在現(xiàn)代工業(yè)材料檢測領(lǐng)域，?漏電起痕性能?是評判電氣絕緣材料可靠性的關(guān)鍵指標之一。通過模擬材料表面在?受潮及電場作用?下的導(dǎo)電情況，專業(yè)人員能夠據(jù)此評估材料的長效使用安全性。

以下介紹一種適用于執(zhí)行此項性能檢驗的實驗室檢測系統(tǒng)。此系統(tǒng)能夠在設(shè)置好指定溫濕度環(huán)境的箱體中，對固體絕緣材料樣品實施對比性耐漏電起痕和耐漏電起痕指數(shù)的評測。

一、設(shè)備的主要應(yīng)用范圍?

GB/T6553-2003漏電起痕指數(shù)測定儀CPI廣泛適用于需要對絕緣材料進行失效分析的場合。通過在材料樣品表面制造潮濕狀態(tài)并施加穩(wěn)定的電壓，?觀察并記錄其絕緣失效的過程和參數(shù)?，以此來科學(xué)判斷材料的絕緣性能等級。其測試流程清晰，數(shù)據(jù)采集穩(wěn)定，能夠有力支撐實驗室的日常檢驗工作。

二、兼容的執(zhí)行規(guī)范?

GB/T6553-2003漏電起痕指數(shù)測定儀CPI的研發(fā)與制造，參考了國際通用的技術(shù)規(guī)范，主要兼容但不限于以下技術(shù)文件要求：IEC60112:2003、UL746A、ASTM D 3638-92 及 DIN53480 等相關(guān)標準。這意味著其測試過程與結(jié)果可以得到國際主流評價體系的認可。

三、設(shè)備核心性能參數(shù)簡述?

為保證測試的?一致性?與?可重復(fù)性?，該裝置采用了以下關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)配置：

電極單元?：電極材質(zhì)選擇穩(wěn)定性良好的金屬復(fù)合結(jié)構(gòu)，其總長度中有一特定部分采用純度較高的特殊金屬鍍層，以保障長期測試的接觸穩(wěn)定性。電極呈特定斜面切割，確保與樣品接觸點的應(yīng)力狀況符合測試原理。

電極布局?：兩電極的間距被固定設(shè)定在一個精確的范圍內(nèi)，每個電極施加于樣品表面的垂直作用力也恒定在設(shè)計值。

樣品要求?：可測試的樣品需具備一定的平面尺寸與厚度。

供電系統(tǒng)?：測試所需電壓可在寬廣的直流或交流電壓范圍內(nèi)進行設(shè)定和調(diào)節(jié)。當回路出現(xiàn)較大電流時，系統(tǒng)的電壓穩(wěn)定性需滿足要求，確保試驗條件的準確性。

失效判定系統(tǒng)?：配備智能判定電路。當流過電極間的電流超過設(shè)定閾值并維持規(guī)定時長后，系統(tǒng)會自動切斷測試電源，并給出測試異常提示，表明樣品未通過當前級別的測試。

溶液供給系統(tǒng)?：用以模擬潮濕環(huán)境的導(dǎo)電液滴，通過自動化閥門系統(tǒng)以非常穩(wěn)定的時間間隔滴落到樣品表面。液滴體積的大小和質(zhì)量都有明確的控制范圍。

箱體?：內(nèi)部實驗空間設(shè)計為一個標準尺寸的立方體容積（用戶可選擇更大容積的型號）。箱體材質(zhì)為堅固的金屬板，經(jīng)過表面處理。箱體側(cè)面設(shè)有用于空氣交換的通孔。

工作條件?：設(shè)備運行所需的電能來自常用的市電電網(wǎng)。

四、系統(tǒng)的模塊構(gòu)成概況?

該裝置由數(shù)個功能模塊協(xié)同工作。核心組件包括：

用于提供測試高電壓的電源單元。

負責(zé)控制測試總流程和時間序列的控制中心單元。

精確計量關(guān)鍵電學(xué)參數(shù)的顯示單元。

用于控制箱內(nèi)環(huán)境條件的管理器。

高精度、響應(yīng)靈敏的液體滴落動作執(zhí)行器。

連接各部件的專用導(dǎo)線。

通過上述核心部件的組合與協(xié)同，該系統(tǒng)能夠構(gòu)建一個穩(wěn)定可控的測試環(huán)境，實現(xiàn)對絕緣材料漏電起痕性能的有效評價。

結(jié)語?

