一、設(shè)備整體概述
相比電痕化指數(shù)測定儀 BLD?600V,是針對固體絕緣材料開展潮濕工況條件下相比漏電起痕指數(shù)、耐漏電起痕指數(shù)測試的專用檢測設(shè)備。在電工電器產(chǎn)品實際應(yīng)用場景當中,大量固體絕緣材料會長期暴露在含有水汽、粉塵、鹽霧的環(huán)境之中,材料表面會附著各類導電污染物,在工頻電場持續(xù)施加作用下,絕緣表層會逐步產(chǎn)生泄漏電流,泄漏電流產(chǎn)生的熱量會促使絕緣材料發(fā)生分解碳化,在材料表面生成導電碳通道,也就是漏電起痕現(xiàn)象。漏電起痕持續(xù)發(fā)展之后會造成絕緣失效,引發(fā)設(shè)備短路、打火等安全隱患,給電器設(shè)備運行帶來諸多不確定風險。
相比電痕化指數(shù)測定儀 BLD?600V 就是在試驗室內(nèi)部模擬上述真實工況條件,通過標準化的試驗流程,測定絕緣材料的相比漏電起痕指數(shù) CTI 以及耐漏電起痕指數(shù) PTI,以此評價固體絕緣材料抗電痕化的實際能力,為電器產(chǎn)品的材料選型、結(jié)構(gòu)設(shè)計、安規(guī)驗證提供客觀可復現(xiàn)的試驗數(shù)據(jù)支撐。該檢測設(shè)備被廣泛應(yīng)用于各類材料科學實驗室、第三方質(zhì)檢檢測機構(gòu)、家用電器生產(chǎn)企業(yè)、高低壓電器制造工廠、高分子新材料研發(fā)單位、高??蒲袑嶒炇业炔煌瑘鼍啊2还苁切虏牧吓浞窖邪l(fā)對比、原材料入廠檢驗,還是產(chǎn)品型式檢驗、質(zhì)量問題分析,都可以借助該設(shè)備完成對應(yīng)的電痕化性能驗證工作。
設(shè)備在設(shè)計制造階段參考多項國內(nèi)外通用測試標準,包含 IEC60112:2003、GB/T4207、UL746A、ASTM D3638?92、DIN53480 等相關(guān)標準規(guī)范,設(shè)備硬件結(jié)構(gòu)、電極配置、滴液控制邏輯、保護判定邏輯均對標標準當中的各項試驗要求,能夠滿足不同行業(yè)客戶依據(jù)多套標準開展測試的使用需求。整套儀器主要由主機箱體單元、電極夾持施壓單元、電磁閥滴液控制單元、高壓調(diào)壓輸出單元、計時計數(shù)單元、短路保護報警單元等多個功能單元組合而成。整機配置的回路監(jiān)測與保護機構(gòu),當試驗回路達到標準規(guī)定的短路電流條件之后,可以自動切斷試驗回路并且輸出不合格提示,減少人為判斷帶來的誤差,提升整套試驗過程的規(guī)范性。
整套設(shè)備的滴液動作依靠電磁閥進行控制,能夠穩(wěn)定管控液滴的體積以及滴落間隔,保障每一滴污染溶液的大小、滴落時間間隔維持在標準規(guī)定區(qū)間,降低人為操作因素對于試驗結(jié)果帶來的干擾。電極夾持機構(gòu)可以穩(wěn)定輸出標準規(guī)定的電極壓力,保證電極和試樣表面之間接觸狀態(tài)穩(wěn)定,避免接觸電阻出現(xiàn)波動影響泄漏電流采集結(jié)果。整機集成計時器、計數(shù)器、短路電流智能表等功能組件,試驗人員可以直觀讀取滴液滴數(shù)、試驗計時時長、回路電流等關(guān)鍵試驗信息,方便完整記錄試驗全過程產(chǎn)生的各類數(shù)據(jù),便于后期整理試驗記錄與檢測報告。設(shè)備整體操作邏輯通俗易懂,操作人員經(jīng)過標準流程培訓之后就可以獨立完成整套測試工作,實現(xiàn)固體絕緣材料電痕化指標簡便、準確的測定工作。

二、性能參數(shù)
電極尺寸:5mm±0.1mm2mm±0.1mm,電極一端邊緣切成 30 度角的斜面。 電極材料:銅 + 鉑金,鉑金長度≥12mm,純度≥99.0%。 電極間相距:4.0mm±0.1mm。 每個電極對試樣作用力:1.0N±0.05N。 試樣尺寸:≥1515mm,厚度≥3mm。 施加電壓:0~600V(48~60Hz)之間可調(diào),短路電流在 1.0A±0.1A 時電壓下降不超過 10%。 判斷回路:短路電流大于 0.5A 時間維持 2 秒鐘繼電器動作,切斷電流,指示試品不合格。 溶液滴落間隔時間:30s±5s。 滴液針頭到樣品表面高度:30~40mm。 控制液滴采用電磁閥,液滴大?。?0?30mm3,50 滴為一個計量單元。
