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

以下介紹一種適用于執(zhí)行此項(xiàng)性能檢驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)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(duì)固體絕緣材料樣品實(shí)施對(duì)比性耐漏電起痕和耐漏電起痕指數(shù)的評(píng)測(cè)。

一、設(shè)備的主要應(yīng)用范圍?

GB/T6553-2003漏電起痕指數(shù)測(cè)定儀CPI廣泛適用于需要對(duì)絕緣材料進(jìn)行失效分析的場(chǎng)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(jí)。其測(cè)試流程清晰，數(shù)據(jù)采集穩(wěn)定，能夠有力支撐實(shí)驗(yàn)室的日常檢驗(yàn)工作。

二、兼容的執(zhí)行規(guī)范?

GB/T6553-2003漏電起痕指數(shù)測(cè)定儀CPI的研發(fā)與制造，參考了國(guó)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(biāo)準(zhǔn)。這意味著其測(cè)試過程與結(jié)果可以得到國(guó)際主流評(píng)價(jià)體系的認(rèn)可。

三、設(shè)備核心性能參數(shù)簡(jiǎn)述?

為保證測(cè)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(zhǎng)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(zhǎng)期測(cè)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(diǎn)的應(yīng)力狀況符合測(cè)試原理。

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

樣品要求?：可測(cè)試的樣品需具備一定的平面尺寸與厚度。

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

失效判定系統(tǒng)?：配備智能判定電路。當(dāng)流過電極間的電流超過設(shè)定閾值并維持規(guī)定時(shí)長(zhǎng)后，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)切斷測(cè)試電源，并給出測(cè)試異常提示，表明樣品未通過當(dāng)前級(jí)別的測(cè)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(dòng)化閥門系統(tǒng)以非常穩(wěn)定的時(shí)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(shí)驗(yàn)空間設(shè)計(jì)為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)尺寸的立方體容積（用戶可選擇更大容積的型號(hào)）。箱體材質(zhì)為堅(jiān)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(yùn)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(gè)功能模塊協(xié)同工作。核心組件包括：

用于提供測(cè)試高電壓的電源單元。

負(fù)責(zé)控制測(cè)試總流程和時(shí)間序列的控制中心單元。

精確計(jì)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(dòng)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(gè)穩(wěn)定可控的測(cè)試環(huán)境，實(shí)現(xiàn)對(duì)絕緣材料漏電起痕性能的有效評(píng)價(jià)。

結(jié)語?

合理運(yùn)用此類實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)系統(tǒng)，是提升對(duì)絕緣材料性能認(rèn)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(píng)定在嚴(yán)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(yàn)方法

本標(biāo)準(zhǔn)等同采用IEC 60587:1984《評(píng)定在嚴(yán)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(yàn)方法》。

為便于使用,本標(biāo)準(zhǔn)做了下列編輯性修改:

a)刪除國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的目次和前言;

b)用組合單位Ω.m代替Ωm;

c)用小數(shù)點(diǎn)“.”代替作為小數(shù)點(diǎn)的逗號(hào)“,”;

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

本標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)代替GB/T 6553一1986《評(píng)定在嚴(yán)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(yàn)方法》。

評(píng)定在嚴(yán)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(yàn)方法

1范圍和目的

本標(biāo)準(zhǔn)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(píng)定在嚴(yán)酷環(huán)境條件下使用的電氣絕緣材料的兩種試驗(yàn)方法。

方法1:恒定電痕化電壓法

方法2:逐級(jí)電痕化電壓法

注:試驗(yàn)條件設(shè)計(jì)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(duì)下列條款所述的試驗(yàn)設(shè)備而言,電痕在下電極起始?？刹捎脙煞N判斷標(biāo)準(zhǔn)確定試驗(yàn)終點(diǎn)。判斷標(biāo)準(zhǔn)A:

當(dāng)高壓回路中通過試樣的電流超過60mA時(shí)達(dá)到了終點(diǎn)。此時(shí)過電流裝置切斷電源。注:該終點(diǎn)判斷標(biāo)準(zhǔn)允許采用自動(dòng)裝置同時(shí)試驗(yàn)幾個(gè)試樣。

判斷標(biāo)準(zhǔn)B:

當(dāng)電痕達(dá)到離下電極25mm處的試樣表面的標(biāo)記時(shí)達(dá)到終點(diǎn)

