淺談相比電痕化指數的測試

作者 / 洪淑虹，中檢集團南方電子產品測試（深圳）股份有限公司

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淺談相比電痕化指數的測試

作者 / 洪淑虹，中檢集團南方電子產品測試（深圳）股份有限公司

相比電痕化指數（CTI）是固體絕緣材料性能比較的一項重要技術參數，本文從溶液的配置、樣品的預處理、儀器的設置和清潔等方面詳細闡述了CTI的測試方法，希望在測試過程中，確保每一個操作環節準確無誤，使試驗結果能夠反映固體絕緣材料的真實性能。

相比電痕化指數；電痕化失效；電蝕損；閃絡；絕緣破壞

引言

相比電痕化指數 comparative tracking index（CTI）是作為固體絕緣材料（尤其是長期暴露在外的絕緣材料）性能比較的一項重要技術參數，在家用電器、照明設備應用的一些特殊場合下，作為材料選擇的一項重要評判依據。

固體絕緣材料表面在電場和電解液的聯合作用下，5個試樣材料表面能經受住50滴電解液而未產生電痕化失效，也未發生持續燃燒的最大電壓值，即是相比電痕化指數，也稱CTI，單位為伏特V。

1. CTI試驗設備

圖1 電極示意圖

以上主要部件名稱為：1-鉑電極；2-滴液針；3-重物；4-試樣；5-玻璃片；6-支撐臺，以上各部件均可調節。另外在控制臺端，可通過旋鈕調節試驗電壓，設置短路電流，通過按鍵設置電解液滴落的次數及間隔時間，還可控制電極箱的照明。控制臺有三檔電壓：350V，700V，1050V，每檔電壓都應定期校準，以保證測試電壓的準確性。

2. CTI試驗前的準備

■2.1 溶液的調配

測試溶液分為A、B兩種，均用去離子水調制而成。

溶液A采用高純度的無水NH4Cl試劑溶解于去離子水中，23℃環溫下使其電阻率達到3.95Ω·m±0.05Ω·m。去離子水的電阻率越高，所含雜質離子就越少，對試驗結果的影響就越小。溶液A應用最廣泛，若無特殊說明，均采用溶液A進行試驗。

溶液B采用高純度的無水NH4Cl試劑和二異丁基萘磺酸鈉溶解在去離子水中，23℃環溫下使其電阻率達到1.98Ω·m±0.05Ω·m。溶液B適用于需要侵蝕性更強的污染物的場合，報告時應在CTI值后面加多一個字母“M”表示。

■2.2 試樣的預處理

試驗樣品表面應光滑平整，可擦拭或清洗干凈，確保無刮痕、污點、雜質等表面缺陷。注意在清潔試樣時應防止引起材料溶脹、軟化、腐蝕或其他損傷。樣品可進行適當的切割，推薦尺寸不小于20mm×20mm，試樣厚度不小于3mm，因為試驗過程中NH4Cl溶液滴落下來會產生大量的熱量，若試樣太薄，熱量會傳遞到玻璃支撐件散發掉，起不到試樣耐受電離NH4Cl溶液的作用。因此對于厚度小于3mm的試樣，應采用疊加的方式。試驗前，樣品應在溫度23℃±5℃，相對濕度50%±10%的環溫箱中靜置24小時以上，確保材料特性達到穩定。

■2.3 儀器的設置

（1）電極

試驗設備采用純度99%以上的鉑金電極置于待測試樣表面上，兩電極之間成60o±5o角度相對，用矩形金屬滑規檢驗，調節兩電極間距為4.0mm±0.1mm。每個電極施加于試樣表面的力為：1.00N±0.05N，可使用電子秤校正此作用力。在支撐臺上放置電子秤，把玻璃片置于電子秤上，試樣置于玻璃片上。首先把電子秤清零，再把電極放置到試樣上，左右調節重物塊使每個電極作用于試樣上的力達到96.94-107.14g。

（2）滴液控制和短路電流

在控制臺端，按鈕調節每一試驗周期滴液為50滴，間隔時間為30s，并將短路電流設定為1 A，且每改變一次試驗電壓，應再次調整短路電流值。

■2.4 電極和滴定裝置的清潔

每次完成試驗以后，應對電極進行清洗，可以使用酒精或不含腐蝕性的清潔劑。如果試驗時試樣發生燃燒，使得鉑電極熔融氧化變黑，應及時對電極進行修整，可用砂紙打磨除去燒蝕的痕跡，動作應十分小心輕柔，不能改變電極的輪廓。

滴定裝置容器中歷次試驗的沉積物有可能污染溶液，增大濃度，使得測試結果比真實值偏低。因此開始試驗前應用去離子水清洗滴定裝置，再用配置好的NH4Cl溶液二次沖洗滴定裝置，再開始正常的試驗。

■2.5 液滴質量的檢查

溶液滴定量的大小決定電極間導電通路的時間長短， 因此液滴質量的控制是整個試驗的重要環節。標準規定連續20滴液滴的質量應控制在0.380g～0.480g之間，連續50滴液滴的質量應控制在0.997g～1.147g之間。檢驗方法如下：取一個小燒杯，稱出空燒杯重量為A。把燒杯置于滴液針下面，啟動儀器，滴出20滴NH4Cl溶液，稱出帶溶液的燒杯重量為B。B-A的值應在0.380g～0.480g之間，若有偏差，則應調整液滴量延時器。相同的檢查步驟也適用于50滴液滴質量的檢查。

3. CTI試驗

在前期的預處理與調試工作完成后，就可以開始進行CTI試驗了。啟動滴液系統，試驗溶液從35mm±5mm的高度，以30s±5s的時間間隔滴落在兩電極間試樣表面的中間。電解液在兩電極間形成導電通道，有時會發生閃絡現象，產生電弧，但只要未造成絕緣破壞，試驗應繼續進行，直至發生如下情況之一才停止試驗：①過流裝置動作，這是因為產生了電痕化失效；②發生持續燃燒，這是因為電蝕損造成了絕緣破壞；③第50（100）滴落下后，至少經過25s無以上①或②情況發生。試驗結束后，應開箱通風，驅走煙霧，移開試樣。

在整個試驗過程中，連續5個試樣通過50滴試驗不失效的最大電壓值，同時，在低于該電壓25V時，連續5個試樣通過100滴試驗，該最大電壓值即可確定為本次試驗的CTI值。

4. 結語

CTI試驗過程環節較多，影響試驗結果的因素也很多，例如NH4Cl溶液的濃度、電阻率，滴液量的大小，電極的清潔度、磨損程度等均會對CTI測試結果產生影響，相同材料不同設備試驗結論也可能因此不同。所以我們在測試過程中，應確保每一個測試環節的技術參數都達到標準的要求，減少人為疏漏，提高測試準確度，這樣試驗結果才能夠反映固體絕緣材料的真實性能。

＊ ［1］GB/T—2012《固體絕緣材料耐電痕化指數和相比電痕化指數的測定方法》

＊ ［2］GB4207—84《固體絕緣材料在潮濕條件相比漏電起痕指數和耐漏電起痕指數的測定方法》