合理運用此類實驗室檢測系統(tǒng)，是提升對絕緣材料性能認知、保障其最終應(yīng)用安全的重要手段。它為工程技術(shù)人員提供了可靠的數(shù)據(jù)支持，為材料的選擇、產(chǎn)品的研發(fā)與質(zhì)量控制提供了科學(xué)的依據(jù)。

評定在嚴酷環(huán)境條件下使用的電氣絕緣材料耐電痕化和蝕損的試驗方法

本標準等同采用IEC 60587:1984《評定在嚴酷環(huán)境條件下使用的電氣絕緣材料耐電痕化和蝕損的試驗方法》。

為便于使用,本標準做了下列編輯性修改:

a)刪除國際標準的目次和前言;

b)用組合單位Ω.m代替Ωm;

c)用小數(shù)點“.”代替作為小數(shù)點的逗號“,”;

d)用定義“Electrical erosion”代替“Erosion,electrical”。

本標準除用術(shù)語“電痕化”代替“漏電起痕性”、“異辛基苯氧基聚乙氧基乙醇”代替“多乙氧基異辛基苯**”外,與GB/T 6553-1986不存在技術(shù)差異。因GB/T6553-1986等效采用IEC 60587:1984。

本標準代替GB/T 6553一1986《評定在嚴酷環(huán)境條件下使用的電氣絕緣材料耐漏電起痕性和耐電蝕損的試驗方法》。

評定在嚴酷環(huán)境條件下使用的電氣絕緣材料耐電痕化和蝕損的試驗方法

1范圍和目的

本標準敘述了在工頻(48Hz~62 Hz)下,用液體污染物和斜面試樣,通過耐電痕化和蝕損的演評定在嚴酷環(huán)境條件下使用的電氣絕緣材料的兩種試驗方法。

方法1:恒定電痕化電壓法

方法2:逐級電痕化電壓法

注:試驗條件設(shè)計成使效應(yīng)加速產(chǎn)生,但并沒有模擬在使用中所遇到的全部情況。對下列條款所述的試驗設(shè)備而言,電痕在下電極起始?？刹捎脙煞N判斷標準確定試驗終點。判斷標準A:

當高壓回路中通過試樣的電流超過60mA時達到了終點。此時過電流裝置切斷電源。注:該終點判斷標準允許采用自動裝置同時試驗幾個試樣。

判斷標準B:

當電痕達到離下電極25mm處的試樣表面的標記時達到終點

2定義

2.1

電痕track

絕緣材料表面因局部劣變而產(chǎn)生的局部導(dǎo)電通道。

2.2

電痕化tracking

在絕緣材料的污染表面或其附近由于放電作用而產(chǎn)生電痕的過程。

2.3

電蝕損electrical erosion

由于放電作用而使電氣絕緣材料耗損。

2.4

電痕時間time-to-track

在規(guī)定的試驗條件下,形成電痕所需要的時間。

3試樣

3.1尺寸

平板斜面試樣至少應(yīng)是50mmX120 mm。厚度為6mm?？墒褂闷渌穸?但必須在試驗報告中說明。試樣應(yīng)按圖1所示鉆有裝電極的孔。

3.2制備

除另有規(guī)定外,試樣表面應(yīng)稍微打磨。具體方法是將試樣用金剛砂細砂紙加去離子水或蒸餾水打磨,直至試樣整個表面濕潤,干燥時呈現(xiàn)出均勻無光澤表面。如果未使用打磨,應(yīng)在試驗報告中說明清洗的方法。

判斷標準B(見第1章)使用的試樣,應(yīng)在下電極上方25mm處的兩邊上各作一個參考標記(見圖1和圖3b)。

4裝置

4.1電氣設(shè)備

電路原理圖見圖2a。由于試驗是在高壓下進行,因此一定要使用安全接地的安全欄。電路由下述組成:                          

S=電源開關(guān)

VT=可變比調(diào)壓器

T=高壓變壓器

R=串聯(lián)電阻器

V=電壓表

SP=試樣

F=過電流裝置,保險絲或繼電器 

4.1.3讀數(shù)準確度為1.5%的電壓表1只。

4.1.4當高壓回路的電流達到或超過60mA持續(xù)2s時能動作的過電流延時繼電器(見圖2b)或任何

其他裝置。

Re=整流器

Tr=變壓器(線圈300/900距)

R1=繼電器(2 5000/11 000匝)

C=電容器(200 μF)

圖2b 示例:過電流延時繼電器的典型電路(表示圖2a中F)

4.2電極所有的電極、固緊裝置以及與電極相連的裝配件,如螺釘,應(yīng)該用不銹鋼做成。電極裝置如圖3a所示。

注:每次試驗之前應(yīng)清洗電極,如有必要,則更換電極。

4.3污染液

4.3.1除另有規(guī)定外,采用:

質(zhì)量分數(shù)為(0.1±0.002)%分析純NH,Cl(氯化銨)和質(zhì)量分數(shù)為(0.02±0.002)%異辛基苯氧基聚乙氧基乙醇(iso-octylphenoxypolyethoxyethanol),非離子型濕潤劑配以蒸餾水或去離子水。

污染液在(23士1)℃時的電阻率應(yīng)為(3.95±0.05)Ω.m。

污染液存放時間應(yīng)不超過四星期。在每做一組試驗以前均應(yīng)檢測它的電阻率。

4.3.2用大致尺寸如圖6所示的八層濾紙夾在上電極與試樣之間,儲積污染液

4.3.3污染液加入濾紙襯墊中,以使在加電壓前,在上、下電極之間形成均勻的液流。

注:形成均勻液流的方法,一種辦法是通過管子將污染液滴注入濾紙襯墊中。該管子可用不銹鋼夾子夾在濾紙中間。另一種辦法是以固定的液滴大小和每分鐘一定的液滴數(shù)將污染液滴入濾紙襯墊中。4.3.4污染液的流速與施加電壓的關(guān)系見表1規(guī)定。

