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照明電器中漏電起痕指數(shù)的測定方法
日期:2024-12-01 02:25
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摘要:1、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程稱為漏電起痕。
IEC60112: 2003 中規(guī)定:五個(gè)測試樣品能經(jīng)受 50滴試驗(yàn)溶液的試驗(yàn)過程而不產(chǎn)生漏電起痕失效(見圖1)及持續(xù)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(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)說明;五個(gè)測試樣品能經(jīng)受 50 滴的試驗(yàn)過程而不產(chǎn)生漏電起痕失效及持續(xù)火焰的以伏特為單...
1、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程稱為漏電起痕。
IEC60112: 2003 中規(guī)定:五個(gè)測試樣品能經(jīng)受 50滴試驗(yàn)溶液的試驗(yàn)過程而不產(chǎn)生漏電起痕失效(見圖1)及持續(xù)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(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)說明;五個(gè)測試樣品能經(jīng)受 50 滴的試驗(yàn)過程而不產(chǎn)生漏電起痕失效及持續(xù)火焰的以伏特為單位的測試電壓值稱為耐漏電起痕指數(shù)PT。測定某一材料的 CTI,一般是指通過不斷的提高試驗(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 是指定一個(gè)測試電壓,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)。
2 、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濕狀態(tài)和污染程度有關(guān)外,還隨絕緣材料表面電場的強(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)平衡過程。除了和絕緣材料表面電場強(qiáng)弱、電流大小、放電狀況、表面污染程度和潤濕狀態(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似的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)而使材料更易于發(fā)展漏電起痕。
3 、漏電起痕試驗(yàn)中的注意事項(xiàng)
3.1 試驗(yàn)樣品及預(yù)處理
由于標(biāo)準(zhǔn)要求試樣表面應(yīng)清潔,沒有灰塵、臟物、指印、油脂、油、脫模劑或其他有可能影響試驗(yàn)結(jié)果的污染物。在清潔試樣時(shí)應(yīng)注意避免引起材料的溶脹、軟化、實(shí)質(zhì)性擦傷或其他損傷。因此必須對(duì)試驗(yàn)樣品表面進(jìn)行清潔,通常采用酒精棉,即能清潔油脂,又可自行揮發(fā),較為理想。
同時(shí)為了使得在試驗(yàn)時(shí)液體不會(huì)從試樣邊緣流出,導(dǎo)致電應(yīng)力和電解雜質(zhì)聯(lián)合作用時(shí)間縮短, 尺寸*好是不小于 15 mm×15 mm 的平整表面(GB7000.1-2007中的*小尺寸,IEC60112: 2003 推薦*小尺寸為20 mm×20 mm),試驗(yàn)時(shí)我們*后選擇在試驗(yàn)樣品的中心部位進(jìn)行。而為了防止由于散熱過快導(dǎo)致試驗(yàn)結(jié)果受影響,試樣厚度應(yīng)≥3mm(可以將單件材料疊加以達(dá)到*少 3 mm 的要求)。
標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定:除非另有規(guī)定,應(yīng)將試驗(yàn)樣品放置在溫度為(23±5)℃、相對(duì)濕度為(50±10)%RH 的大氣環(huán)境下至少 24 h,這個(gè)預(yù)處理過程可以在恒溫恒濕試驗(yàn)箱中進(jìn)行。
3.2 試驗(yàn)溶液
標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了兩種溶液:
