耐電痕化指數(shù)試驗(yàn)儀

一、簡(jiǎn)介

ZLD-6000V型耐電痕化指數(shù)試驗(yàn)儀用于對(duì)電工電子產(chǎn)品、家用電器及其材料進(jìn)行耐電痕化和蝕損的試驗(yàn)，模擬在工頻（45Hz - 65Hz）下，用液體污染物和斜面試樣，耐電痕化指數(shù)試驗(yàn)儀通過(guò)耐電痕化和蝕損的測(cè)量評(píng)定在嚴(yán)酷環(huán)境條件下使用的電氣絕緣材料的耐電痕化和蝕損等級(jí)。

二、相關(guān)概念與定義

1、電痕：絕緣材料表面因局部裂變而產(chǎn)生的局部導(dǎo)電通道。

2、電痕化：固體絕緣材料表面因局部區(qū)域的放電導(dǎo)致持續(xù)劣化并形成導(dǎo)電或部分導(dǎo)電通道（注：電痕化通常是由于表面污染產(chǎn)生的）

3、電蝕損：由于漏電或放電作用而使材料損耗

4、電痕時(shí)間：在規(guī)定的試驗(yàn)條件下，形成電痕所需要的時(shí)間。

(以上定義來(lái)源GB6553-2014嚴(yán)酷環(huán)境條件下使用的電氣絕緣材料評(píng)定耐電痕化和蝕損的試驗(yàn)方法)

三、試樣
(1)尺寸:平板斜面試樣至少應(yīng)是50mmx120mm,厚度要求為6mm?？墒褂闷渌穸龋仨氃谠囼?yàn)報(bào)告中說(shuō)明。試樣應(yīng)按圖1所示鉆有裝電極的孔。

圖1帶有固定電極用的孔的試樣
(2) 制備:試樣制備：試樣應(yīng)用合適溶劑（例如異丙醇）清洗，去除處理后的殘余物，燃用蒸餾水清洗試樣。清洗好的試樣應(yīng)小心安裝，避免被污染。如果污染液在下圖所示的觀察時(shí)間內(nèi)不能濕潤(rùn)試樣表面，試樣表面應(yīng)稍微打磨，具體方法如下：將試樣用金剛砂細(xì)砂紙（400目）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)均勻無(wú)光澤表面，打磨后的試樣應(yīng)再一次用蒸餾水清洗。在試驗(yàn)報(bào)告中應(yīng)注明打磨。判斷標(biāo)準(zhǔn)B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（見上圖1和下圖2）

圖2  試驗(yàn)裝置原理圖

四、污染液：

除非有另外規(guī)定，采用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1%＋0.002%的分析純氯化銨（NH₄Cl）和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.02%＋0.002%的異辛基苯氧基聚乙醇的非離子型濕潤(rùn)劑配以蒸餾水或去離子水。污染液在（231）℃時(shí)的電阻率應(yīng)為（3.950.05）?.m。污染液存放時(shí)間應(yīng)不超過(guò)四周。在每做一組試驗(yàn)以前均應(yīng)檢測(cè)它的電阻率。用尺寸如圖3的所示的厚度為（0.20.02）mm的八層濾紙夾在上電極與試樣之間，儲(chǔ)積污染液。污染液加入濾紙墊中，以使在加電壓前，在上下電極之間形成均勻的液流。

圖3  過(guò)濾紙（每個(gè)上電極要有8張）

圖4 電極裝置 

1----滴液管    2-----上電極  3-----試樣

4-----下電極   5-----絕緣的試樣支架   6-----橫梁

圖5 安裝示意圖

五、試驗(yàn)前設(shè)備相關(guān)的準(zhǔn)備

5.1滴液管的安裝

每個(gè)試樣組的滴液管為2根，一根一端位于試樣上電極上方，另一端與水泵的出口連接；另一根一端與水泵入口連接，另一端置于盛污染液的容器內(nèi)，該容器應(yīng)為塑料或玻璃材質(zhì)（忌金屬材質(zhì)容器）。