三、設(shè)備各功能單元詳細說明
測定儀 BLD?600V 由多個核心功能單元組成,每一個單元都對應(yīng)試驗標準當中的特定要求,各個單元協(xié)同工作共同完成完整的相比電痕化指數(shù)測定試驗。熟悉每一個單元的功能特點,能夠幫助操作人員更好理解試驗原理,減少設(shè)備使用過程當中的誤操作,保障試驗數(shù)據(jù)的重復性與可靠性。
電極組件單元是整套設(shè)備非常關(guān)鍵的組成部分,電極直接和被測試樣表面接觸,電場就是通過一對電極施加在試樣表面之上。電極采用銅基材加鉑金表層的組合結(jié)構(gòu),鉑金長度不低于 12mm,鉑金純度滿足不低于 99.0% 的要求。鉑金具備穩(wěn)定的耐電弧燒蝕性能,在反復多次的起痕試驗當中,能夠降低電極表面氧化、燒蝕帶來的尺寸變化,維持電極刃口的形態(tài)。電極的幾何尺寸嚴格限定,電極規(guī)格為 5mm±0.1mm 乘以 2mm±0.1mm,電極其中一端加工出 30 度角斜面,該斜面為和試樣接觸的工作刃口。兩個電極安裝完成之后,電極之間的間距控制在 4.0mm±0.1mm,電極之間的間距直接決定試樣表面電場分布狀態(tài),間距出現(xiàn)偏差會直接改變試驗條件。同時電極夾持機構(gòu)可以為每一支電極輸出 1.0N±0.05N 的壓緊作用力,穩(wěn)定的壓力可以保障電極刃口與試樣表面充分貼合,避免接觸位置出現(xiàn)虛接,防止接觸電阻忽大忽小,保證泄漏電流采集的真實性。在長期反復試驗之后,電極斜面刃口會出現(xiàn)電弧燒灼、磨損,刃口形態(tài)發(fā)生改變之后,電場分布會隨之偏移,會造成同一材料多組平行試樣測試結(jié)果離散性變大,因此電極需要定期檢查外觀與尺寸,當磨損超出允許范圍時需要及時進行更換。
滴液控制單元承擔試驗污染溶液定量滴落的工作,本設(shè)備選用電磁閥來實現(xiàn)液滴的管控,區(qū)別于簡易的蠕動泵滴液方式,電磁閥可以精準控制每一次滴液的動作時機。標準規(guī)定溶液滴落間隔時間需要維持在 30s±5s,也就是每隔三十秒左右向試樣表面滴落一滴污染溶液。滴液針頭距離樣品表面的安裝高度需要調(diào)整至 30?40mm 區(qū)間,針頭高度會影響液滴下落動能,如果高度過高,液滴撞擊試樣表面之后會發(fā)生飛濺,無法停留在電極之間的試樣表面;高度過低則容易出現(xiàn)針頭觸碰試樣,造成回路異常短路。液滴體積控制在 20?30mm3,設(shè)備以 50 滴作為一個基礎(chǔ)計量單元,操作人員可以通過計數(shù)器直觀統(tǒng)計已經(jīng)滴落的液滴總數(shù)量。滴液單元包含儲液容器、管路、電磁閥、滴液針頭、計數(shù)組件。試驗過程當中,導電污染溶液通過管路輸送至針頭,電磁閥按照設(shè)定的時間周期完成開啟閉合動作,形成體積穩(wěn)定的液滴,滴落到兩支電極中間的試樣表面。滴液系統(tǒng)管路、針頭會接觸含鹽類的污染溶液,會產(chǎn)生鹽類結(jié)晶附著,結(jié)晶堆積容易造成針頭孔徑變小甚至管路堵塞,直接改變液滴大小,所以滴液單元需要做定期的清洗維護。
高壓調(diào)壓輸出單元,負責輸出試驗需要的工頻交流電壓,輸出電壓調(diào)節(jié)區(qū)間 0?600V,工作頻率適配 48?60Hz 工頻范圍。在試驗過程當中,如果出現(xiàn)短路電流達到 1.0A±0.1A 的工況條件,此時輸出電壓下降數(shù)值不可以超過 10%,該指標保障發(fā)生短路瞬間,試驗回路依舊可以維持足夠的電壓條件,貼合標準試驗工況。電壓調(diào)節(jié)操作平緩可控,操作人員可以根據(jù)試驗方案的要求設(shè)置不同的試驗電壓檔位,用來測定材料的 PTI 耐漏電起痕指數(shù)以及 CTI 相比漏電起痕指數(shù)。調(diào)壓單元輸出的高壓直接加至兩個電極之上,單元內(nèi)部帶有隔離防護結(jié)構(gòu),降低操作人員觸電風險。