溶液 A:用電導(dǎo)率不大于 1 mS/m 的去離子水溶解質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 0.1%、純度不低于 99.8%的氯化銨(NH4Cl),其溶液在(23±1)℃時(shí)的電阻率是(3.95±0.05) m;
溶液 B: 用電導(dǎo)率不大于1mS/m的去離子水溶解質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 0.1%、純度不低于 99.8%的 NH4Cl 和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為(0.5±0.002)%的烷基萘一磺酸鈉鹽,其溶液在(23±1)℃時(shí)的電阻率是(1.98±0.05) m。
由于電阻率的倒數(shù)為電導(dǎo)率,溶液中通常通過測定溶液的電導(dǎo)率來確定電阻率。電導(dǎo)率的單位為西門子每米(S/m),由于單位較大,常采用毫西門子每米(mS/m)。電導(dǎo)率的大小與電解質(zhì)在水中的離解度及離子的遷移速度有密切的關(guān)系,而離解度及遷移速度又與溶液的溫度有關(guān)。溫度升高,溶液的電導(dǎo)率增加,反之,則電導(dǎo)率減小。為了克服溫度的影響,使不同溶液在不同溫度下的電導(dǎo)率具有可比性,在測定電導(dǎo)率時(shí),通常取標(biāo)準(zhǔn)溫度為 25℃。當(dāng)溶液溫度不為 25℃時(shí),就進(jìn)行溫度補(bǔ)償,補(bǔ)償至 25℃時(shí)的電導(dǎo)率。
通過公式可以看出,溶液的電導(dǎo)率在(23±1)℃測量時(shí),加入了溫度補(bǔ)償值,補(bǔ)償至 25℃時(shí)的電導(dǎo)率。
由于當(dāng)前試驗(yàn)的環(huán)境溫度為標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定(23±5)℃和測試溶液的電導(dǎo)率溫度(23±1)℃不一致,為了減小溫度對(duì)*終結(jié)果的影響,*好在(23±1)℃下進(jìn)行試驗(yàn)。
另外由于 NH4Cl 容易吸潮會(huì)改變?nèi)芤簝?nèi)部的溶質(zhì)和溶劑的比例,試驗(yàn)溶液的電導(dǎo)率必然發(fā)生變化,*終影響到試驗(yàn)結(jié)果,因此需要避免。
NH4Cl 固體粉末由于具有較強(qiáng)的吸潮性,通常應(yīng)在通風(fēng)、干燥環(huán)境下保存。如果有必要,可以在配置溶液前,對(duì) NH4Cl 在干燥箱中進(jìn)行干燥處理。
測量電導(dǎo)率用的電導(dǎo)率儀由于電導(dǎo)電極上的鉑黑會(huì)發(fā)生鍍層脫落、褪色和惰性現(xiàn)象,使得溶液的電導(dǎo)率測出的數(shù)據(jù)產(chǎn)生誤差,所以需要定期用氯化鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液校正電導(dǎo)電極常數(shù)。
溶液 A 和 B 中均采用了去離子水作為稀釋液,這是因?yàn)槿ルx子水**或不**地去除了水中的離子雜質(zhì),能滿足標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定電導(dǎo)率<1 mS/m 的要求。
通常使用溶液 A,如果需要做更強(qiáng)的侵蝕性試驗(yàn),推薦使用溶液 B,并且檢驗(yàn)報(bào)告中 CTI 和 PTI 值后面加字母“M”表述。溶液的電導(dǎo)率應(yīng)在交流電壓為1~2 kHz 頻率下測量,測量方法在 IEC60598 中規(guī)定(新版標(biāo)準(zhǔn) IEC60112∶2009 刪除了這句話)。
3.3 試驗(yàn)設(shè)備
3.3.1 電極
標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定兩個(gè)鉑金電極(見圖3)矩形截面為:(5±0.1) mm× (2±0.1) mm,電極一端邊緣切成(30±2)°的斜面,斜面的刃稍微磨圓以產(chǎn)生 0.01~0.1mm寬的較平整表面,上述尺寸數(shù)據(jù)均可在帶校準(zhǔn)目鏡的顯微鏡上進(jìn)行校核;電極應(yīng)對(duì)稱放置于垂直平面,電極之間的總角度是(60±5)°,相對(duì)地兩個(gè)電極在試驗(yàn)樣品的水平表面上基本成垂直,兩個(gè)電極間隔應(yīng)為(4.0±0.1)mm,可以用圖 4 所示的量規(guī)進(jìn)行檢驗(yàn);每個(gè)電極施加于試樣表面的力應(yīng)是(1.0 士 0.05)N,通??梢允褂秒娮犹炱叫?zhǔn)電極作用力,在支撐面上放置電子天平,在保證兩電極間距為 (4.0±0.1) mm 的前提下,使每個(gè)電極在天平上的作用力等效質(zhì)量在 96.94~107.14 g 內(nèi),見圖 5 所示。