4.4記時器

記時器的準確度約為±1 min/h。

注:例如,可采用1min脈沖記數(shù)器。

4.5深度規(guī)

深度規(guī)的準確度為±0.01 mm,探針的端部為半徑0.25mm的半球形。

5試驗程序

5.1試驗的準備

5.1.1除另有規(guī)定外,試驗應(yīng)在環(huán)境溫度(23士2)℃下進行,每種材料試驗五個試樣。5.1.2裝試樣時無光澤的試驗面向下,使之與水平面成45°角，如圖3b所示。兩電極之間相距(50±0.5)mm。

注:每次試驗都使用新濾紙襯墊。

5.1.3首先將污染液注人濾紙襯墊中以使濾紙充分濕潤。調(diào)節(jié)污染液流速并按表1的規(guī)定校正流速。至少觀察流動10min,確保污染液在兩電極間的試樣表面上穩(wěn)定地流下。污染液應(yīng)從上電極的軸孔處流出而不從濾紙的旁邊或頂部溢出。

5.2施加電壓

5.2.1方法1:恒定電痕化電壓法

在污染液以表1規(guī)定的流速均勻流下時,合上開關(guān),并將電壓升到2.5 kV、3.5 kV或4.5kV中一個較為合適的電壓值,并開始記時,應(yīng)保持電壓恒定6h。

如果還需要在更高或更低的電壓下試驗,則對于每一個優(yōu)選的試驗電壓再另取一組五個試樣進行試驗。

恒定電痕化電壓為五個試樣經(jīng)受6h后均無破壞的電壓。

材料按如下分級:

1A0或1B0級:

按照第1章判斷標準A或判斷標準B在2.5kV下若任一試樣在6h以內(nèi)破壞:

1A2.5或1B2.5級

如果五個試樣均能經(jīng)受2.5kV電壓6h而且如果在3.5kV下任一試樣在6h以內(nèi)破壞:

1A3.5或1B3.5級

如果五個試樣均能經(jīng)受3.5kV電壓6h而且如果在4.5kV下任一試樣在6h以內(nèi)破壞:

1A4.5或1B4.5級

如果五個試樣均能經(jīng)受4.5kV電壓6b。

在每種情況下都應(yīng)報告蝕損深度。

5.2.2方法2:逐級電痕化電壓法

選擇一個其值為250V倍數(shù)的起始電壓,從起始算起,使得在第三級電壓之前,不發(fā)生按第1章判斷標準 A(電流超過60mA)的破壞(可能需要做一次預(yù)備性試驗)。在污染液以規(guī)定的流速均勻流下時,合上開關(guān)并升高電壓到選定的值,保持該電壓1h,以后每小時按250V逐級增加電壓直至發(fā)生按判斷標準A的破壞,并記錄下來。當電壓升高時,污染液流速和串聯(lián)電阻器的電阻值也應(yīng)按表1的規(guī)定增加。

逐級電痕化電壓是五個試樣經(jīng)受1h后均無破壞的電壓。

材料按如下分級:

2Ax級,這里x為被試材料耐受的電壓,用kV表示。注1:必然會出現(xiàn)顯著的閃爍現(xiàn)象,如果沒有,則應(yīng)仔細檢查電路、污染液流動情況和污染液電阻率。

閃爍是指施加電壓幾分鐘內(nèi),在下電極齒的正上方出現(xiàn)小的黃色到白色(有些材料偶爾出現(xiàn)藍色)的電弧。盡管在最終發(fā)生穩(wěn)定小的光亮“熱點”之前,放電可能從一個齒跳到另一個齒,但這些放電基本上是以連續(xù)方式進行。這些“熱點”會燒壞試樣表面,且可能最終導(dǎo)致電痕化破壞。在兩電極間的試樣表面快速移動的放電可能不會導(dǎo)致電痕化。

顯著的閃爍現(xiàn)象也可用陰極射線示波器觀察?？梢詮呐c過電流裝置串聯(lián)的電阻器(例如330Ω.2W)兩端取得信號。正常的閃爍可以從每半周期的連續(xù)、但不均勻和中斷的電源頻率電流波形中觀察到。注2:在電痕到達上電極以前,當60mA電流流經(jīng)導(dǎo)電的電痕和保留在試樣表面的電解液流時,過電流裝置應(yīng)動作。注3:蝕損深度應(yīng)在刮去或用其他方法除去分解的絕緣物和碎片后測量。注意不要去掉未受損壞的試驗材料。

6試驗報告

試驗報告應(yīng)包括:

6.1被試材料的型號和名稱。

6.2試樣的詳細說明:制備和尺寸,清洗方法和所用的溶劑,試樣表面(如果需要)及預(yù)處理,還應(yīng)報告試樣厚度。

6.3試樣相對于電極的方向(即縱向、橫向、斜向等)。

6.4施加電壓方法及采用的終點判斷標準。

6.5根據(jù)第5.2.1條和5.2.2條分級。