判斷保護回路單元,是設(shè)備安全與試驗判定的核心機構(gòu)。當試驗回路當中短路電流大于 0.5A,并且該電流狀態(tài)維持的時間達到 2 秒鐘,設(shè)備內(nèi)部繼電器就會執(zhí)行動作,直接切斷試驗電流輸出,同時給出試品不合格的指示信號。該保護邏輯和對應(yīng)標準條款保持一致,不需要操作人員人工計時判斷電流超長,設(shè)備自動完成判定。一方面該機構(gòu)實現(xiàn)試驗失效的自動識別,另一方面也可以在發(fā)生意外短路故障的時候快速切斷回路,保護設(shè)備元器件不受損壞。保護回路集成短路電流智能表,可以實時顯示回路當中的電流數(shù)值,試驗人員能夠直觀觀察泄漏電流逐步上升的變化過程,掌握試樣表面電痕化發(fā)展的動態(tài)情況。
計時與計數(shù)組件,設(shè)備搭載計時器與計數(shù)器,計時器用來記錄整套試驗持續(xù)運行的時間,計數(shù)器用來統(tǒng)計滴液單元已經(jīng)滴落的液滴數(shù)量。在做 PTI 耐漏電起痕指數(shù)測試的時候,固定某一檔電壓持續(xù)滴液,觀察試樣在多少滴的時候發(fā)生起痕失效;做 CTI 相比漏電起痕指數(shù)測試時,需要多組試樣在不同電壓下開展試驗,記錄失效對應(yīng)的滴數(shù),通過多組數(shù)據(jù)計算得出材料的相比電痕化指數(shù)。計時器、計數(shù)器組件可以幫助試驗人員完整留存試驗過程當中的時間、滴數(shù)原始數(shù)據(jù),為后續(xù)試驗報告編制提供原始素材。
四、試驗前期準備工作流程
開展相比電痕化指數(shù)測定試驗之前,需要完成試樣制備、試樣預處理、污染溶液配置、設(shè)備機械部分檢查調(diào)試等一系列準備工作,前期準備工作是否到位,直接關(guān)系后續(xù)試驗結(jié)果的準確性與重復性。很多試驗數(shù)據(jù)偏差,并不是設(shè)備故障,而是前期試樣處理、裝配調(diào)試環(huán)節(jié)沒有滿足標準條件造成。
試樣制備。試樣尺寸要求不小于 15*15mm,試樣厚度不小于 3mm。試樣可以是板材裁切試樣,也可以取自實際電器產(chǎn)品的絕緣零部件。試樣表面狀態(tài)對測試結(jié)果影響較大,試樣表面不能存在明顯的劃痕、裂紋、氣泡、凹陷、毛刺等加工缺陷。試樣表面的脫模劑、油污、指紋、灰塵都需要做清潔處理,可采用無水乙醇對試樣表面擦拭,之后放置在干凈環(huán)境自然晾干。如果對應(yīng)標準有明確要求,試樣還需要完成溫濕度預處理,放置在規(guī)定溫濕度環(huán)境當中靜置足夠時長,消除材料內(nèi)部水分對試驗結(jié)果帶來的干擾。不可以使用厚度不足、尺寸過小的試樣,過小試樣會造成電場邊緣效應(yīng)干擾試驗區(qū)域。同一批次對比測試,應(yīng)當保證全部試樣的厚度、表面加工工藝保持統(tǒng)一。
第二是污染溶液的配置。按照 GB/T4207、IEC60112 標準的規(guī)定,試驗所用污染溶液選用氯化銨固體鹽,以蒸餾水或者去離子水作為溶劑配置而成。配置過程需要使用計量器具準確稱量氯化銨固體,充分攪拌使其溶解。配置完成的溶液建議現(xiàn)配現(xiàn)用,溶液存放時間過長,會混入環(huán)境當中的雜質(zhì),離子濃度發(fā)生變化,直接改變?nèi)芤簩щ娔芰?,進一步改變漏電起痕的發(fā)展速度。儲液容器需要保持潔凈,容器內(nèi)部不能殘留舊溶液、鹽類結(jié)晶。配置溶液過程操作人員做好手部防護,避免試劑直接接觸皮膚。廢棄的試驗污染溶液,需要按照實驗室化學廢液管理要求統(tǒng)一收集處置,不可以直接傾倒至普通下水管道。
第三是設(shè)備機械部分檢查與調(diào)試。接通設(shè)備電源之前,先做機械狀態(tài)檢查。首先檢查一對電極組件,觀察鉑金工作面,查看刃口位置是否出現(xiàn)嚴重燒蝕、變形,確認電極尺寸在標準允許公差區(qū)間內(nèi)。確認兩個電極之間間距維持 4.0mm±0.1mm。檢查電極施壓機構(gòu),確認每個電極能夠輸出 1.0N±0.05N 的作用力,壓力出現(xiàn)偏差需要按照設(shè)備說明完成壓力校準。調(diào)整滴液針頭,把滴液針頭到試樣放置平面的高度調(diào)整至 30?40mm 范圍,固定好針頭位置,防止試驗過程針頭移位。檢查滴液管路,管路內(nèi)部無老化開裂,管路內(nèi)部沒有殘留結(jié)晶堵塞。可以先執(zhí)行空載滴液,觀察液滴大小,核對滴落間隔時間,確認液滴大小處于 20?30mm3,滴落間隔穩(wěn)定維持在 30s±5s。空載調(diào)試階段確認液滴下落落點,液滴需要準確滴落在兩支電極間隙的中間位置,不可以直接擊打電極金屬本體,液滴打到電極會直接造成回路短路,試驗直接判定失效,導致本次試樣測試作廢。同時檢查計時器、計數(shù)器、短路電流智能表顯示狀態(tài),確認各儀表通電之后顯示正常,無報錯。