試驗(yàn)中由于樣品的軟化或蝕損,電極會(huì)發(fā)生移動(dòng),電極**會(huì)陷入至樣品內(nèi)部(見圖 6 所示),從而導(dǎo)致兩電極距離的改變,通常這種情況隨著試驗(yàn)的進(jìn)行,必然會(huì)一步步加深,這應(yīng)該是試驗(yàn)過程中的正?,F(xiàn)象。
試驗(yàn)結(jié)束后,應(yīng)及時(shí)使用具有溶解能力的試劑對(duì)電極進(jìn)行清理,然后用去離子水沖洗,如果有必要,應(yīng)重新確認(rèn)電極的尺寸及位置。
3.3.2 試驗(yàn)電路
施加在電極上的電壓是在100~600 V 變化的基本正弦波的電壓,其頻率在 48~62Hz。電壓測量裝置應(yīng)能指示真有效值且*大誤差應(yīng)為 1.5%。電源功率應(yīng)不小于0.6kVA,且輸入電壓應(yīng)足夠穩(wěn)定。試驗(yàn)電路的原理圖如圖 7 所示:
可變電阻應(yīng)能調(diào)節(jié)電極間短路電流到(1.0±0.1)A,且在此電流下,電壓表指示電壓跌落值應(yīng)<10%。如果有需要,在不同的實(shí)驗(yàn)電壓下,需要分別調(diào)節(jié)圖 7 中的可變電阻來實(shí)現(xiàn)電壓在電極間短路電流到 1.0 A 時(shí)跌落不超過 10%。用于測量短路電流值的儀器*大誤差應(yīng)為±3%。試驗(yàn)設(shè)備的輸入電壓應(yīng)足夠的穩(wěn)定。過電流繼電器應(yīng)在 0.5 A(相對(duì)公差±10%)有效值的電流持續(xù) 2 s(相對(duì)公差±10%)時(shí)動(dòng)作。過電流繼電器是電子控制裝置,動(dòng)作電流的大小及時(shí)間與其自身的特性有關(guān),可以用示波器等設(shè)備進(jìn)行確認(rèn)。
3.3.3 滴液裝置
標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定:溶液滴落的時(shí)間間隔(30±5)s;50滴液滴在樣品上時(shí)間應(yīng)為(24.5±2)min。前一種時(shí)間間隔下,50 滴液滴的總時(shí)間為 20.8~42.0min,和后者有較大出入。液滴從 30~40 mm 的高度滴到兩電極間試驗(yàn)樣品表面的中間。為了減小這些不確定因素對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的影響,通常情況下我們分別取 30s 和 35mm。
標(biāo)準(zhǔn)中推薦溶液A使用外徑 0.9~1.2mm的皮下注射針頭作為滴液裝置,外徑大小取決于滴液裝置。由于通常的試驗(yàn)設(shè)備都是通過重力和針頭大小來控制液滴的重量,實(shí)際試驗(yàn)中為了滿足液滴質(zhì)量要求,針頭形狀可以通過手工拋磨,而試驗(yàn)中 50 滴液滴也會(huì)因?yàn)橹亓Φ脑蚴沟妹恳坏我旱蔚闹亓坑兴煌?,因此?biāo)準(zhǔn)中給出了兩種液滴大小的表述:連續(xù) 50 滴液滴應(yīng)在0.997~1.147 g 和連續(xù) 20 滴液滴質(zhì)量應(yīng)在 0.380~0.480g,兩種表述均為統(tǒng)計(jì)值,而沒有對(duì)單一液滴進(jìn)行規(guī)定,因此在試驗(yàn)中,只要液滴的統(tǒng)計(jì)值能滿足標(biāo)準(zhǔn)要求,就沒必要對(duì)針頭大小和重力裝置做出定量的評(píng)價(jià)。對(duì)于溶液B,IEC60112∶2003推薦使用外徑為0.9~3.45mm的針管。
3.3.4 試驗(yàn)樣品臺(tái)
IEC60112∶2003 中規(guī)定:試驗(yàn)時(shí)用總厚度不小于4 mm 且尺寸適宜的玻璃板或其他平板支撐試樣樣品。
為了便于清潔平臺(tái),可將顯微鏡載玻片放置于試驗(yàn)樣品臺(tái)和試驗(yàn)樣品之間。試樣中,我們通常在玻璃下面纏繞一層透明膠帶防止玻璃在試驗(yàn)中可能破損為細(xì)小的顆粒難以清掃。
4 漏電起痕指數(shù)值的測定
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(見圖 1)必然使得過電流裝置動(dòng)作和持續(xù)火焰(見圖 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;③情況則表示該試驗(yàn)電壓下 PTI 通過。如果試驗(yàn)過程中有火焰產(chǎn)生但不持續(xù),則以過電流裝置是否動(dòng)作作為PTI 175 是否通過的標(biāo)準(zhǔn),但是如果過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)。
