漏电起痕试验仪/CTI测试仪

一、概述

        ZLD-1000漏电起痕试验仪/CTI测试仪是根据GB/T 4207-2012 《固体绝缘材料在潮湿条件下相比电痕化指数和耐电痕化指数的测定方法》（等同IEC 60112）设计和制造的，并符合 ASTMD 3638、DIN 53480 和UL 746A等试验方法。

ZLD-1000漏电起痕试验仪主要用于评定在潮湿条件下使用的绝缘材料如塑料、层压制品、浇注材料等（CTI和PTI及其分级）绝缘部件的耐漏电起痕性能。

二、功能特点

1  由PLC和触控屏控制，自动化程度高，测量精准。

2  采用精密柱塞泵控制滴液，滴液量大小连续可调，控制精度高，滴液量均匀、稳定，盛装污染液器皿密封，溶液浓度稳定。

3  滴液系统采用聚四氟乙烯等绝缘耐蚀材料，具有长期耐腐蚀性的优点。

4  控制系统和试验部分集成为一体，外形尺寸小，节约试验室空间，整机采用数显控制，调节、预置方便。滴液装置支撑架等零部件均由不锈钢制成，抗锈蚀能力强，试验箱配以有机玻璃窗口，透明度好，便于试验观察。

5  试验箱内装有排风管道，最大限度地排除放电产生的有害气体及腐蚀性气体，以确保操作人员健康和设备安全。

三、主要技术参数

1  试验电压：25～1000V

2  试验电压压降：≤5%

3  试验终止：50滴或100滴及漏电流≥ 0.5A并维持时间≥ 2s时自动终止

4  液滴量大小：液滴量（20.0～23.0）mm3 连续可调

5  滴液间隔时间：优于（30±5）s可调

6  滴液高度：（30～40）mm 连续可调

7  试验溶液：电阻率为395Ω.cm的NH4CL

8  电极：铂金材料 电极夹角60℃

9  电极间距：（4.0±0.1）mm 连续可调

10 电极刃口对试样的压力：（1.0±0.05）N 可调

11 使用环境温湿度：（23±2）℃  RH（50±5）%

12电源：220 V±5%、50Hz、10A

四、结构与组成

1 本系统由两部分组成

（1）控制部分。耐电痕测试仪控制柜，内装电气控制系统，以控制滴液量的大小、滴液间隔时间、试验电压值，试验的启动、停止，过流的识别和跳闸保护，试验终止的判断等。

（2）试验部分。由柱塞泵控制滴液系统、排风系统及电极系统组成。

五、工作原理简介

漏电起痕（Tracking）系指在绝缘物表面有电位差的部位形成碳化导电通路（Track），使之丧失绝缘性能的现象。漏电痕迹的形成与绝缘物表面电场的强弱、电流的大小，以及由它们引起的不同放电状态和绝缘物表面的湿润、污损程度等有关。

ZLD-1000漏电起痕试验仪/CTI测试仪器在两电极间对试样表面施加(25～600)V工频电压，以每滴(30±5)s的间隔在离两电极（30～40）mm的高度下滴污染液，污染液采用每滴体积为(20.0～23.0)mm3、电阻率为(395±5)Ω·cm的NH4CL试液，电极间的电场在试液作用下，在试样表面产生火花放电。在试验方法规定的试液滴数（50或100滴）下，通过施加试验电压的高低和电蚀损深度值，来评定固体绝缘材料耐受湿式表面放电的能力，测定其相比漏电起痕指数CTI和耐漏电起痕指数PTI。

六、面板功能介绍

6.1 前面板

前面板上装有下列部件，其功能如下：

（1）触控屏。用于设置试验参数，显示测量值、显示状态监控和按钮操作等功能。

（2）红色急停按钮。在紧急情况下按下此按钮将切断主回路电压，此按钮带有自锁功能，按下顺时针旋转可以解锁。

（3）高压指示灯。此灯亮时表示已启动，主回路接通，指示试验变压器已有电压。

（4）电源开关。控制提供给控制部分和高压试验部分的电源。

6.2 后面板

后面板上装有下列部件，其功能如下：

（1）220V电源针座（四芯航空针座）。连接电源线，提供控制部分和高压试验部分的电源。

（2）接地柱。内部已接好试验电极接地端、变压器接地端、控制柜机壳、电源地线等。用透明接地线将接地柱接到实验室地排上。

6.3 试验箱

试验箱内部装有下列部件，其功能如下：

（1）广口瓶。位于试验箱内部，打开试验箱门可见（方便更换试验溶液）。吸管连接泵头正下方吸液管，将吸液管穿过瓶盖伸入瓶内底部。

（2）电流测量端口。位于试验窗右侧的两个端口，试验时用短路棒短接，校准时拔掉短路棒，串接电流表即可。

（3）试验装置。含滴液固定装置和试验电极装置。

（4）通风孔和排风装置。位于试验箱顶部，用以接通风管道，排除有害气体，配套的排风电机壳调速，配套风机插头接220V电源即可使用（风速对试验结果影响大，请调节至合适的风速）。