第四是試樣裝夾。把經(jīng)過清潔、預處理完成的試樣平穩(wěn)放置在試樣承載臺之上,將兩支電極緩慢下壓貼合到試樣的表面,確認電極 30 度斜面刃口和試樣表面可靠接觸,確認電極壓力達標,試樣擺放平整,試驗過程試樣不會發(fā)生移位。裝夾完成再次復核電極間距,確認沒有因為放置試樣造成電極位置偏移。
五、完整試驗操作流程
全部前期準備工作完成之后,就可以按照規(guī)范流程啟動相比電痕化指數(shù)測定試驗,操作人員應(yīng)當熟悉整套操作步驟,按順序執(zhí)行,減少操作失誤。
確認設(shè)備供電接入正常,檢查設(shè)備接地連接狀態(tài),設(shè)備外殼可靠接地,規(guī)避試驗過程當中漏電帶來的安全風險。確認試樣、電極、滴液針頭全部調(diào)試到位,儲液容器內(nèi)部裝有配置完成的污染溶液。確認全部機械位置沒有問題之后,打開設(shè)備總電源,各儀表通電啟動,等待儀表進入正常工作顯示狀態(tài)。
第二步,結(jié)合本次試驗目的設(shè)定試驗電壓。如果開展 PTI 耐漏電起痕指數(shù)測試,就設(shè)定目標試驗電壓;如果要測定 CTI 相比漏電起痕指數(shù),則需要規(guī)劃多組不同電壓檔位,依次開展多組試樣試驗。電壓調(diào)節(jié)在 0?600V 的區(qū)間內(nèi)按照試驗方案進行設(shè)置,觀察電壓儀表讀數(shù),確認輸出電壓達到設(shè)定數(shù)值。
第三步,開啟滴液系統(tǒng),電磁閥開始按照 30s±5s 的時間間隔,向試樣表面滴落污染溶液,計數(shù)器同步統(tǒng)計滴落液滴的數(shù)量,計時器同步記錄試驗持續(xù)時間。污染溶液落在兩個電極之間的試樣表面,在電壓作用之下試樣表面產(chǎn)生泄漏電流。試驗人員透過設(shè)備觀察窗口,持續(xù)關(guān)注試樣的變化情況,觀察試樣表面潤濕、碳化、起弧、冒煙等各類現(xiàn)象,同時留意短路電流智能表的電流讀數(shù)變化。
第四步,試驗過程的失效判定。當回路短路電流大于 0.5A 并且持續(xù)維持 2 秒鐘,設(shè)備繼電器動作,自動切斷試驗電流,同時輸出試品不合格指示,記錄此時對應(yīng)的液滴數(shù)量以及試驗時間,該試樣試驗結(jié)束,判定試樣在此電壓條件下發(fā)生電痕化失效。如果達到標準規(guī)定的滴數(shù)之后,設(shè)備保護回路沒有觸發(fā),沒有出現(xiàn)電流超限保護動作,則代表該電壓條件下試樣沒有發(fā)生電痕失效,記錄對應(yīng)的滴數(shù)和試驗時長。試驗過程當中如果試樣出現(xiàn)持續(xù)起明火的現(xiàn)象,操作人員可以手動停止本次試驗,記錄對應(yīng)的現(xiàn)象以及滴數(shù)。
第五步,單組試樣試驗結(jié)束之后,關(guān)閉滴液輸出,把高壓輸出調(diào)回零位,抬起電極組件,取出已經(jīng)完成測試的試樣。清理試樣臺位置殘留的溶液、碳化物碎屑,準備下一組試樣的測試。同一電壓條件建議做多組平行試樣,降低偶然因素帶來的數(shù)據(jù)波動。全部試樣測試工作結(jié)束之后,關(guān)閉設(shè)備總電源。
六、設(shè)備日常使用注意事項
測定儀 BLD?600V 屬于工頻高壓檢測設(shè)備,試驗過程會接觸導電污染溶液,同時會出現(xiàn)電弧、冒煙等現(xiàn)象,日常使用過程當中需要遵守對應(yīng)的注意事項,保障人身安全,同時延長設(shè)備配件使用壽命,保證長期測試數(shù)據(jù)穩(wěn)定。