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(shí)間time-to-track

在規(guī)定的試驗(yàn)條件下,形成電痕所需要的時(shí)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(yàn)報(bào)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(xì)砂紙加去離子水或蒸餾水打磨,直至試樣整個(gè)表面濕潤(rùn),干燥時(shí)呈現(xiàn)出均勻無光澤表面。如果未使用打磨,應(yīng)在試驗(yàn)報(bào)告中說明清洗的方法。

判斷標(biāo)準(zhǔn)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(gè)參考標(biāo)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(yàn)是在高壓下進(jìn)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(xiǎn)絲或繼電器 

4.1.3讀數(shù)準(zhǔn)確度為1.5%的電壓表1只。

4.1.4當(dāng)高壓回路的電流達(dá)到或超過60mA持續(xù)2s時(shí)能動(dòng)作的過電流延時(shí)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(shí)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(yàn)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?jǐn)?shù)為(0.1±0.002)%分析純NH,Cl(氯化銨)和質(zhì)量分?jǐn)?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(rùn)劑配以蒸餾水或去離子水。

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

污染液存放時(shí)間應(yīng)不超過四星期。在每做一組試驗(yàn)以前均應(yīng)檢測(cè)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(chǔ)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(shí)器

記時(shí)器的準(zhǔn)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(zhǔn)確度為±0.01 mm,探針的端部為半徑0.25mm的半球形。

5試驗(yàn)程序

5.1試驗(yàn)的準(zhǔn)備

5.1.1除另有規(guī)定外,試驗(yàn)應(yīng)在環(huán)境溫度(23士2)℃下進(jìn)行,每種材料試驗(yàn)五個(gè)試樣。5.1.2裝試樣時(shí)無光澤的試驗(yàn)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(yàn)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(rùn)。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(dòng)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(shí),合上開關(guān),并將電壓升到2.5 kV、3.5 kV或4.5kV中一個(gè)較為合適的電壓值,并開始記時(shí),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(yàn),則對(duì)于每一個(gè)優(yōu)選的試驗(yàn)電壓再另取一組五個(gè)試樣進(jìn)行試驗(yàn)。

恒定電痕化電壓為五個(gè)試樣經(jīng)受6h后均無破壞的電壓。

材料按如下分級(jí):

1A0或1B0級(jí):

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

1A2.5或1B2.5級(jí)

如果五個(gè)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(jí)

如果五個(gè)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(jí)

如果五個(gè)試樣均能經(jīng)受4.5kV電壓6b。

在每種情況下都應(yīng)報(bào)告蝕損深度。

5.2.2方法2:逐級(jí)電痕化電壓法

選擇一個(gè)其值為250V倍數(shù)的起始電壓,從起始算起,使得在第三級(jí)電壓之前,不發(fā)生按第1章判斷標(biāo)準(zhǔn) A(電流超過60mA)的破壞(可能需要做一次預(yù)備性試驗(yàn))。在污染液以規(guī)定的流速均勻流下時(shí),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(shí)按250V逐級(jí)增加電壓直至發(fā)生按判斷標(biāo)準(zhǔn)A的破壞,并記錄下來。當(dāng)電壓升高時(shí),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(jí)電痕化電壓是五個(gè)試樣經(jīng)受1h后均無破壞的電壓。

材料按如下分級(jí):

2Ax級(jí),這里x為被試材料耐受的電壓,用kV表示。注1:必然會(huì)出現(xiàn)顯著的閃爍現(xiàn)象,如果沒有,則應(yīng)仔細(xì)檢查電路、污染液流動(dòng)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(lán)色)的電弧。盡管在最終發(fā)生穩(wěn)定小的光亮“熱點(diǎn)”之前,放電可能從一個(gè)齒跳到另一個(gè)齒,但這些放電基本上是以連續(xù)方式進(jìn)行。這些“熱點(diǎn)”會(huì)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(dòng)的放電可能不會(huì)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。可以從與過電流裝置串聯(lián)的電阻器(例如330Ω.2W)兩端取得信號(hào)。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(dá)上電極以前,當(dāng)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(shí),過電流裝置應(yīng)動(dòng)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(cè)量。注意不要去掉未受損壞的試驗(yàn)材料。

6試驗(yàn)報(bào)告

試驗(yàn)報(bào)告應(yīng)包括:

6.1被試材料的型號(hào)和名稱。

6.2試樣的詳細(xì)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(bào)告試樣厚度。

6.3試樣相對(duì)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(diǎn)判斷標(biāo)準(zhǔn)。

6.5根據(jù)第5.2.1條和5.2.2條分級(jí)。