壓值，指在固體絕緣表面存在電位差的部位之間形成碳化導電通路，使之失去絕緣性能的現象。電器產品在使用過程中，由于環境的污染導致絕緣材料表面有污物、潮氣而產生漏電，由此誘發的腐蝕而損壞絕緣性能。本標準所規定的試驗是一種模擬極惡劣條件的加速試驗以檢驗絕緣材料是否會形成漏電痕跡，從而能在短時間內區別固體絕緣材料抗漏電起痕的能力，保證產品在特定環境條件下的使用安全。

耐電痕化試驗評定方法有兩種，一種是測定PTI值，另一種是測定CTI值，本次能力驗證采用的評定方法是測定PTI值。根據GB/T 4207-2003標準，使用測量裝置時將兩鉑電極保持距離為(0.4±0.1)mm，水平置于絕緣材料樣品上，電解液NH4C1溶液的電阻率在23℃±1℃時為(395±5)Ω·cm，以(35±5)s的時間間隔從30～40mm的高處滴到兩電極之間，兩電極間施加的電壓為0～60V，樣品上任意5點都能承受50滴溶液的電壓值。本次試驗設定在250V電壓的條件下，5片板材不發生破壞，則其耐漏電起痕指數為PTI250通過。

3 結果影響因素

最終本次能力驗證樣品在250V電壓下是無法通過的，測試結果獲得滿意。經過本次能力驗證的試驗，筆者認為影響結果的因素應從設備、人員、環境、及被測樣品等多方面全面考慮，不可遺漏，包括人員操作及環境溫度的影響、試樣的預處理情況、試樣表面平整狀況及試樣尺寸與厚度、由于時間持續2秒人員讀數誤差的影響、試驗液滴的大小、液滴滴落的間隔時間、電解液的電阻率和純度、試驗電壓表準確度、試驗電流表準確度等等。其中影響本次試驗的因素最重要的環節歸納起來主要有：

a)NH4C1溶液電阻率

氯化銨溶液的電阻率應達到試驗標準規定的要求，電解液濃度的偏高或偏低．都會影響測試結果的準確性。濃度偏高，會使得PTI值有減小趨勢；相反，濃度偏低，會使得PTI值有增大趨勢。NH4C1溶液是一種比較容易揮發的液體，因此，配置好的溶液要保存在密封的容器中，若有必要，應該在試驗前對其進行復測，確定它是否符合標準規定的要求。溶液電阻率和純度是漏電起痕試驗的兩個重要因素，由于鉑電極通常使用的電阻率儀，其鉑電極易惰化，而導致電阻率測試不準確。

b)樣品清潔

試樣表面應清潔，沒有灰塵、臟物、指印、油脂、脫膜劑或其他可能影響試驗結果的雜質。清潔試樣時應防止引起材料溶脹、軟化、腐蝕或其他損傷。因此，試驗前，要對樣品進行清潔處理，測試樣品的表面要用無水乙醇清理干凈。無水乙醇是一種易揮發的液體，能很好的清潔指印、油脂等臟物，它是一種較理想的清潔。試驗中，試驗人員應帶手套，避免在試樣上留下指印、油脂等雜質。

c)鉑電極

應該將試樣放在無通風地方并在23℃士5℃的環境溫度下進行試驗。電極的污染會影響試驗結果，在每次試驗前應清洗電極。兩個電極的表面要經常進行清潔，保持干凈，樣品測試完后,特別是發生導通擊穿或起火時,電極上會附著較多的黑色碳化物，在進行下一次樣品測試時，一定要注意加強清理，以免影響測試結果。標準要求電極與試樣表面良好接觸且兩電極在同一水平面。否則電極與試樣表面只是部分或點接觸，將導致兩電極間的場強強度不均勻，局部電場偏強，而使測試結果不準確。

d) 滴液

液滴的體積一定要準確，過大的液滴會使得PTI值有減小的趨勢。根據GB/T 4207-2003《固體絕緣材料在潮濕條件下相比電痕化指數和耐電痕化指數的測定方法》規定，液滴大小為20+3-0 mm3且液滴滴落的時間間隔為(30±5)s。測試過程中，如果液滴過大，會影響熱源對溶劑揮發的速度，使得離子濃度增加。加快電極之間形成導電通路，產生漏電起痕。每次試驗前要清洗電極，擦凈滴針并流掉10～20滴溶液，以保證溶液的濃度，并在測試過程中要時刻注意滴嘴。

e)測試電壓

試驗電壓的顯示儀表多采用指針表，而指針表的精度是由其引用誤差決定的。因而不注意正確使用量程易導致試驗電壓偏差過大。試驗前先進行電壓驗證，電極間的短路電流到l.0 A± 0.1 A，且在此電流下，在電壓表上指示的電壓下降值應不超過10%。

4 結束語

此次CNAS組織的能力驗證，主要是評價電器安全實驗室在電工材料檢測領域所具備的能力和水平，考察實驗室的電器安全參數測試系統是否滿足相關標準的要求。能力驗證不僅可以促進相關實驗室了解自身的能力，同時也提供了一個技術交流的平臺。可以幫助我們熟悉試驗方法，分析解決實際中出現的問題和現象，提高檢測水平。試驗中要充分考慮各種影響因素，并找出符合標準要求的實施方案，使試驗結果更準確。

這次能力驗證也是判斷和監控實驗室能力的有效手段，是實驗室通過外部措施補充其內部質量控制方法的技術，是確保實驗室質量管理體系持續改進的有效措施之一。我國檢測機構應正確認識實驗室能力驗證，轉變觀念，關注能力驗證對提高參加實驗室的技術水平的作用，積極參加實驗室能力驗證活動。