图1 试验窗内部件功能介绍

6.4 电极系统

电极系统由电极臂调节机构、电极臂和铂金电极组成。旋动调节机构上的螺杆可以移动电极臂，以调节电极间距离，移动电极臂上的砝码可以改变电极对样品的压力，采用压力计（也可以用配套的电子秤按照力与重量的换算公式1N对应约102.25g）测量将压力控制在1.0±0.05N范围内，见图2。压力校正后将砝码上的紧固螺钉拧紧，除正常校正外，一般不用动它（出厂时已用记号笔标定位置）。电极下面是样品台，通过旋转螺杆可以调节样品台的高低，以调节电极臂的水平位置。

工作时，两电极间加以规定的试验电压。按面板“工作”按钮将两电极短路，电极短路时试验电流为1A。

图2  电极压力调整、测量示意图

6.5触控屏试验界面

图3 触控屏操作主界面

（1）试验电压。显示试验过程中的实时电压值。

（2）实时电流。显示的是系统运行的试验电流值。

（3）滴液计数。试验过程中记录已经滴液的数量。

（4）时间间隔。显示试验过程中相邻两滴液之间的间隔计时的实时时间值。

（5）过流持续。通过试验的电流大于保护电流值（通常是0.5A）时，指示过流时间，通常设置是2s，超过2s系统自动切断高压电源。

（6）短路压降。两电极间加以规定的试验电压。按面板“工作”按钮电极短路时的压降。

（7）试验电压曲线图。显示试验过程中电压实时曲线，启动合闸记录，停止后停止记录，按清零按钮清除曲线。

（8）启动按钮。在设置好试验参数后，按清零按钮后再按此按钮可以启动升压，开始新的试验，若试验中途停止，不按清零按钮，再次按启动钮继续上次的试验。

（9）停止按钮。按此按钮后PLC将发指令切断主回路。试验电压迅速变为零，各时间继电器停止工作，试验停止。

（10）清零按钮。按此按钮可将试验电压值、试验电流等清除。

（11）短路按钮。此按钮主要用于测量短路压降。启动升压至规定的试验电压，按面板“工作”按钮将自动切换至短路状态，将两电极短路，电极短路时正常的试验电流显示为1A，压降小于5%。

（12）滴液启停。用于控制柱塞泵的滴液，当显示泵启动表示泵在工作状态，显示泵停止表示泵在停止状态。

（13）滴液排气。点击此按钮，泵会自动将液体连续排出，然后再抽满液，推液-吸液往复一次。当长时间不用或是更换可溶液时管内有气体可以用此功能排除管内气体。

6.6触控屏参数界面

点击参数按钮后进入试验参数设置界面。

图4 触控屏设置界面

（1）施加电压。用于设置试验的电压值，最小值25V，最大值600V，电压设置增量是25V的整数倍。

（2）电流阈值。有0.5A和1.0A两个选择档位：

1.0A档位：选择试验状态，系统自动设置过流电流值为0.5A，当工作在试验状态时按工作/短路按钮，正常状态试验电流会显示1A左右。

 0.5A档位：选择此状态，测试系统0.5A时是否能准确延时2s跳闸。

（3）过流持续。用于设置电流超过保护电流时持续的时间，超过设置时间将自动断闸。

（4）泵控制选择功能选项：试验、校准、停止三种状态。

A 试验状态。泵工作在正常试验状态，升压至设定电压间隔进行滴液。

B 校准状态。用于泵的滴液校准，当选择此状态后无需升压就可实现泵的间隔滴液，清零后开始记录滴液数，用称量法校准泵的流速。

C 停止状态。选择此档位泵将停止。一般在校准电压时选择此档位。

（5）时间间隔。用于设置相邻两滴液之间的间隔时间，通常设置30s±5s。

（6）滴数滴数。每次试验设置的滴液数量。

（7）照明灯。试验窗内照明灯的开关。

6.7触控屏系统界面

点击系统按钮后进入系统参数设置界面。

图4 触控屏设置界面

（1）电压修正。用于修正显示电压值和计量时标准电压值之间的差值电压。具体修正举例如下：标准分压器显示202V，触控屏显示200V，显示值偏小，202÷200=1.01，现有的倍率系数（例如是1.000）×1.01=1.01，将倍率系数1.000修改为1.01即可；再比如标准分压器显示196V，触控屏显示200V，显示值偏大，196÷200=0.98，现有的倍率系数K（例如是1.01）×0.980=0.9898，将倍率系数K1.01修改为0.9898即可。

