家用照明电器漏电起痕指数测试试验分析

家用照明电器漏电起痕指数测试试验分析

漏电起痕指数主要是考核绝缘材料在严酷环境下尤其是在电应力和电解杂质联合作用下的耐漏电起痕的能力。为了对绝缘材料漏电起痕性进行判定、筛选，IEC 制订了两个试验方法标准：IEC60587《评定在严酷环境条件下使用的电气绝缘材料耐漏电起痕和耐腐蚀的试验方法》，用于评定使用于户外严酷环境中的绝缘材料；IEC60112《固体绝缘材料相比漏电起痕指数和耐漏电指数的测定方法》用来筛选绝缘材料，的 IEC 版本为 IEC60112: 2009；现行的国家标准为GB/T4207-2003，等同于 IEC60112: 1979；在照明电器中 GB7000.1-2007引用的是 IEC60112: 2003，非普通灯具中的固定载流部件或安全特低电压部件或者与这些部件接触的绝缘部件（有防尘和防水的部件除外）需要经受漏电起痕试验的考核。本文通过分析在试样中出现的各种状况，有助于对 IEC60112: 2003更好的理解。

漏电起痕试验中的定义：
绝缘材料在户外及严酷环境中往往受到盐露、水分、灰尘等污秽物的污染，在表面形成电解质，在电场作用下，材料表面出现一种特殊放电破坏现象。在材料表面导电通路的逐步形成过程称为漏电起痕。
IEC60112: 2003 中规定：五个测试样品能经受 50滴试验溶液的试验过程而不产生漏电起痕失效（见图1）及持续火焰（见图 2）的以伏特为单位的大电压值称为相比漏电起痕指数 CTI，还包括对材料在进行 100 滴的试验时所显现的特性有关说明；五个测试样品能经受 50 滴的试验过程而不产生漏电起痕失效及持续火焰的以伏特为单位的测试电压值称为耐漏电起痕指数PT。测定某一材料的 CTI，一般是指通过不断的提高试验电压，直到出现漏电起痕为止，对于 CTI 值对应所施加的高电压值，材料不具有大于标注值的实力；而 PTI 是一个测试电压，只表示在该电压下是否能承受住试验，照明电器中通常进行PTI 175试验。

漏电起痕产生的原因：
在绝缘材料表面的漏电起痕除与材料表面的润湿状态和污染程度有关外，还随绝缘材料表面电场的强弱、表面电流的大小和由它们所引发的放电状况而变化。造成漏电起痕的是表面电流和火花放电。因此漏电起痕分为二种：一种是在低于固体表面大气低击穿电压下发生的，主要由污秽物引起的电导电流造成，一般不伴随气体放电；另一种是因绝缘材料表面导电通道时断时续引起的火花放电，进而形成碳化物的堆积和蔓延。
绝缘材料漏电起痕的发展决定于材料表面游离碳的生成与堆积。火花放电有去除游离碳的作用，因此漏电起痕形成过程实际上是材料表面碳的生成聚集和去除的动态平衡过程。除了和绝缘材料表面电场强弱、电流大小、放电状况、表面污染程度和润湿状态有关以外，更重要的是和材料本身结构的组成有关。绝缘材料中弱的键，在表面放电产生的高温作用下断裂，产生挥发性副产物，下的残余物中含有不饱和共轭双键或形成稳定的不饱和或芳香自由基。这些自由基会重偶合形成与石墨类似的导电结构而使材料更易于发展漏电起痕。

漏电起痕指数值的测定：
IEC60112: 2003 中规定：试验持续到以下一种情况发生：①过电流装置动作；②产生持续的火焰；③第 50 滴液滴滴到样品至少 25 s后，未发生①和②的情况。
漏电起痕失效（见图 1）必然使得过电流装置动作和持续火焰（见图 2），即①、②两种情况的出现，则认为该试验电压下 PTI 不通过；③情况则表示该试验电压下 PTI 通过。如果试验过程中有火焰产生但不持续，则以过电流装置是否动作作为PTI 175 是否通过的标准，但是如果过电流装置由于空气电弧而动作，不被认为是漏电起痕失效，这种情况需要重新进行试验。
如果材料是各向异性的，应在垂直于材料的各方向进行试验。

结语：
漏电起痕指数是灯具安全试验中的重要指标，随着发光二极管（LED）道路与街路照明灯具的普及，准确反应材料的真实特性，有助于对灯具整体性能做出更全面的评判，对 LED 道路与街路照明灯具的发展具有重要的指导意义。