漏電起痕試驗(yàn)機(jī)是評(píng)估電工電子產(chǎn)品耐漏電起痕性能(PTI/CTI) 的核心設(shè)備,主要模擬潮濕、污染環(huán)境下(如廚房、浴室),絕緣材料表面因漏電產(chǎn)生的電弧、碳化痕跡,驗(yàn)證材料是否因 “電痕化" 導(dǎo)致絕緣失效,是家電、新能源、汽車電子等行業(yè)合規(guī)認(rèn)證(如 CCC、CE、UL)的關(guān)鍵測(cè)試設(shè)備。以下從核心技術(shù)、測(cè)試原理、操作流程、維護(hù)校準(zhǔn)及行業(yè)應(yīng)用展開詳解。
漏電起痕的核心是 “電 - 熱 - 化學(xué)" 協(xié)同作用(電解液導(dǎo)電→漏電產(chǎn)熱→碳化痕跡→絕緣擊穿),因此設(shè)備設(shè)計(jì)需精準(zhǔn)控制電極接觸、電解液特性、電壓電流三大關(guān)鍵變量,典型參數(shù)與結(jié)構(gòu)如下:
漏電起痕的本質(zhì)是 **“電痕化" 過程 **,分 3 個(gè)階段:
導(dǎo)電通路形成:電解液滴落在絕緣材料表面,在兩個(gè)電極間形成導(dǎo)電薄膜,產(chǎn)生微弱漏電電流(μA 級(jí));
碳化痕跡產(chǎn)生:電流產(chǎn)熱使電解液水分蒸發(fā),留下鹽類結(jié)晶,反復(fù)滴液后結(jié)晶積累并碳化(高溫導(dǎo)致材料分解),形成 “導(dǎo)電痕跡";
絕緣擊穿:碳化痕跡持續(xù)蔓延,最終連通兩個(gè)電極,形成低電阻通路,漏電電流驟升(達(dá)跳閘電流),判定為 “擊穿"。
耐漏電起痕指數(shù)(CTI):在規(guī)定條件下,材料經(jīng)受 50 滴電解液而不產(chǎn)生擊穿的最高電壓值(單位:V),是材料絕緣性能的核心評(píng)價(jià)指標(biāo);
相比漏電起痕指數(shù)(PTI):在規(guī)定條件下,材料經(jīng)受 100 滴電解液而不產(chǎn)生擊穿的最高電壓值(單位:V),通常用于更嚴(yán)苛的場(chǎng)景(如戶外設(shè)備)。
尺寸要求:長(zhǎng)≥150mm,寬≥15mm,厚≥3mm(若材料較薄,可疊加至 3mm,疊加層需緊密貼合);
預(yù)處理:在 23℃±2℃、65%±5% RH 環(huán)境下放置 24h 以上,去除表面油污(用無水乙醇擦拭,自然晾干);
固定方式:樣品水平固定在樣品臺(tái)上,確保電極垂直壓在樣品表面(無傾斜),電極間距 4mm±0.1mm。
試驗(yàn)前必須完成 3 項(xiàng)核心校準(zhǔn),否則結(jié)果無效:
電極校準(zhǔn):用千分尺測(cè)電極直徑(需 2mm±0.1mm),用測(cè)力計(jì)驗(yàn)證電極壓力(0.1N±0.02N),若壓力不足需調(diào)整彈簧;
電解液校準(zhǔn):用 conductivity 儀測(cè)電解液電導(dǎo)率(1.0-1.1mS/cm,23℃),濃度偏差需重新配制;
電壓與電流校準(zhǔn):用標(biāo)準(zhǔn)電壓表(0.1 級(jí))驗(yàn)證設(shè)備輸出電壓(如設(shè)定 300V,實(shí)測(cè)偏差≤±2%),用標(biāo)準(zhǔn)電阻(1kΩ)驗(yàn)證跳閘電流(如設(shè)定 100mA,觸發(fā)誤差≤±5%)。
以CTI 測(cè)試為例(50 滴不擊穿):
