家用照明電器漏電起痕指數測試試驗分析

家用照明電器漏電起痕指數測試試驗分析

漏電起痕指數主要是考核絕緣材料在嚴酷環境下尤其是在電應力和電解雜質聯合作用下的耐漏電起痕的能力。為了對絕緣材料漏電起痕性進行判定、篩選，IEC 制訂了兩個試驗方法標準：IEC60587《評定在嚴酷環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方法》，用于評定使用于戶外嚴酷環境中的絕緣材料；IEC60112《固體絕緣材料相比漏電起痕指數和耐漏電指數的測定方法》用來篩選絕緣材料，的 IEC 版本為 IEC60112: 2009；現行的國家標準為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）需要經受漏電起痕試驗的考核。本文通過分析在試樣中出現的各種狀況，有助于對 IEC60112: 2003更好的理解。

漏電起痕試驗中的定義：
絕緣材料在戶外及嚴酷環境中往往受到鹽露、水分、灰塵等污穢物的污染，在表面形成電解質，在電場作用下，材料表面出現一種特殊放電破壞現象。在材料表面導電通路的逐步形成過程稱為漏電起痕。
IEC60112: 2003 中規定：五個測試樣品能經受 50滴試驗溶液的試驗過程而不產生漏電起痕失效（見圖1）及持續火焰（見圖 2）的以伏特為單位的大電壓值稱為相比漏電起痕指數 CTI，還包括對材料在進行 100 滴的試驗時所顯現的特性有關說明；五個測試樣品能經受 50 滴的試驗過程而不產生漏電起痕失效及持續火焰的以伏特為單位的測試電壓值稱為耐漏電起痕指數PT。測定某一材料的 CTI，一般是指通過不斷的提高試驗電壓，直到出現漏電起痕為止，對于 CTI 值對應所施加的高電壓值，材料不具有大于標注值的實力；而 PTI 是一個測試電壓，只表示在該電壓下是否能承受住試驗，照明電器中通常進行PTI 175試驗。

漏電起痕產生的原因：
在絕緣材料表面的漏電起痕除與材料表面的潤濕狀態和污染程度有關外，還隨絕緣材料表面電場的強弱、表面電流的大小和由它們所引發的放電狀況而變化。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生的，主要由污穢物引起的電導電流造成，一般不伴隨氣體放電；另一種是因絕緣材料表面導電通道時斷時續引起的火花放電，進而形成碳化物的堆積和蔓延。
絕緣材料漏電起痕的發展決定于材料表面游離碳的生成與堆積。火花放電有去除游離碳的作用，因此漏電起痕形成過程實際上是材料表面碳的生成聚集和去除的動態平衡過程。除了和絕緣材料表面電場強弱、電流大小、放電狀況、表面污染程度和潤濕狀態有關以外，更重要的是和材料本身結構的組成有關。絕緣材料中弱的鍵，在表面放電產生的高溫作用下斷裂，產生揮發性副產物，下的殘余物中含有不飽和共軛雙鍵或形成穩定的不飽和或芳香自由基。這些自由基會重偶合形成與石墨類似的導電結構而使材料更易于發展漏電起痕。

漏電起痕指數值的測定：
IEC60112: 2003 中規定：試驗持續到以下一種情況發生：①過電流裝置動作；②產生持續的火焰；③第 50 滴液滴滴到樣品至少 25 s后，未發生①和②的情況。
漏電起痕失效（見圖 1）必然使得過電流裝置動作和持續火焰（見圖 2），即①、②兩種情況的出現，則認為該試驗電壓下 PTI 不通過；③情況則表示該試驗電壓下 PTI 通過。如果試驗過程中有火焰產生但不持續，則以過電流裝置是否動作作為PTI 175 是否通過的標準，但是如果過電流裝置由于空氣電弧而動作，不被認為是漏電起痕失效，這種情況需要重新進行試驗。
如果材料是各向異性的，應在垂直于材料的各方向進行試驗。

結語：
漏電起痕指數是燈具安全試驗中的重要指標，隨著發光二極管（LED）道路與街路照明燈具的普及，準確反應材料的真實特性，有助于對燈具整體性能做出更全面的評判，對 LED 道路與街路照明燈具的發展具有重要的指導意義。