首先是安全相關(guān)注意要點。設(shè)備外殼必須做好可靠接地,每次開機前簡單檢查接地連接,接地不可虛接或者省略。設(shè)備通電施加電壓的狀態(tài)下,不要打開設(shè)備防護艙,不要用手觸碰電極、試樣臺、滴液針頭這些部件,防止發(fā)生觸電。更換試樣、擦拭電極、檢修機械結(jié)構(gòu),都需要在設(shè)備斷電之后開展,斷電之后高壓回路會存在殘余電荷,需要預留一定時間等待電荷釋放,再接觸內(nèi)部零部件。試驗過程試樣有概率出現(xiàn)冒煙甚至起火,試驗環(huán)境需要做好防火防護,設(shè)備周邊不要堆放易燃物品。操作人員在配置污染溶液、清洗管路的時候,建議佩戴防護手套,減少化學溶液直接接觸皮膚。
其次是電極組件相關(guān)注意事項。電極是關(guān)鍵易損耗配件,鉑金工作面、斜面刃口狀態(tài)直接影響電場條件。每完成若干次試驗之后,電極表面會附著碳化物、鹽類沉積物,需要做清潔處理,可使用無塵布配合無水乙醇輕柔擦拭電極工作面,不可以使用硬質(zhì)砂紙打磨鉑金工作面,打磨會直接破壞電極尺寸與鉑金鍍層。定期用量具復核電極尺寸、電極之間間距、電極施加壓力,一旦磨損、變形超出公差范圍,應(yīng)當及時更換電極配件,繼續(xù)使用超差電極會讓試驗結(jié)果失去參考價值。
滴液系統(tǒng)維護要點。氯化銨污染溶液具備鹽析結(jié)晶特性,溶液揮發(fā)之后鹽晶會附著在滴液針頭、管路內(nèi)壁。每次試驗工作結(jié)束,如果短時間不再開展測試,應(yīng)當排空儲液容器內(nèi)部剩余的污染溶液,使用蒸餾水反復沖洗整套滴液管路以及滴液針頭,沖干凈管路內(nèi)部殘留的鹽類物質(zhì),避免鹽結(jié)晶堵塞針頭和管路。針頭孔徑一旦被結(jié)晶堵塞,液滴體積就會發(fā)生改變,直接破壞試驗條件。滴液軟管屬于消耗件,長期接觸鹽溶液會出現(xiàn)老化變硬,軟管出現(xiàn)發(fā)白、開裂就需要及時進行更換。滴液的落點每次更換試樣之后都需要復核,確認液滴落在兩電極間隙中間,不打在電極金屬上。
試樣與環(huán)境方面的注意事項。試驗室環(huán)境溫濕度會對漏電起痕試驗產(chǎn)生一定影響,環(huán)境濕度過高會改變試樣表面絕緣狀態(tài);環(huán)境氣流直吹試樣區(qū)域,會加速試樣表面溶液蒸發(fā),改變泄漏電流發(fā)展進程。設(shè)備擺放位置應(yīng)當避開門窗風口、風扇直吹的位置。試樣處理嚴格按照標準要求執(zhí)行,不同批次測試的試樣預處理條件需要保持一致,不可以隨意簡化預處理步驟。不要使用尺寸、厚度不滿足標準要求的試樣上機測試。
儀表使用注意事項。計時器、計數(shù)器、短路電流智能表等各類儀表,避免撞擊、水汽侵入。不要在設(shè)備通電狀態(tài)下插拔儀表接線。當儀表出現(xiàn)讀數(shù)異常的時候,首先排查外部試樣、電極、滴液是否存在異常,不要隨意改動儀表內(nèi)部參數(shù)。不具備電氣維修資質(zhì)的人員,不要拆開設(shè)備主機殼體,設(shè)備內(nèi)部帶有高壓,私自拆開既存在安全風險,也會改變設(shè)備出廠標定狀態(tài)。
七、常見故障現(xiàn)象以及基礎(chǔ)排查思路
設(shè)備在長時間運行使用過程中,受耗材老化、管路堵塞、操作設(shè)置失誤、環(huán)境因素等各類原因,會出現(xiàn)多種異常現(xiàn)象。操作人員可以掌握基礎(chǔ)故障識別和排查方法,處理簡單常見問題;遇到復雜故障,應(yīng)當停止設(shè)備使用,聯(lián)系技術(shù)服務(wù)人員處理,不私自改動設(shè)備內(nèi)部硬件線路。
故障現(xiàn)象一:設(shè)備上電之后,部分或者全部儀表沒有顯示。優(yōu)先檢查設(shè)備外部供電,確認供電插座有電,電源線插頭連接牢靠,設(shè)備電源開關(guān)已經(jīng)打開。查看設(shè)備內(nèi)部保險器件狀態(tài),如果保險絲熔斷,需要更換同規(guī)格保險絲,禁止替換規(guī)格更大的保險器件。外部供電、保險都無異常,儀表依舊不顯示,屬于內(nèi)部電氣故障,不要自行拆機,聯(lián)系技術(shù)人員檢修。
