浅谈相比电痕化指数的测试

作者 / 洪淑虹，中检集团南方电子产品测试（深圳）股份有限公司



浅谈相比电痕化指数的测试

作者 / 洪淑虹，中检集团南方电子产品测试（深圳）股份有限公司

相比电痕化指数（CTI）是固体绝缘材料性能比较的一项重要技术参数，本文从溶液的配置、样品的预处理、仪器的设置和清洁等方面详细阐述了CTI的测试方法，希望在测试过程中，确保每一个操作环节准确无误，使试验结果能够反映固体绝缘材料的真实性能。

相比电痕化指数；电痕化失效；电蚀损；闪络；绝缘破坏

引言

相比电痕化指数 comparative tracking index（CTI）是作为固体绝缘材料（尤其是长期暴露在外的绝缘材料）性能比较的一项重要技术参数，在家用电器、照明设备应用的一些特殊场合下，作为材料选择的一项重要评判依据。

固体绝缘材料表面在电场和电解液的联合作用下，5个试样材料表面能经受住50滴电解液而未产生电痕化失效，也未发生持续燃烧的最大电压值，即是相比电痕化指数，也称CTI，单位为伏特V。

1. CTI试验设备

图1 电极示意图

以上主要部件名称为：1-铂电极；2-滴液针；3-重物；4-试样；5-玻璃片；6-支撑台，以上各部件均可调节。另外在控制台端，可通过旋钮调节试验电压，设置短路电流，通过按键设置电解液滴落的次数及间隔时间，还可控制电极箱的照明。控制台有三档电压：350V，700V，1050V，每档电压都应定期校准，以保证测试电压的准确性。

2. CTI试验前的准备

■2.1 溶液的调配

测试溶液分为A、B两种，均用去离子水调制而成。

溶液A采用高纯度的无水NH4Cl试剂溶解于去离子水中，23℃环温下使其电阻率达到3.95Ω·m±0.05Ω·m。去离子水的电阻率越高，所含杂质离子就越少，对试验结果的影响就越小。溶液A应用最广泛，若无特殊说明，均采用溶液A进行试验。

溶液B采用高纯度的无水NH4Cl试剂和二异丁基萘磺酸钠溶解在去离子水中，23℃环温下使其电阻率达到1.98Ω·m±0.05Ω·m。溶液B适用于需要侵蚀性更强的污染物的场合，报告时应在CTI值后面加多一个字母“M”表示。

■2.2 试样的预处理

试验样品表面应光滑平整，可擦拭或清洗干净，确保无刮痕、污点、杂质等表面缺陷。注意在清洁试样时应防止引起材料溶胀、软化、腐蚀或其他损伤。样品可进行适当的切割，推荐尺寸不小于20mm×20mm，试样厚度不小于3mm，因为试验过程中NH4Cl溶液滴落下来会产生大量的热量，若试样太薄，热量会传递到玻璃支撑件散发掉，起不到试样耐受电离NH4Cl溶液的作用。因此对于厚度小于3mm的试样，应采用叠加的方式。试验前，样品应在温度23℃±5℃，相对湿度50%±10%的环温箱中静置24小时以上，确保材料特性达到稳定。

■2.3 仪器的设置

（1）电极

试验设备采用纯度99%以上的铂金电极置于待测试样表面上，两电极之间成60º±5º角度相对，用矩形金属滑规检验，调节两电极间距为4.0mm±0.1mm。每个电极施加于试样表面的力为：1.00N±0.05N，可使用电子秤校正此作用力。在支撑台上放置电子秤，把玻璃片置于电子秤上，试样置于玻璃片上。首先把电子秤清零，再把电极放置到试样上，左右调节重物块使每个电极作用于试样上的力达到96.94-107.14g。

（2）滴液控制和短路电流

在控制台端，按钮调节每一试验周期滴液为50滴，间隔时间为30s，并将短路电流设定为1 A，且每改变一次试验电压，应再次调整短路电流值。

■2.4 电极和滴定装置的清洁

每次完成试验以后，应对电极进行清洗，可以使用酒精或不含腐蚀性的清洁剂。如果试验时试样发生燃烧，使得铂电极熔融氧化变黑，应及时对电极进行修整，可用砂纸打磨除去烧蚀的痕迹，动作应十分小心轻柔，不能改变电极的轮廓。

滴定装置容器中历次试验的沉积物有可能污染溶液，增大浓度，使得测试结果比真实值偏低。因此开始试验前应用去离子水清洗滴定装置，再用配置好的NH4Cl溶液二次冲洗滴定装置，再开始正常的试验。

■2.5 液滴质量的检查

溶液滴定量的大小决定电极间导电通路的时间长短， 因此液滴质量的控制是整个试验的重要环节。标准规定连续20滴液滴的质量应控制在0.380g～0.480g之间，连续50滴液滴的质量应控制在0.997g～1.147g之间。检验方法如下：取一个小烧杯，称出空烧杯重量为A。把烧杯置于滴液针下面，启动仪器，滴出20滴NH4Cl溶液，称出带溶液的烧杯重量为B。B-A的值应在0.380g～0.480g之间，若有偏差，则应调整液滴量延时器。相同的检查步骤也适用于50滴液滴质量的检查。

3. CTI试验

在前期的预处理与调试工作完成后，就可以开始进行CTI试验了。启动滴液系统，试验溶液从35mm±5mm的高度，以30s±5s的时间间隔滴落在两电极间试样表面的中间。电解液在两电极间形成导电通道，有时会发生闪络现象，产生电弧，但只要未造成绝缘破坏，试验应继续进行，直至发生如下情况之一才停止试验：①过流装置动作，这是因为产生了电痕化失效；②发生持续燃烧，这是因为电蚀损造成了绝缘破坏；③第50（100）滴落下后，至少经过25s无以上①或②情况发生。试验结束后，应开箱通风，驱走烟雾，移开试样。

在整个试验过程中，连续5个试样通过50滴试验不失效的最大电压值，同时，在低于该电压25V时，连续5个试样通过100滴试验，该最大电压值即可确定为本次试验的CTI值。

4. 结语

CTI试验过程环节较多，影响试验结果的因素也很多，例如NH4Cl溶液的浓度、电阻率，滴液量的大小，电极的清洁度、磨损程度等均会对CTI测试结果产生影响，相同材料不同设备试验结论也可能因此不同。所以我们在测试过程中，应确保每一个测试环节的技术参数都达到标准的要求，减少人为疏漏，提高测试准确度，这样试验结果才能够反映固体绝缘材料的真实性能。

＊ ［1］GB/T—2012《固体绝缘材料耐电痕化指数和相比电痕化指数的测定方法》

＊ ［2］GB4207—84《固体绝缘材料在潮湿条件相比漏电起痕指数和耐漏电起痕指数的测定方法》