家用照明電器漏電起痕指數(shù)測(cè)試試驗(yàn)分析

家用照明電器漏電起痕指數(shù)測(cè)試試驗(yàn)分析

漏電起痕指數(shù)主要是考核絕緣材料在嚴(yán)酷環(huán)境下尤其是在電應(yīng)力和電解雜質(zhì)聯(lián)合作用下的耐漏電起痕的能力。為了對(duì)絕緣材料漏電起痕性進(jìn)行判定、篩選，IEC 制訂了兩個(gè)試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)：IEC60587《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和耐腐蝕的試驗(yàn)方法》，用于評(píng)定使用于戶外嚴(yán)酷環(huán)境中的絕緣材料；IEC60112《固體絕緣材料相比漏電起痕指數(shù)和耐漏電指數(shù)的測(cè)定方法》用來(lái)篩選絕緣材料，的 IEC 版本為 IEC60112: 2009；現(xiàn)行的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)為GB/T4207-2003，等同于 IEC60112: 1979；在照明電器中 GB7000.1-2007引用的是 IEC60112: 2003，非普通燈具中的固定載流部件或安全特低電壓部件或者與這些部件接觸的絕緣部件（有防塵和防水的部件除外）需要經(jīng)受漏電起痕試驗(yàn)的考核。本文通過(guò)分析在試樣中出現(xiàn)的各種狀況，有助于對(duì) IEC60112: 2003更好的理解。

漏電起痕試驗(yàn)中的定義：
絕緣材料在戶外及嚴(yán)酷環(huán)境中往往受到鹽露、水分、灰塵等污穢物的污染，在表面形成電解質(zhì)，在電場(chǎng)作用下，材料表面出現(xiàn)一種特殊放電破壞現(xiàn)象。在材料表面導(dǎo)電通路的逐步形成過(guò)程稱(chēng)為漏電起痕。
IEC60112: 2003 中規(guī)定：五個(gè)測(cè)試樣品能經(jīng)受 50滴試驗(yàn)溶液的試驗(yàn)過(guò)程而不產(chǎn)生漏電起痕失效（見(jiàn)圖1）及持續(xù)火焰（見(jiàn)圖 2）的以伏特為單位的大電壓值稱(chēng)為相比漏電起痕指數(shù) CTI，還包括對(duì)材料在進(jìn)行 100 滴的試驗(yàn)時(shí)所顯現(xiàn)的特性有關(guān)說(shuō)明；五個(gè)測(cè)試樣品能經(jīng)受 50 滴的試驗(yàn)過(guò)程而不產(chǎn)生漏電起痕失效及持續(xù)火焰的以伏特為單位的測(cè)試電壓值稱(chēng)為耐漏電起痕指數(shù)PT。測(cè)定某一材料的 CTI，一般是指通過(guò)不斷的提高試驗(yàn)電壓，直到出現(xiàn)漏電起痕為止，對(duì)于 CTI 值對(duì)應(yīng)所施加的高電壓值，材料不具有大于標(biāo)注值的實(shí)力；而 PTI 是一個(gè)測(cè)試電壓，只表示在該電壓下是否能承受住試驗(yàn)，照明電器中通常進(jìn)行PTI 175試驗(yàn)。

漏電起痕產(chǎn)生的原因：
在絕緣材料表面的漏電起痕除與材料表面的潤(rùn)濕狀態(tài)和污染程度有關(guān)外，還隨絕緣材料表面電場(chǎng)的強(qiáng)弱、表面電流的大小和由它們所引發(fā)的放電狀況而變化。造成漏電起痕的是表面電流和火花放電。因此漏電起痕分為二種：一種是在低于固體表面大氣低擊穿電壓下發(fā)生的，主要由污穢物引起的電導(dǎo)電流造成，一般不伴隨氣體放電；另一種是因絕緣材料表面導(dǎo)電通道時(shí)斷時(shí)續(xù)引起的火花放電，進(jìn)而形成碳化物的堆積和蔓延。
絕緣材料漏電起痕的發(fā)展決定于材料表面游離碳的生成與堆積?；鸹ǚ烹娪腥コ坞x碳的作用，因此漏電起痕形成過(guò)程實(shí)際上是材料表面碳的生成聚集和去除的動(dòng)態(tài)平衡過(guò)程。除了和絕緣材料表面電場(chǎng)強(qiáng)弱、電流大小、放電狀況、表面污染程度和潤(rùn)濕狀態(tài)有關(guān)以外，更重要的是和材料本身結(jié)構(gòu)的組成有關(guān)。絕緣材料中弱的鍵，在表面放電產(chǎn)生的高溫作用下斷裂，產(chǎn)生揮發(fā)性副產(chǎn)物，下的殘余物中含有不飽和共軛雙鍵或形成穩(wěn)定的不飽和或芳香自由基。這些自由基會(huì)重偶合形成與石墨類(lèi)似的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)而使材料更易于發(fā)展漏電起痕。

漏電起痕指數(shù)值的測(cè)定：
IEC60112: 2003 中規(guī)定：試驗(yàn)持續(xù)到以下一種情況發(fā)生：①過(guò)電流裝置動(dòng)作；②產(chǎn)生持續(xù)的火焰；③第 50 滴液滴滴到樣品至少 25 s后，未發(fā)生①和②的情況。
漏電起痕失效（見(jiàn)圖 1）必然使得過(guò)電流裝置動(dòng)作和持續(xù)火焰（見(jiàn)圖 2），即①、②兩種情況的出現(xiàn)，則認(rèn)為該試驗(yàn)電壓下 PTI 不通過(guò)；③情況則表示該試驗(yàn)電壓下 PTI 通過(guò)。如果試驗(yàn)過(guò)程中有火焰產(chǎn)生但不持續(xù)，則以過(guò)電流裝置是否動(dòng)作作為PTI 175 是否通過(guò)的標(biāo)準(zhǔn)，但是如果過(guò)電流裝置由于空氣電弧而動(dòng)作，不被認(rèn)為是漏電起痕失效，這種情況需要重新進(jìn)行試驗(yàn)。
如果材料是各向異性的，應(yīng)在垂直于材料的各方向進(jìn)行試驗(yàn)。

結(jié)語(yǔ)：
漏電起痕指數(shù)是燈具安全試驗(yàn)中的重要指標(biāo)，隨著發(fā)光二極管（LED）道路與街路照明燈具的普及，準(zhǔn)確反應(yīng)材料的真實(shí)特性，有助于對(duì)燈具整體性能做出更全面的評(píng)判，對(duì) LED 道路與街路照明燈具的發(fā)展具有重要的指導(dǎo)意義。