（2）电压补偿。用于修正电压的非线性，当HMI电压值在整个电压范围内均偏大X或均偏小某一个值Y，设置成-X或+Y。

（3）电流修正。设置方式同电压修正。

（4）滴液修正。当校准滴液时滴液不准，可以用此系数修正，比如实际滴液偏小1%，原系数是1.02，用计算公式（1+0.01）*1.02=1.0302，将系数改成1.0302即可。

（5）滴液速度。用于设置滴液时的出液速度，默认是100，设置范围是10-500。

（6）滴数量程。用于设置泵单次吸液后推液的最大滴数。比如设置200，累积连续滴液达到200滴后系统会自动吸液。

（7）回差补偿。泵在吸液后再推送滴液时，由于吸液和推液的方向是相反的，会存在回程的误差，所以在吸液后进行推液的第一滴进行补偿修正，一般修正值在50-500范围内。

（8）系统时间。用于设置系统的时间，采用的是24小时计时法。

（9）状态监控灯。

合闸：红色表示合闸，绿色表示分闸；

零位：红色表示调压器在下限位，绿色表示不在下限位；

门开关：红色表示门是关闭的，绿色表示门是打开的；

过流：试验过程中，电流超过0.5A且持续超过2s，该指示灯变红色，指示过流。

上限：红色表示调压器到上限位，绿色表示不在上限位；

急停：红色表示急停按下，系统锁住不能启动，绿色表示急停解锁状态。

（10）状态指示灯。PWR表示触控屏的电源指示灯，亮表示电源正常；CPU表示触控屏运转的状态，CPU的闪烁频率表示触控屏运行程序的多少；COM表示通讯，常亮表示正在和PLC高速通讯。

七、线路联接

7.1 地线联接

1 警告！所有测试仪器必须可靠地连接地线以后方可通电运行。否则将危及安全。

2用多股接地线将控制柜后的接线柱可靠地接至试验室的保护零线（地线）上。

7.2电源电缆联接

电源电缆的插头应插到电网电源的插座上。，该插座应有可靠的电源接地线。插头及插座均为三孔，电源的容量为220V、50Hz、10A，应有相应的短路和过载保护措施。

八、使用步骤

1 检查地线是否牢固可靠，按条款7（线路联接）将所有线路连接好，检查无误后，装好试验箱内滴液装置。

2 装污染液。打开试验箱门，将试验用污染液装入广口瓶，将吸液管穿过瓶盖放入广口瓶中，瓶盖刚好与瓶颈口贴合。

3 排气。用烧杯放置在滴液口接滴落的液体，按面板上的滴液排气，将管内的气体排出，如果气体比较多，可以多次排气，直到排尽气体。

4 装好电极系统及样品台等，撤掉烧杯，放置好样品，调整好试验台高度和电极水平间距，接好通风管道，关好有机玻璃门，开启风机（风速调节到合适的速度）。

5 设置液滴滴数。在参数界面将液滴滴数设置为50（或100）。按清零按钮将滴液计数显示清零。

6 设置时间间隔。在参数界面将滴液时间间隔设置为30±5s。

7 在参数界面，将电流阈值设为1A，泵为工作状态。

8 设置施加电压。在参数界面设置所需试验电压值，系统自动切换保护电阻。

9试验启动。检查一遍所有设置是否正确，按清零键，再按试验启动按钮，系统自动升压至设定电压值，然后开始从零计时滴液，进行试验。（若是因为其他原因中途停止试验再次继续上次点的试验，可以不按清零按钮，启动升压后滴液数从上次的滴液数开始累计）。

10 试验电路电流调整。试验时，如果要测试短路时的电流是否为1A，可直接按试验界面上的“短路”键，观察电流值是否为1A，因出厂时已经调节好保护电阻，第一次试验时测试时即可。

11 试验终止。当液滴计数达到50（或100）时，或流经试样的试验电流达到0.5A以上并保持2s以上时，试验自动终止；当试样着火或熔融或穿透时，应按动试验终止按钮，人为终止试验。