設(shè)定參數(shù):電壓(如從 250V 開始,按 50V 梯度遞增)、滴液量(0.05mL / 滴)、滴液速率(30 滴 /min)、跳閘電流(100mA);
啟動(dòng)滴液:針頭對(duì)準(zhǔn)兩電極中間位置,自動(dòng)滴液,觀察樣品表面是否產(chǎn)生 “連續(xù)碳化痕跡"(長(zhǎng)度≥3.5mm 即判定為 “起痕");
結(jié)果觀察:
PTI 測(cè)試:流程與 CTI 一致,僅需將 “滴數(shù)" 改為 100 滴,判定 “100 滴不擊穿" 的最高電壓。
電極清潔:用細(xì)砂紙(800 目)打磨電極表面氧化層,再用無水乙醇擦拭,確保無殘留(氧化層會(huì)增加接觸電阻,影響電流);
滴液系統(tǒng)清潔:拆下滴液針頭,用蒸餾水沖洗(避免氯化銨結(jié)晶堵塞),每周用超聲波清洗機(jī)清潔針頭內(nèi)部;
樣品臺(tái)清潔:用無塵布蘸乙醇擦拭樣品臺(tái),去除電解液殘留(避免污染下一個(gè)樣品);
電解液更換:電解液配制后使用不超過 24h(避免細(xì)菌滋生導(dǎo)致濃度變化),未使用時(shí)密封冷藏(4℃)。
電極:使用超過 500 次或直徑<1.8mm 時(shí)更換(鉑銥合金電極壽命約 1 年,不銹鋼電極約 6 個(gè)月);
滴液針頭:使用超過 300 次或出現(xiàn)堵塞(滴液不均勻)時(shí)更換(建議備用 10 個(gè)針頭);
密封圈:電極與樣品臺(tái)接觸的密封圈(硅橡膠材質(zhì)),每 6 個(gè)月更換(避免電解液滲漏);
保險(xiǎn)絲:跳閘電流回路的保險(xiǎn)絲(1A/250V),每次擊穿后檢查,熔斷即更換。
家電行業(yè):洗衣機(jī)、空調(diào)的控制面板絕緣材料(潮濕環(huán)境易漏電)、電水壺底座絕緣件(高溫 + 水汽);
新能源行業(yè):充電樁外殼、光伏逆變器絕緣板(戶外污染 + 雨水)、鋰電池 Pack 絕緣隔板(電解液泄漏風(fēng)險(xiǎn));
汽車電子:車載中控屏絕緣框架、高壓線束絕緣層(車內(nèi)冷凝水 + 油污);
電工行業(yè):插座 / 開關(guān)面板(家庭環(huán)境灰塵 + 濕氣)、電路板基材(PCB 板阻焊層)。
電氣安全:設(shè)備必須可靠接地(接地電阻<4Ω),試驗(yàn)時(shí)禁止觸摸電極(電壓最高 600V,有觸電風(fēng)險(xiǎn));
操作防護(hù):佩戴絕緣手套(1000V 級(jí))、護(hù)目鏡(防電解液飛濺),穿防靜電服(避免靜電干擾電流);
環(huán)境安全:設(shè)備放置在通風(fēng)櫥內(nèi)(避免電解液蒸汽吸入),周圍 1m 內(nèi)無易燃物(如酒精、紙巾);
應(yīng)急處理:若樣品擊穿起火,立即按下 “急停" 按鈕,切斷電源,用干粉滅火器滅火(禁止用水,避免觸電);若電解液濺到皮膚,立即用大量清水沖洗(氯化銨有輕微腐蝕性)。
通過嚴(yán)格遵循上述測(cè)試流程、維護(hù)校準(zhǔn)規(guī)范,漏電起痕試驗(yàn)機(jī)可精準(zhǔn)評(píng)估材料的耐電痕化性能,為產(chǎn)品設(shè)計(jì)選型、合規(guī)認(rèn)證提供可靠數(shù)據(jù),從源頭規(guī)避 “潮濕環(huán)境下絕緣失效" 引發(fā)的火災(zāi)、觸電風(fēng)險(xiǎn)。