关于影响耐电痕化试验结果的因素

张锐（义乌出入境检验检疫局 浙江义乌 322000）

1 引言

随着家电产品的日益普及，产品安全性成为一个需要解决的关键问题，耐电痕化是电器产品中一项重要的安全检测项目。随着科技的发展，越来越多的电工电子产品进入千家万户。人们对产品安全可靠性的要求也越来越高，特别是对一些在潮湿环境下使用的绝缘材料，如家用电器中使用的绝缘材料等，根据 GB/T 4207-2003《固体绝缘材料在潮湿条件下相比电痕化指数和耐电痕化指数的测定方法》，要求对可能出现漏电起痕路径的绝缘材料进行耐漏电起痕指数的测定。

耐电痕化测试是电器通用检验项目中的重要安全参数，主要是模拟电器产品在实际使用中，不同极性带电部件在绝缘材料表面沉积的导电物质是否引起绝缘材料表面爬电、击穿短路和起火危险而进行的检验，是评价固体绝缘材料在上述电场和污染电解液联合作用下耐受能力的重要试验方法。2011年CNAS组织以此进行了一项能力验证试验，样品采用5片白色塑料板，各片完全相同，表明平整，板材均为圆形，直径40mm,厚度4mm，在250V电压下分别对5片板材进行耐电痕化试验，电解液使用GB/T 4207-2003规定的溶液A。

2 耐电痕化原理

耐电痕化即PTI(proof tracking index)试验，是材料经受50滴电解液而不出现电痕化的以伏特化单位的耐电压值，指在固体绝缘表面存在电位差的部位之间形成碳化导电通路，使之失去绝缘性能的现象。电器产品在使用过程中，由于环境的污染导致绝缘材料表面有污物、潮气而产生漏电，由此诱发的腐蚀而损坏绝缘性能。本标准所规定的试验是一种模拟极恶劣条件的加速试验以检验绝缘材料是否会形成漏电痕迹，从而能在短时间内区别固体绝缘材料抗漏电起痕的能力，保证产品在特定环境条件下的使用安全。

耐电痕化试验评定方法有两种，一种是测定PTI值，另一种是测定CTI值，本次能力验证采用的评定方法是测定PTI值。根据GB/T 4207-2003标准，使用测量装置时将两铂电极保持距离为(0.4±0.1)mm，水平置于绝缘材料样品上，电解液NH4C1溶液的电阻率在23℃±1℃时为(395±5)Ω·cm，以(35±5)s的时间间隔从30～40mm的高处滴到两电极之间，两电极间施加的电压为0～60V，样品上任意5点都能承受50滴溶液的电压值。本次试验设定在250V电压的条件下，5片板材不发生破坏，则其耐漏电起痕指数为PTI250通过。

3 结果影响因素

最终本次能力验证样品在250V电压下是无法通过的，测试结果获得满意。经过本次能力验证的试验，笔者认为影响结果的因素应从设备、人员、环境、及被测样品等多方面全面考虑，不可遗漏，包括人员操作及环境温度的影响、试样的预处理情况、试样表面平整状况及试样尺寸与厚度、由于时间持续2秒人员读数误差的影响、试验液滴的大小、液滴滴落的间隔时间、电解液的电阻率和纯度、试验电压表准确度、试验电流表准确度等等。其中影响本次试验的因素最重要的环节归纳起来主要有：

a)NH4C1溶液电阻率

氯化铵溶液的电阻率应达到试验标准规定的要求，电解液浓度的偏高或偏低．都会影响测试结果的准确性。浓度偏高，会使得PTI值有减小趋势；相反，浓度偏低，会使得PTI值有增大趋势。NH4C1溶液是一种比较容易挥发的液体，因此，配置好的溶液要保存在密封的容器中，若有必要，应该在试验前对其进行复测，确定它是否符合标准规定的要求。溶液电阻率和纯度是漏电起痕试验的两个重要因素，由于铂电极通常使用的电阻率仪，其铂电极易惰化，而导致电阻率测试不准确。

b)样品清洁

试样表面应清洁，没有灰尘、脏物、指印、油脂、脱膜剂或其他可能影响试验结果的杂质。清洁试样时应防止引起材料溶胀、软化、腐蚀或其他损伤。因此，试验前，要对样品进行清洁处理，测试样品的表面要用无水乙醇清理干净。无水乙醇是一种易挥发的液体，能很好的清洁指印、油脂等脏物，它是一种较理想的清洁。试验中，试验人员应带手套，避免在试样上留下指印、油脂等杂质。

c)铂电极

应该将试样放在无通风地方并在23℃士5℃的环境温度下进行试验。电极的污染会影响试验结果，在每次试验前应清洗电极。两个电极的表面要经常进行清洁，保持干净，样品测试完后,特别是发生导通击穿或起火时,电极上会附着较多的黑色碳化物，在进行下一次样品测试时，一定要注意加强清理，以免影响测试结果。标准要求电极与试样表面良好接触且两电极在同一水平面。否则电极与试样表面只是部分或点接触，将导致两电极间的场强强度不均匀，局部电场偏强，而使测试结果不准确。

d) 滴液

液滴的体积一定要准确，过大的液滴会使得PTI值有减小的趋势。根据GB/T 4207-2003《固体绝缘材料在潮湿条件下相比电痕化指数和耐电痕化指数的测定方法》规定，液滴大小为20+3-0 mm3且液滴滴落的时间间隔为(30±5)s。测试过程中，如果液滴过大，会影响热源对溶剂挥发的速度，使得离子浓度增加。加快电极之间形成导电通路，产生漏电起痕。每次试验前要清洗电极，擦净滴针并流掉10～20滴溶液，以保证溶液的浓度，并在测试过程中要时刻注意滴嘴。

e)测试电压

试验电压的显示仪表多采用指针表，而指针表的精度是由其引用误差决定的。因而不注意正确使用量程易导致试验电压偏差过大。试验前先进行电压验证，电极间的短路电流到l.0 A± 0.1 A，且在此电流下，在电压表上指示的电压下降值应不超过10%。

4 结束语

此次CNAS组织的能力验证，主要是评价电器安全实验室在电工材料检测领域所具备的能力和水平，考察实验室的电器安全参数测试系统是否满足相关标准的要求。能力验证不仅可以促进相关实验室了解自身的能力，同时也提供了一个技术交流的平台。可以帮助我们熟悉试验方法，分析解决实际中出现的问题和现象，提高检测水平。试验中要充分考虑各种影响因素，并找出符合标准要求的实施方案，使试验结果更准确。

这次能力验证也是判断和监控实验室能力的有效手段，是实验室通过外部措施补充其内部质量控制方法的技术，是确保实验室质量管理体系持续改进的有效措施之一。我国检测机构应正确认识实验室能力验证，转变观念，关注能力验证对提高参加实验室的技术水平的作用，积极参加实验室能力验证活动。