5 結(jié)語
漏電起痕指數(shù)是燈具**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**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。
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程稱為漏電起痕。
IEC60112: 2003 中規(guī)定:五個(gè)測試樣品能經(jīng)受 50滴試驗(yàn)溶液的試驗(yàn)過程而不產(chǎn)生漏電起痕失效(見圖1)及持續(xù)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(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)說明;五個(gè)測試樣品能經(jīng)受 50 滴的試驗(yàn)過程而不產(chǎn)生漏電起痕失效及持續(xù)火焰的以伏特為單位的測試電壓值稱為耐漏電起痕指數(shù)PT。測定某一材料的 CTI,一般是指通過不斷的提高試驗(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 是指定一個(gè)測試電壓,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)。
2 、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濕狀態(tài)和污染程度有關(guān)外,還隨絕緣材料表面電場的強(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)平衡過程。除了和絕緣材料表面電場強(qiáng)弱、電流大小、放電狀況、表面污染程度和潤濕狀態(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似的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)而使材料更易于發(fā)展漏電起痕。
3 、漏電起痕試驗(yàn)中的注意事項(xiàng)
3.1 試驗(yàn)樣品及預(yù)處理
由于標(biāo)準(zhǔn)要求試樣表面應(yīng)清潔,沒有灰塵、臟物、指印、油脂、油、脫模劑或其他有可能影響試驗(yàn)結(jié)果的污染物。在清潔試樣時(shí)應(yīng)注意避免引起材料的溶脹、軟化、實(shí)質(zhì)性擦傷或其他損傷。因此必須對(duì)試驗(yàn)樣品表面進(jìn)行清潔,通常采用酒精棉,即能清潔油脂,又可自行揮發(fā),較為理想。
同時(shí)為了使得在試驗(yàn)時(shí)液體不會(huì)從試樣邊緣流出,導(dǎo)致電應(yīng)力和電解雜質(zhì)聯(lián)合作用時(shí)間縮短, 尺寸*好是不小于 15 mm×15 mm 的平整表面(GB7000.1-2007中的*小尺寸,IEC60112: 2003 推薦*小尺寸為20 mm×20 mm),試驗(yàn)時(shí)我們*后選擇在試驗(yàn)樣品的中心部位進(jìn)行。而為了防止由于散熱過快導(dǎo)致試驗(yàn)結(jié)果受影響,試樣厚度應(yīng)≥3mm(可以將單件材料疊加以達(dá)到*少 3 mm 的要求)。
標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定:除非另有規(guī)定,應(yīng)將試驗(yàn)樣品放置在溫度為(23±5)℃、相對(duì)濕度為(50±10)%RH 的大氣環(huán)境下至少 24 h,這個(gè)預(yù)處理過程可以在恒溫恒濕試驗(yàn)箱中進(jìn)行。
3.2 試驗(yàn)溶液
標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了兩種溶液:
溶液 A:用電導(dǎo)率不大于 1 mS/m 的去離子水溶解質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 0.1%、純度不低于 99.8%的氯化銨(NH4Cl),其溶液在(23±1)℃時(shí)的電阻率是(3.95±0.05) m;