A、將一根滴液管的一頭安裝在橫梁的孔內(nèi)，上面可用卡子壓住， 橫梁用螺絲固定在立柱上（效果如上圖5），將另外一頭分別連接在對(duì)應(yīng)的水泵上，水泵的序號(hào)同試樣組的序號(hào)一致，從左到右依次是1-5。

B、試驗(yàn)人員將第二根滴液管另一頭整理齊整放置于裝有污染液的容器內(nèi)，

5.2初次試驗(yàn)前校準(zhǔn)水泵（設(shè)備在出廠前技術(shù)人員會(huì)做校準(zhǔn)，該部分內(nèi)容客戶了解即可）

A、準(zhǔn)備10ML的量筒5或1個(gè)（1個(gè)時(shí)逐一校準(zhǔn)水泵即可），分別放置在滴液管下。

B、在觸摸屏“參數(shù)設(shè)置”界面中，點(diǎn)擊“校準(zhǔn)“，分別依次從左到右點(diǎn)擊5個(gè)水泵的”排液“按鈕，設(shè)備自動(dòng)排液（設(shè)備出廠默認(rèn)排液速度為5ml/min），一分鐘之后停止。此時(shí)觀察量筒內(nèi)實(shí)際排液數(shù)據(jù)，分別依次點(diǎn)擊”排液“鍵上部位置的數(shù)字，將數(shù)字修改為實(shí)際排液數(shù)據(jù)，然后點(diǎn)擊”生成“，然后點(diǎn)擊”保存“。此時(shí)校準(zhǔn)完成。（觸摸屏界面如下圖）

水泵校準(zhǔn)界面示意圖

5.3將5個(gè)試樣分別如圖4圖5示意示安裝好，將電源負(fù)極安裝在圖2所示下電極處（壓緊在固定螺絲下即可），電源正極安裝在圖2所示上電極處（壓緊在兩個(gè)固定螺絲任意一個(gè)下即可）。

六、試驗(yàn)程序：
（1）、試驗(yàn)的準(zhǔn)備：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。裝試樣時(shí)無(wú)光澤的試驗(yàn)面向下，使之與水平面成45°±2°角，如圖2所示兩電極之間相距(50士0.5) mm。5個(gè)試樣可一起或獨(dú)立進(jìn)行試驗(yàn)（該設(shè)備為5個(gè)試樣一起試驗(yàn)款設(shè)備）。注:每次試驗(yàn)都使用新濾紙襯墊（見圖3）。首先將污染液注入濾紙襯墊中，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)定的留下。污染液應(yīng)從上電極的軸孔處流出而從不從濾紙的旁邊或頂部溢出。

表1

（2）、 施加電壓

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 k V,3.5k V或4.5 k V 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(wú)破壞的高電壓。
材 料 按 如下分級(jí):
1A0 或1B0級(jí):
按照判斷標(biāo)準(zhǔn)A或判斷標(biāo)準(zhǔn)B在2.5k V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2.5k V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；
IA4.5或1B4.5級(jí)：
如果五個(gè)試樣均能經(jīng)受4.5kV電壓6h；
在每種情況下都應(yīng)報(bào)告大蝕損深度
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)生判斷標(biāo)準(zhǔn)A(電流超過(guò)60 mA)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250 V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(lái)。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Ih后均無(wú)破壞的高電壓。
材料按如下分級(jí):
2Ax級(jí)，這里x為被試材料耐受的高電壓，用kV表示。
注1：必然會(huì)出現(xiàn)顯著的閃爍現(xiàn)象，如果沒(méi)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?？梢詮呐c過(guò)電流裝置串聯(lián)的電阻器(例如3301Z, 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(guò)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。

TIPS:試驗(yàn)時(shí)間的設(shè)置：

以上無(wú)論采用恒定電痕化電壓法的方法1還是逐級(jí)電痕化電壓法的方法2,對(duì)設(shè)備的操作流程是一樣的，區(qū)分在于試驗(yàn)時(shí)間的設(shè)定，方法1為6小時(shí),方法2為1小時(shí)。

