相比漏电起痕指数

科技工作者之家 2020-11-17

相比漏电起痕指数(CTI)是指固体绝缘材料表面在电场和电解液的联合作用下,材料表面能经受住50滴电解液而没形成漏电痕迹的最高电压值,以V表示。

简介相比漏电起痕指数(CTI)是指固体绝缘材料表面在电场和电解液的联合作用下,材料表面能经受住50滴电解液而没形成漏电痕迹的最高电压值,以V表示。

测试方式测试CTI用的耐漏电起痕仪,是由一个电压供给装置;两只用铂制成的截面为2mmX5mm的矩形电极,电极的一端切成30°角的斜面;还有加电解液的滴液针构成。试样厚度不小于3mm,面积不小于15mmX15mm的方块。电解液为氯化铵水溶液或烷基萘磺酸钠溶液。试验是先安装好试样、电极及滴液针等。然后对两电极施加一个低电压,由滴液针每隔30秒滴下一滴约20mm³的电解液,直到试样表面产生漏电起痕。以此再加大电压,重复上述步骤,做出电压与产生漏痕的液滴关系曲线。由曲线上查出施加50滴电解液相应的电压数,即为CTI值。漏电起痕形成的判据是此时线路中的电流突然升高,一般情况电流近于零,形成漏痕时突增至1A。

影响试验结果的因素

试验结果与污染液种类、试样表面清洁状况及材料本身含湿量有关,同时也与液滴能否保持其体积大小致有关 。对于高压绝缘子,因长期暴露在外,受到雨水等污染,因而选择CTI值高的材料制造是很重要的。这种试验结果对高压或低压绝缘子设计有一定参考价值。

固体绝缘材料固体绝缘材料是用以隔绝不同电位导电体的固体,一般还要求固体绝缘材料兼具支撑作用。固体绝缘材料可以分成无机和有机两大类。与气体绝缘材料、液体绝缘材料相比,固体绝缘材料由于密度较大,因而击穿强度也高得多,这对减少绝缘厚度有重要意义。固体绝缘材料的绝缘电阻、介电常数和介质损耗的变化范围很广泛。例如,聚四氟乙烯的绝缘电阻可以高达1020Ω·m,因而可以防止泄漏电流过大,而其相对介电常数很低(仅2.0),使绝缘的电容量变得很小;与此对应,高介电陶瓷具有特高相对介电常数(达几千)。因此可以根据不同要求加以选用固体绝缘材料。

无机固体主要有云母、粉云母及云母制品,玻璃、玻璃纤维及其制品,以及电瓷、氧化铝膜等。它们耐高温,不易老化,具有相当的机械强度,其中某些材料如电瓷等,成本低,在应用中占有一定地位。无机固体绝缘材料的缺点是加工性能差,不易适应电工设备对绝缘材料的成型要求。云母和粉云母制品具有长期耐电晕性的特点,是高电压设备绝缘结构中重要的组成部分,也可以用于高温场合。玻璃的工艺比陶瓷简单,可用以制造绝缘子。玻璃纤维可制成丝、布、带,具有比有机纤维高得多的耐热性,在绝缘结构向高温发展中起着重要作用。

电瓷制品具有优异的耐放电性能,又具有一定的机械强度,所以特别适用于高压输、配电场合。经过多年研究,又发展了高机械强度、耐高温和高介电常数等品种1。

有机固体在19世纪以天然的为主,如纸、棉布、绸、橡胶、可以固化的植物油等。这些材料都具有柔顺性,能满足应用工艺要求,又易于获得。20世纪以来,人工合成高分子材料的出现从根本上改变了固体绝缘材料的面貌。最早是胶木被用作绝缘材料,稍后出现了聚乙烯、聚苯乙烯,由于它们的介电常数和介质损耗特别小而满足了高频的要求,适应了雷达等新技术的发展。有机硅树脂结合少碱玻璃布,大大提高了电机、电器的耐热等级。聚乙烯缩甲醛为漆基制成的漆包线开拓了漆包线的广阔前景,替代了丝包线和纱包线。聚酯薄膜的厚度仅几十个微米,用它代替原来的纸和布,使电机、电器的技术经济指标大为提高。聚芳酰胺纤维纸和聚酯薄膜、聚酰亚胺薄膜连用使电机槽绝缘的耐热等级分别成为F级和H级(见绝缘耐热等级和热老化试验)。弹性体材料也有类似的发展,例如耐热的硅橡胶、耐油的丁腈橡胶、以及随后的氟橡胶、乙丙橡胶等2。

电解液电解液是一个意义广泛的名词,用于不同行业其代表的内容相差较大。有生物体内的电解液(也称电解质),也有应用于电池行业的电解液,以及电解电容器、超级电容器等行业的电解液。

使用电解液做阴极有不少好处。首先在于液体与介质的接触面积较大,这样对提升电容量有帮助。其次是使用电解液制造的电解电容,最高能耐260度的高温,这样就可以通过波峰焊(波峰焊是SMT贴片安装的一道重要工序),同时耐压性也比较强。

此外,使用电解液做阴极的电解电容,当介质被击穿后,只要击穿电流不持续,那么电容能够自愈。但电解液也有其不足之处。首先是在高温环境下容易挥发、渗漏,对寿命和稳定性影响很大,在高温高压下电解液还有可能瞬间汽化,体积增大引起爆炸(就是我们常说的爆浆);其次是电解液所采用的离子导电法,其导电率很低,只有0.01S(电导率,欧姆的倒数)/CM,这造成电容的ESR值(等效串联电阻)特别高3。

本词条内容贡献者为:

邱学农 - 副教授 - 济南大学

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