12  一组试验结束后，调压器自动归零，系统监控界面“零位”指示灯变红，打开门，用接地棒进行放电后才能进行换取样操作。

13  每一试验点结束后换取试样或移动试样测试另一个点，重复步骤9-11。

14  所有试验完成后，要及时清洁电极装置和试验窗内滴落物，长期不用，广口瓶内灌装清水，多次复位清洗柱塞泵和管道。

九、操作注意事项

1 接地线连接一定要牢靠，不接地线严禁通电运行。

2 每次试验前应检查门开关是否能有效切断试验电压，严禁用其它方法短路门开关。

3 必须在确认试验已终止，试验电压指示为零后，才能拉开有机玻璃门，先放电再进行试验箱内其他操作。

4 试验人员应熟悉GB 4207-2012试验方法和本仪器使用说明书后再操作本设备。

5 试验时，试验人员不得离开工作岗位，要观察并确保试验的正常进行。

6 除正常计量检定外，试验人员应定期校验液滴量的大小是否准确。在进行调整时，不需要启动电压，只需要在设置界面将泵设置为校准即可。

7 间隔长时间再次做实验时，滴液嘴内液体可能挥发掉，建议先设置泵为校准状态，滴几滴液体后再试验，或进行一次排气操作。防止首滴不滴液影响测试。

8 进行短路压降测试时按住工作按钮即可，当观察压降稳定后立即松开，不可长时间按住短路。

9 试验时严禁打开侧门，因内部含有变压器，以免发生触电危险。

十、试验校准

10.1电压校准

1 将滴液控制设置为停止状态，电流阈值设为1A状态。

2将电压设置为600V（或其他需要校准的电压值，只能是25V的整数倍）。

3 移出试验平台，将两电极尽可能的隔开，将电压表的两个表笔分别接电极两端，电压表选择AC档，量程选择750V或者1000V。

4 关上试验箱门，依次按“清零”、“启动”按钮升压。

5升至目标电压值后，记录触控屏的显示值和标准电压表的示值。

6 选择其他电压点进行校准，若电压值有线性偏差，请按照6.6第8条进行修正。

10.2 1A电流校准

1 将滴液控制设置为停止状态，电流阈值设为1A状态。

2将电压设置为600V（或其他需要校准的电压值，只能是25V的整数倍）。

3移出试验平台，将两电极尽可能的隔开，拔出试验箱左侧短路棒，将电流表的两个表笔分别接两个插孔中，电流表选择交流A档。

4关上试验箱门，依次按“清零”、“启动”按钮升压。

5升至目标电压值后，按住“短路”按钮切换至短路状态，记录此时触控屏的电流显示值和标准电流表的示值，此动作要快，不可长时间按压（若数据不稳定就过流延时切断了，可将2s延时设置为5s）。

此功能主要是校准在短路状态时是否按照标准要求将电流值限定在1A以及电流1A的准确度，其次观察短路压降。

10.3 0.5A电流校准

1 将滴液控制设置为停止状态，电流阈值设为0.5A状态。

2将电压设置为600V（或其他需要校准的电压值，只能是25V的整数倍）。

3移出试验平台，将两电极尽可能的隔开，拔出试验箱左侧短路棒，将电流表的两个表笔分别接两个插孔中，电流表选择交流A档。

4关上试验箱门，依次按“清零”、“启动”按钮升压。

5电压上升接近设置电压值的一半时，电压升压速度将放缓，按住“短路”按钮切换至短路状态，此时观察触控屏的电流显示值和电流表的示值以及2s延时，观察是否超过0.5A开始延时，低于0.5A延时清零，大于0.5A且持续2s系统自动断压。

此功能主要是校准0.5A电流值是否准确以及是否超过0.5A且持续2s系统能自动断压。

10.4流速校准

1 校准前要保证泵的吸液管和滴液管中无气泡，滴液是正常状态（可通过滴液排气排尽气体）。

2 将滴液控制设置为“停止”状态，设置好滴液数X和滴液时间间隔（计量时可将滴液时间间隔设置为10s，提高计量时效）。

3 将烧杯和电子秤放置在滴液管下方，按电子秤的清零键。

4将滴液控制泵状态设置为“校准”状态，按“清零”按钮。

5记录X滴滴液的重量，按照1g=1ml计算。

6按照标准的要求计算20滴和50滴的滴液量是否在标准要求的范围内，如果不在请调节设置界面的“滴液大小系数”。

7 按照上述步骤重新校准，直至滴液量在标准要求的范围内。

十一、标准配置

1 漏电起痕试验仪/CTI测试仪主机 1台

2 滴液装置 1套

34mm标准电极间距量块 1个

4电源电缆 1根

5 铂金电极 2个（1对）

6 试样升降台 1个

7 玻璃垫片 1块

8 短路棒 1个

9 接地线 1根

10 产品出厂报告 1份

11使用说明书 1本

12装箱单 1份

十二、试验简述

相比电痕化指数：CTI（comparative tracking index）

材料表面能经受住50滴电解液而没有形成电痕化的最高电压值，以伏特表示。CTI500定义（指材料表面经受500V，50滴电解液，以及经受475V，100滴电解液联合作用下没有形成电痕化），CTI电压值是未知的，试验结果为CTIXXX。