(4)、終點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)

1、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(guò)試樣的電流超過(guò)60mA時(shí)達(dá)到了終點(diǎn)。此時(shí)過(guò)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)(見圖1及圖2)
注1:該終點(diǎn)判斷標(biāo)準(zhǔn)需目測(cè)和人工控制。
注2:優(yōu)先采用判斷標(biāo)準(zhǔn)A。如有關(guān)材料規(guī)范要求時(shí)，可用判斷標(biāo)準(zhǔn)B。

七、試驗(yàn)步驟

1、進(jìn)入觸摸屏”數(shù)據(jù)采集“界面，按下”排液’鍵，5個(gè)水泵同時(shí)開始運(yùn)轉(zhuǎn)，當(dāng)管路里的空氣全部排出后，再次點(diǎn)擊“排液”，此時(shí)“排液”停止（管路為透明，請(qǐng)?jiān)囼?yàn)人員注意觀察）。

2、按下“數(shù)據(jù)采集”界面上的 “電壓”鍵，旋轉(zhuǎn)設(shè)備控制面板上“電壓”旋鈕，旋轉(zhuǎn)到需要做的試驗(yàn)電壓大小的位置，液體流速會(huì)根據(jù)試驗(yàn)電壓自動(dòng)切換。

“數(shù)據(jù)采集”界面

3、按“啟動(dòng)”鍵，試驗(yàn)開始。當(dāng)任意一個(gè)試樣電流超過(guò)60毫安的時(shí)間持續(xù)2秒，試驗(yàn)會(huì)自動(dòng)結(jié)束，觸摸屏內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果部分顯示“失敗”?；蛘撸藶橛^察有試樣起火，可以點(diǎn)擊“起火”按鍵，試驗(yàn)結(jié)束，觸摸屏內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果部分顯示“燃燒”。如果在整個(gè)設(shè)定時(shí)間內(nèi)沒(méi)有出現(xiàn)以上兩種情況，時(shí)間到設(shè)定時(shí)間后，試驗(yàn)自動(dòng)進(jìn)行至結(jié)束。以上試驗(yàn)步驟結(jié)束后，自動(dòng)跳出保存界面（如下圖），點(diǎn)擊“試驗(yàn)名稱”后空白處，填寫相關(guān)實(shí)驗(yàn)名稱，點(diǎn)擊后下角“數(shù)據(jù)保存”，試驗(yàn)結(jié)束。

保存界面

八、試驗(yàn)人員須知：

1、如設(shè)備試驗(yàn)調(diào)壓調(diào)節(jié)超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)量程，設(shè)備會(huì)發(fā)出“滴”的提示音，觸摸屏?xí)詣?dòng)跳出提示界面，提示電壓超出允許量程，需先調(diào)低電壓到量程范圍內(nèi)，點(diǎn)擊提示界面中“確定”后，才能繼續(xù)進(jìn)行試驗(yàn)。（界面如下圖）

2、在控制面板設(shè)置試驗(yàn)電壓點(diǎn)擊觸摸屏內(nèi)開始之后的試驗(yàn)過(guò)程之中，不能再隨意調(diào)節(jié)試驗(yàn)電壓。如隨意調(diào)節(jié)超出一定范圍，觸摸屏將顯示以下界面并停止試驗(yàn)，需點(diǎn)擊右下角“確定”，重新開始試驗(yàn)。

九、試驗(yàn)報(bào)告
耐電痕化指數(shù)試驗(yàn)儀試驗(yàn)報(bào)告應(yīng)包括:
（1）被試材料的型號(hào)和名稱。
（2）試樣的詳細(xì)說(shuō)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。
（3）試樣相對(duì)于電極的方向(即縱向、橫向、斜向等)。
（4）施加電壓方法及采用的終點(diǎn)判斷標(biāo)準(zhǔn)。
（5）根據(jù)方法一和方法二分級(jí)。