故障現(xiàn)象二:電磁閥動作,但是沒有液滴滴落。首先確認儲液容器內(nèi)部還有足夠的污染溶液;檢查滴液管路有沒有被擠壓彎折造成通路阻斷;查看滴液針頭內(nèi)部是否被鹽結(jié)晶堵死。如果管路內(nèi)部進入大量空氣,也會造成不出液,需要做管路排氣沖洗。滴液軟管老化彈性不足也會造成供液異常,此時需要更換滴液軟管。清理結(jié)晶的時候可以使用蒸餾水浸泡針頭,溶解內(nèi)部鹽類結(jié)晶,不要使用尖銳硬物捅戳針頭孔,防止針頭孔徑尺寸被人為改變。
故障現(xiàn)象三:還沒有正式開始滴液,設(shè)備就直接觸發(fā)過流保護,報試品不合格。該現(xiàn)象大多代表電極之間已經(jīng)形成導電通路。斷電之后打開設(shè)備防護艙,查看試樣臺、電極之間是否存在碳屑、金屬碎屑、溶液殘留導電污漬,把雜物全部清理干凈。檢查兩支電極有沒有發(fā)生變形,電極刃口意外互相接觸造成直接短路。檢查上一次測試之后試樣殘留碳化導電物質(zhì)沒有清理干凈,也會造成未滴液就保護。清理完成之后空載不放置試樣,上電確認不再發(fā)生誤保護,再裝試樣開展試驗。
故障現(xiàn)象四:液滴滴落間隔、液滴大小不符合標準要求。首先檢查電磁閥組件工作狀態(tài),查看計時計數(shù)參數(shù)是否被誤改動;對滴液針頭、管路做清洗,消除結(jié)晶帶來的影響;核對滴液針頭安裝高度維持在 30?40mm。多次調(diào)試依舊無法滿足液滴指標,需要對電磁閥組件進行檢查維護。液滴體積、滴落間隔是相比電痕化測試的核心條件,該參數(shù)不合格,全部試驗數(shù)據(jù)不具備參考意義。
故障現(xiàn)象五:電壓調(diào)節(jié)旋鈕轉(zhuǎn)動,輸出電壓沒有跟隨變化。確認調(diào)壓機構(gòu)連接狀態(tài),查看輸入供電是否存在電壓不足;檢查回路是否存在持續(xù)性隱性短路。高壓調(diào)壓部分屬于危險帶電區(qū)域,該類故障建議交由專業(yè)技術(shù)人員處理,不要帶電拆開設(shè)備殼體檢修。
故障現(xiàn)象六:平行試樣之間測試結(jié)果差異很大,數(shù)據(jù)重復性不理想。該故障不一定屬于設(shè)備硬件損壞,優(yōu)先排查試驗全流程。檢查電極,確認電極沒有磨損超差,電極壓力、電極間距在公差范圍內(nèi);復核滴液落點是否每次都落在電極間隙中間;檢查試樣,確認試樣厚度、表面狀態(tài)、預處理條件統(tǒng)一;檢查污染溶液,確認溶液是新鮮配置,沒有過期變質(zhì);確認試驗室沒有氣流直吹試樣位置。把上述環(huán)節(jié)全部確認完畢之后,再重新做多組平行試樣對比測試。
故障現(xiàn)象七:計數(shù)器、計時器計數(shù)計時不準。先確認設(shè)備參數(shù)沒有被誤修改,斷電重啟設(shè)備,觀察儀表能否恢復正常。重啟之后依舊異常,需要對計時計數(shù)組件進行校驗維護。
重要提示:凡是需要打開設(shè)備防護艙,接觸電極、內(nèi)部電氣元器件的排查操作,都必須切斷整機電源,等待殘余電荷釋放完成之后再執(zhí)行,杜絕帶電檢修操作。出現(xiàn)不明故障,應(yīng)當停止試驗,不要強行開機繼續(xù)測試,避免故障擴大。
八、耗材配件管理說明
測定儀 BLD?600V 在使用過程當中存在多類消耗配件,配件的狀態(tài)直接決定試驗條件是否符合標準,做好耗材配件管理,是保障長期檢測質(zhì)量的重要一環(huán)。
電極組件屬于關(guān)鍵消耗配件,鉑金工作面會在電弧反復作用下逐步磨損。需要定期使用量具檢測電極尺寸、斜面刃口狀態(tài),當尺寸超出標準公差,刃口出現(xiàn)嚴重燒蝕缺口,應(yīng)當及時更換電極。不可以繼續(xù)使用磨損超差的電極開展測試,否則電場條件發(fā)生改變,全部測試結(jié)果會失去比對價值。
滴液系統(tǒng)配件包含滴液針頭、滴液軟管。軟管長期接觸氯化銨鹽溶液,會出現(xiàn)老化、發(fā)硬、析出鹽結(jié)晶,軟管出現(xiàn)開裂、發(fā)白就需要更換。滴液針頭會積累鹽結(jié)晶,需要每次試驗結(jié)束沖洗,當孔徑出現(xiàn)磨損變大或者堵塞無法清理時需要更換。