溶液 B: 用電導(dǎo)率不大于1mS/m的去離子水溶解質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 0.1%、純度不低于 99.8%的 NH4Cl 和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為(0.5±0.002)%的烷基萘一磺酸鈉鹽,其溶液在(23±1)℃時(shí)的電阻率是(1.98±0.05) m。
由于電阻率的倒數(shù)為電導(dǎo)率,溶液中通常通過測定溶液的電導(dǎo)率來確定電阻率。電導(dǎo)率的單位為西門子每米(S/m),由于單位較大,常采用毫西門子每米(mS/m)。電導(dǎo)率的大小與電解質(zhì)在水中的離解度及離子的遷移速度有密切的關(guān)系,而離解度及遷移速度又與溶液的溫度有關(guān)。溫度升高,溶液的電導(dǎo)率增加,反之,則電導(dǎo)率減小。為了克服溫度的影響,使不同溶液在不同溫度下的電導(dǎo)率具有可比性,在測定電導(dǎo)率時(shí),通常取標(biāo)準(zhǔn)溫度為 25℃。當(dāng)溶液溫度不為 25℃時(shí),就進(jìn)行溫度補(bǔ)償,補(bǔ)償至 25℃時(shí)的電導(dǎo)率。
通過公式可以看出,溶液的電導(dǎo)率在(23±1)℃測量時(shí),加入了溫度補(bǔ)償值,補(bǔ)償至 25℃時(shí)的電導(dǎo)率。
由于當(dāng)前試驗(yàn)的環(huán)境溫度為標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定(23±5)℃和測試溶液的電導(dǎo)率溫度(23±1)℃不一致,為了減小溫度對(duì)*終結(jié)果的影響,*好在(23±1)℃下進(jìn)行試驗(yàn)。
另外由于 NH4Cl 容易吸潮會(huì)改變?nèi)芤簝?nèi)部的溶質(zhì)和溶劑的比例,試驗(yàn)溶液的電導(dǎo)率必然發(fā)生變化,*終影響到試驗(yàn)結(jié)果,因此需要避免。
NH4Cl 固體粉末由于具有較強(qiáng)的吸潮性,通常應(yīng)在通風(fēng)、干燥環(huán)境下保存。如果有必要,可以在配置溶液前,對(duì) NH4Cl 在干燥箱中進(jìn)行干燥處理。
測量電導(dǎo)率用的電導(dǎo)率儀由于電導(dǎo)電極上的鉑黑會(huì)發(fā)生鍍層脫落、褪色和惰性現(xiàn)象,使得溶液的電導(dǎo)率測出的數(shù)據(jù)產(chǎn)生誤差,所以需要定期用氯化鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液校正電導(dǎo)電極常數(shù)。
溶液 A 和 B 中均采用了去離子水作為稀釋液,這是因?yàn)槿ルx子水**或不**地去除了水中的離子雜質(zhì),能滿足標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定電導(dǎo)率<1 mS/m 的要求。
通常使用溶液 A,如果需要做更強(qiáng)的侵蝕性試驗(yàn),推薦使用溶液 B,并且檢驗(yàn)報(bào)告中 CTI 和 PTI 值后面加字母“M”表述。溶液的電導(dǎo)率應(yīng)在交流電壓為1~2 kHz 頻率下測量,測量方法在 IEC60598 中規(guī)定(新版標(biāo)準(zhǔn) IEC60112∶2009 刪除了這句話)。
3.3 試驗(yàn)設(shè)備
3.3.1 電極
標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定兩個(gè)鉑金電極(見圖3)矩形截面為:(5±0.1) mm× (2±0.1) mm,電極一端邊緣切成(30±2)°的斜面,斜面的刃稍微磨圓以產(chǎn)生 0.01~0.1mm寬的較平整表面,上述尺寸數(shù)據(jù)均可在帶校準(zhǔn)目鏡的顯微鏡上進(jìn)行校核;電極應(yīng)對(duì)稱放置于垂直平面,電極之間的總角度是(60±5)°,相對(duì)地兩個(gè)電極在試驗(yàn)樣品的水平表面上基本成垂直,兩個(gè)電極間隔應(yīng)為(4.0±0.1)mm,可以用圖 4 所示的量規(guī)進(jìn)行檢驗(yàn);每個(gè)電極施加于試樣表面的力應(yīng)是(1.0 士 0.05)N,通??梢允褂秒娮犹炱叫?zhǔn)電極作用力,在支撐面上放置電子天平,在保證兩電極間距為 (4.0±0.1) mm 的前提下,使每個(gè)電極在天平上的作用力等效質(zhì)量在 96.94~107.14 g 內(nèi),見圖 5 所示。
試驗(yàn)中由于樣品的軟化或蝕損,電極會(huì)發(fā)生移動(dòng),電極**會(huì)陷入至樣品內(nèi)部(見圖 6 所示),從而導(dǎo)致兩電極距離的改變,通常這種情況隨著試驗(yàn)的進(jìn)行,必然會(huì)一步步加深,這應(yīng)該是試驗(yàn)過程中的正?,F(xiàn)象。