例如1：试品经受600V 50滴电解液联合作用5个样品都通过了，经受575V 100滴电解液联合作用5个样品也都通过了，可以表示为CTI600(575)，简写为CTI600。

例如2：试品经受600V 50滴电解液联合作用5个样品都通过了，经受575V 100滴电解液联合作用，5个样品只要有一个不通过，就要降低一级做，即550V来做，如果550V 100滴都通过了，那么表示为CTI600（550），不可简写。

耐电痕化指数：PTI（proof tracking index）

材料表面能经受住50滴电解液而没有出现电痕化的耐电压值，以伏特表示。PTI500定义（指材料表面经受500V，50滴电解液联合作用下没有出现电痕化），PTI电压值是可知的，试验结果为PTIXXX通过/不通过。

PTI与CTI的不同之处在于：CTI改变施加的电压，求得材料的最大耐压值，从而决定电痕化指数。而PTI给定试验电压，表示该材料是否能耐受住给定的电压。换言之，假设试验结果为PTI500，则说明该材料的漏电起痕性能耐受到500V，而且实际中可能比该值还高。另一方面，由于CTI求的是最大耐受电压值，不会具有大于标注值的实力。

试验方法要点

（1）GB/T 4207-2012《固体绝缘材料耐电痕化指数和相比电痕化指数的测定方法》。本国际标准与IEC 60112等同。

本方法可测量在电压最高达600V时固体绝缘材料在电场作用下表面暴露于含杂质的水作用时的相对电痕化性能。

（2）试验电极

电极为2mm×5mm的两个矩形铂电极，电极的一端边缘切成30°角的斜面。

图5  电极尺寸                         图6  电极配置

（3）试验溶液

优选选用溶液A，如用溶液B，应在CTI或PTI后加“M”。例如CTI250M。

试验步骤简述

（1）CTI的测定

调节电压到一个预先选择好的值进行试验（一般可选取300V），直到试样经受住50滴溶液或试样发生破坏为止。接着在其他试验点上施加更高或更低的电压再做试验（电压是25V的倍数），直到在五个不同试验点上对50滴溶液不发生破坏的最高的电压值，则这个最高电压值即CTI。同时还需将这个最高电压值降低25V，做100滴的五个试验点是通过或不通过，如果不通过，继续降低电压（25V的倍数）直至通过的最高电压值。

GB/T 4207-2012前版本(GB/T 4207-2003)要求50滴最大耐电压测量在任何100滴测量之前。考虑到首先测定100滴最大耐压可减少试验时间，因此新标准推荐先测100滴后再测50滴。

（2）PTI试验

在一个规定的试验电压下进行试验，五个试验点都应能经受住50滴溶液而不发生破坏，为合格。

影响因素：

（1）试样表面状态

试样表面应清洁，无灰尘、脏物、指印、油脂或其他影响结果的污物。表面污染极易使电极间的试样产生电痕，因此，试验前应对试样表面进行清洁处理。

（2）试验点间距选择

如果在同一片试样上做多点试验，应注意试验点之间要有足够的距离，间距的大小应选择在前一次试验后飞溅出的污物的部分以外，否则使结果发生偏差。

（3）环境条件的影响

除保持温度（23±2）℃条件下试验外，箱体内试样表面附近空气流动为尽可能符合标准规定小于0.2m/s。空气流动大会导致液滴落点的偏离及加速电解质蒸发，这是试验所不允许的。

其他事项

（1）设备设置滴液滴数，为什么有的设备设置是51滴或者101滴，GB/T4207-2012规定溶液滴落时间间隔为30s±5s，说明试样表面试验作用时间为30s±5s，因此为了保证第50滴滴液满足试验持续时间，因此有些设备需要设置第51滴，第51滴落下后试验立即停止。同理设置101滴也是一样的。

（2）对于试样厚度比较薄的材料，比如复合材料，需要叠层厚度约3mm做试验，如果试样表面施加电压逐步增大，试样表面未出现电痕化，试样表面只是蚀损烧穿，这种情况需要在第二层/片试样下加铜片/铁片，以烧穿两层试样为判断试验终点，并且在报告中备注。