氯化銨化學試劑,要存放在陰涼干燥避光的儲存環(huán)境,做好密封保存,防止試劑吸潮結(jié)塊。試劑出現(xiàn)受潮結(jié)塊之后,需要評估試劑純度,必要時更換全新試劑。配置污染溶液必須使用合格的蒸餾水或者去離子水,不可直接使用自來水,自來水內(nèi)部雜質(zhì)離子含量高,會改變?nèi)芤簩щ娦阅堋?/span>
各類儀表保險器件,屬于電路保護耗材,熔斷之后只能更換同規(guī)格器件,禁止更換規(guī)格不符的保險。
建議建立耗材配件更換簡易記錄,登記配件更換時間,方便后期試驗結(jié)果溯源。禁止使用非標替代配件,非標配件會改變設(shè)備的試驗條件,造成檢測數(shù)據(jù)失真。
九、設(shè)備維護保養(yǎng)周期指引
為維持設(shè)備長期穩(wěn)定運行,保障測試條件持續(xù)符合標準,需要建立分層的維護保養(yǎng)機制,分為每次試驗結(jié)束后的日常保養(yǎng)、每周保養(yǎng)、每月保養(yǎng)、每季度保養(yǎng),全部保養(yǎng)作業(yè)需要在設(shè)備斷電狀態(tài)下完成。
每次試驗結(jié)束后日常保養(yǎng):測試完成之后,排空儲液容器內(nèi)剩余污染溶液,使用蒸餾水沖洗滴液管路與滴液針頭,消除管路內(nèi)部殘留鹽溶液;清理試樣臺上面溶液殘留、碳化物碎屑;擦拭電極表面碳化物、鹽漬;把調(diào)壓電壓旋鈕回歸零位;關(guān)閉設(shè)備總電源,做好設(shè)備外部清潔。
每周保養(yǎng):檢查電源線、接地連接線外觀,查看有無破損松動;檢查滴液軟管外觀,查看有無裂紋、鹽結(jié)晶析出;執(zhí)行空載滴液測試,核對液滴大小、滴落間隔、滴液落點是否正常;檢查電磁閥動作狀態(tài)。
每月保養(yǎng):整機做一次空載模擬試驗,不放置試樣,完整執(zhí)行開機、調(diào)壓、滴液、保護回路觸發(fā)整套流程,確認計時器、計數(shù)器、短路保護繼電器各項功能運行正常;檢查設(shè)備內(nèi)部外部緊固件,確認沒有振動帶來的螺絲松動;檢查設(shè)備防護艙門閉合狀態(tài)。
每季度保養(yǎng):使用量具復核電極全部關(guān)鍵尺寸,復核電極之間間距,復核電極施加壓力;檢查滴液針頭高度調(diào)節(jié)機構(gòu);模擬短路工況確認繼電器保護切斷功能正常;檢查儀表讀數(shù)是否準確。
維護保養(yǎng)工作可以留存簡單記錄,方便跟蹤設(shè)備整機狀態(tài)。一旦保養(yǎng)過程發(fā)現(xiàn)配件磨損、功能異常,及時處理之后再投入試驗使用。
十、相比電痕化指數(shù)試驗基礎(chǔ)科普知識
相比漏電起痕指數(shù) CTI 與耐漏電起痕指數(shù) PTI,是評價固體絕緣材料耐電痕化能力的兩項核心指標,很多電器絕緣零部件的產(chǎn)品標準當中,都會對材料的 CTI 或者 PTI 數(shù)值提出明確要求,用來保障電器在潮濕污染環(huán)境下的使用安全。
PTI 耐漏電起痕指數(shù),指選定某一個固定電壓,對試樣持續(xù)滴落標準污染溶液,記錄試樣發(fā)生電痕失效時的滴液數(shù)量,用來評價材料在此電壓條件下耐受電痕化的能力。CTI 相比漏電起痕指數(shù),是通過多組試樣在多個不同電壓下開展試驗,找到 50 滴溶液作用之下 50% 試樣發(fā)生失效的電壓數(shù)值,該數(shù)值即為材料的 CTI 相比漏電起痕指數(shù)。兩項指標測試邏輯不一樣,對應(yīng)的試驗操作方式也有區(qū)別,試驗人員需要讀懂產(chǎn)品標準要求,確定需要測定 PTI 還是 CTI 指標,再規(guī)劃試驗電壓與試樣數(shù)量。
漏電起痕的發(fā)生,是電壓電場、導電污染液體、絕緣材料本身特性三者共同作用的結(jié)果。導電液滴滴落在兩個電極之間的絕緣材料表面,形成一層導電液膜,液膜當中流過泄漏電流,電流產(chǎn)生焦耳熱,讓局部液體蒸發(fā),形成干濕交替區(qū)域;高分子絕緣材料在熱和電弧的共同作用發(fā)生熱分解,析出碳元素,碳沉積在材料表面形成導電通路,導電通路不斷延伸,最終連通兩個電極,回路電流急劇變大,觸發(fā)設(shè)備保護動作,代表試樣發(fā)生電痕失效。部分材料不會產(chǎn)生明顯黑色碳痕,但是會出現(xiàn)表面蝕損,同樣會引發(fā)絕緣失效。