試驗(yàn)結(jié)束后,應(yīng)及時(shí)使用具有溶解能力的試劑對(duì)電極進(jìn)行清理,然后用去離子水沖洗,如果有必要,應(yīng)重新確認(rèn)電極的尺寸及位置。
3.3.2 試驗(yàn)電路
施加在電極上的電壓是在100~600 V 變化的基本正弦波的電壓,其頻率在 48~62Hz。電壓測量裝置應(yīng)能指示真有效值且*大誤差應(yīng)為 1.5%。電源功率應(yīng)不小于0.6kVA,且輸入電壓應(yīng)足夠穩(wěn)定。試驗(yàn)電路的原理圖如圖 7 所示:
可變電阻應(yīng)能調(diào)節(jié)電極間短路電流到(1.0±0.1)A,且在此電流下,電壓表指示電壓跌落值應(yīng)<10%。如果有需要,在不同的實(shí)驗(yàn)電壓下,需要分別調(diào)節(jié)圖 7 中的可變電阻來實(shí)現(xiàn)電壓在電極間短路電流到 1.0 A 時(shí)跌落不超過 10%。用于測量短路電流值的儀器*大誤差應(yīng)為±3%。試驗(yàn)設(shè)備的輸入電壓應(yīng)足夠的穩(wěn)定。過電流繼電器應(yīng)在 0.5 A(相對(duì)公差±10%)有效值的電流持續(xù) 2 s(相對(duì)公差±10%)時(shí)動(dòng)作。過電流繼電器是電子控制裝置,動(dòng)作電流的大小及時(shí)間與其自身的特性有關(guān),可以用示波器等設(shè)備進(jìn)行確認(rèn)。
3.3.3 滴液裝置
標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定:溶液滴落的時(shí)間間隔(30±5)s;50滴液滴在樣品上時(shí)間應(yīng)為(24.5±2)min。前一種時(shí)間間隔下,50 滴液滴的總時(shí)間為 20.8~42.0min,和后者有較大出入。液滴從 30~40 mm 的高度滴到兩電極間試驗(yàn)樣品表面的中間。為了減小這些不確定因素對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的影響,通常情況下我們分別取 30s 和 35mm。
標(biāo)準(zhǔn)中推薦溶液A使用外徑 0.9~1.2mm的皮下注射針頭作為滴液裝置,外徑大小取決于滴液裝置。由于通常的試驗(yàn)設(shè)備都是通過重力和針頭大小來控制液滴的重量,實(shí)際試驗(yàn)中為了滿足液滴質(zhì)量要求,針頭形狀可以通過手工拋磨,而試驗(yàn)中 50 滴液滴也會(huì)因?yàn)橹亓Φ脑蚴沟妹恳坏我旱蔚闹亓坑兴煌?,因此?biāo)準(zhǔn)中給出了兩種液滴大小的表述:連續(xù) 50 滴液滴應(yīng)在0.997~1.147 g 和連續(xù) 20 滴液滴質(zhì)量應(yīng)在 0.380~0.480g,兩種表述均為統(tǒng)計(jì)值,而沒有對(duì)單一液滴進(jìn)行規(guī)定,因此在試驗(yàn)中,只要液滴的統(tǒng)計(jì)值能滿足標(biāo)準(zhǔn)要求,就沒必要對(duì)針頭大小和重力裝置做出定量的評(píng)價(jià)。對(duì)于溶液B,IEC60112∶2003推薦使用外徑為0.9~3.45mm的針管。
3.3.4 試驗(yàn)樣品臺(tái)
IEC60112∶2003 中規(guī)定:試驗(yàn)時(shí)用總厚度不小于4 mm 且尺寸適宜的玻璃板或其他平板支撐試樣樣品。
為了便于清潔平臺(tái),可將顯微鏡載玻片放置于試驗(yàn)樣品臺(tái)和試驗(yàn)樣品之間。試樣中,我們通常在玻璃下面纏繞一層透明膠帶防止玻璃在試驗(yàn)中可能破損為細(xì)小的顆粒難以清掃。
4 漏電起痕指數(shù)值的測定
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(見圖 1)必然使得過電流裝置動(dòng)作和持續(xù)火焰(見圖 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;③情況則表示該試驗(yàn)電壓下 PTI 通過。如果試驗(yàn)過程中有火焰產(chǎn)生但不持續(xù),則以過電流裝置是否動(dòng)作作為PTI 175 是否通過的標(biāo)準(zhǔn),但是如果過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)。
5 結(jié)語
漏電起痕指數(shù)是燈具**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**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。