有很多因素可以影響相比電痕化指數(shù)的測試結(jié)果。試樣本身的材質(zhì)配方、填料體系、添加劑種類是內(nèi)因;外部條件包含試驗電壓、滴液體積、滴液間隔、電極壓力、電極間距、污染溶液的電導率、試樣厚度、試樣表面狀態(tài)、試驗室環(huán)境氣流、溫濕度都屬于外部影響條件。任意一項條件偏離標準規(guī)定,測試得到的 CTI、PTI 數(shù)值就會出現(xiàn)偏移。所以整套試驗需要嚴格執(zhí)行標準當中全部的條件,不可以隨意改動設(shè)備參數(shù)與操作流程。
在開展試驗的時候需要設(shè)置足夠數(shù)量的平行試樣。材料電痕失效具備一定的隨機性,單塊試樣的測試結(jié)果偶然性比較高,多組平行試樣的數(shù)據(jù)統(tǒng)計結(jié)果,才具備更強的參考價值。試驗過程不能僅僅依靠肉眼觀察試樣表面是否發(fā)黑,要結(jié)合設(shè)備采集的回路電流保護信號綜合判定失效,部分試樣肉眼看不到明顯碳化痕跡,但是回路電流已經(jīng)達到保護條件,同樣判定失效。
完整的原始試驗記錄對于檢測工作十分關(guān)鍵,記錄內(nèi)容包含設(shè)備型號、執(zhí)行的標準編號版本;試樣編號、材質(zhì)、試樣厚度、試樣預處理條件;試驗室環(huán)境溫濕度;污染溶液配置日期;設(shè)備各項參數(shù):試驗電壓、滴液間隔、液滴體積、電極壓力、電極間距;每一塊試樣對應(yīng)的失效滴數(shù)、試驗時長、失效現(xiàn)象描述;平行試樣全部結(jié)果匯總。完整記錄能夠保障后續(xù)其他人可以復現(xiàn)本次試驗條件,是試驗報告編制的基礎(chǔ)。
十一、設(shè)備適用行業(yè)與測試對象
測定儀 BLD?600V 可以服務(wù)于眾多行業(yè)的材料檢測工作。家用電器行業(yè),各類家電內(nèi)部絕緣基座、開關(guān)絕緣部件、外殼絕緣基材,需要測定 CTI/PTI 指標,滿足家電安規(guī)相關(guān)要求;低壓電氣行業(yè),斷路器、接觸器、接線端子的絕緣構(gòu)件,需要評價潮濕污染工況下耐電痕性能;高分子新材料行業(yè),改性塑料、復合材料、環(huán)氧絕緣板材等材料研發(fā),對比不同配方體系耐電痕化性能,篩選材料配方;第三方檢測機構(gòu),承接各類絕緣材料委托檢測業(yè)務(wù);高校以及科研院所,用于材料相關(guān)科研項目試驗;電動工具行業(yè),電動工具內(nèi)部絕緣零部件檢測;汽車低壓電器零部件,車載電器絕緣材料性能驗證。
該設(shè)備既可以用于來料入廠檢驗,對比不同供應(yīng)商提供的絕緣材料性能差異;也可以用于新產(chǎn)品研發(fā)階段配方篩選;同時支持產(chǎn)品型式檢驗、失效分析,當電器產(chǎn)品出現(xiàn)表面漏電打火質(zhì)量問題時,可以借助本設(shè)備復現(xiàn)條件,驗證材料電痕化性能是否滿足設(shè)計要求。通過相比電痕化指數(shù)測定,篩選適配工況的絕緣材料,降低電器產(chǎn)品在實際使用當中因為表面污染引發(fā)漏電、起火的風險,為電氣產(chǎn)品安全設(shè)計提供試驗層面的支撐。
十二、安全操作要點總結(jié)
測定儀 BLD?600V 屬于工頻高壓檢測儀器,輸出電壓可以達到 600V,操作過程存在觸電風險,同時試驗中會出現(xiàn)冒煙、起弧等現(xiàn)象,需要持續(xù)落實安全操作要點。設(shè)備接地連接不可省略,定期檢查接地狀態(tài)。更換試樣、清潔電極、處理設(shè)備內(nèi)部故障,必須斷電并且等待殘余電荷釋放完成。設(shè)備通電運行狀態(tài),禁止打開防護艙。試樣出現(xiàn)起火情況優(yōu)先切斷設(shè)備電源,再做后續(xù)處置。試驗廢液按照實驗室化學廢液規(guī)范統(tǒng)一收集,不可隨意傾倒。沒有經(jīng)過培訓的人員,不允許獨立操作本臺設(shè)備。設(shè)備出現(xiàn)冒煙、異常焦糊氣味,時間切斷總電源,停止使用再排查故障。
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