一、设备概述与应用目的

CTI交直流耐起痕指数试验机‌（以下简称试验机）的完整操作指南与维护规范。该设备主要用于评定绝缘材料在电场和含杂质水作用下的相对耐漏电起痕性能。它通过模拟材料表面在特定条件下因电痕化（电蚀损）而失效的过程，测量其‌相比漏电起痕指数（CTI）‌ 或‌耐漏电起痕指数（PTI）‌。

CTI交直流耐起痕指数试验机‌参照 ‌GB/T 4207-2022《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》‌（等同采用IEC 60112:2020）、UL 746A、ASTM D3638及DIN 53480等相关标准制造，适用于电气电子产品、家用电器、连接器、开关、绝缘子等行业，对塑料、陶瓷、层压板、浇注材料、绝缘漆等固体绝缘材料进行质量控制与材料选型。

核心术语定义：‌

电痕化‌：在电应力和电解液污染的联合作用下，固体绝缘材料表面形成导电通道的过程。

相比漏电起痕指数（CTI）‌：材料经受50滴电解液而不失效的最高电压值。

耐漏电起痕指数（PTI）‌：材料在规定电压下经受50滴电解液而不失效的能力。

试验数据对评估材料在潮湿、污染环境下的长期绝缘可靠性至关重要。

二、主要技术参数与功能特性

本试验机依据相关国家标准，设计并实现了精确可控的测试环境。关键性能参数如下，使用前请予以核对确认。

试验回路与电极系统：‌

输出电压‌：提供0至600V范围内连续可调的交流或直流试验电压，电源频率为48-60Hz。当回路发生1.0A±0.1A的短路电流时，电压降不应超过10%，确保施加于电极间的电压稳定可重复。

电极规格‌：采用铂金端面的铜质电极。每个电极端头截面为（5mm ± 0.1mm）*（2mm ± 0.1mm），其一侧被研磨成30°角的斜面，以符合标准对电场强度的规定。

电极压力与间距‌：对试样施加的标准作用力为‌1.0N ± 0.05N‌。两个电极尖端平行放置，相距‌4.0mm ± 0.1mm‌。

失效判据‌：判断回路能够自动侦测试验电流。如果回路中的电流因电痕形成而‌持续超过0.5A达2秒钟‌，设备判定试样失效，并自动切断电源和停止试验，同时声光报警提示。

电解液滴落系统：‌

溶液成分与电阻率‌：试验使用特定浓度的氯化铵（NH₄Cl）溶液作为污染液，其在（23±1）℃条件下的体积电阻率为（395±5）Ω·cm。溶液的配制、储存和使用需严格遵守标准要求，以保障数据可比性。

液滴参数‌：每滴污染液的体积规格为‌20 mm³（+0/-10%）‌。可通过精确校准，确保50滴溶液总重量在‌0.997g至1.147g‌之间，20滴在‌0.380g至0.480g‌之间。液滴通过精密针头（外径‌0.9~1.1mm‌）滴落。

滴落周期‌：液滴按预设的恒时间隔滴落，标准间隔为‌30秒±5秒‌，周期数可通过计数器设定（通常为50滴）。

滴落高度‌：针头末端到试样表面的垂直距离应在‌30mm至40mm‌范围内可调并固定。

试样与环境条件：‌

试样尺寸‌：建议标准试样尺寸不小于15mm * 15mm，厚度不小于3mm。样品表面应平整、清洁、无缺陷。

箱体容积‌：试验箱的有效内容积不小于0.5m³（可根据需求选配更大容积，如0.75m³或1m³），以确保足够的空间放置试样并维持相对稳定的试验微环境。

结构尺寸‌：整机外部尺寸约为宽1170mm * 深630mm * 高1330mm，采用坚固的箱式结构。

三、标准试验程序简述

为获得可重复、可比较的CTI/PTI值，应严格按照标准规定的步骤进行测试。

程序一：确定相比漏电起痕指数（CTI）‌

此方法用于寻找材料的耐受电压阈值。

初始电压选择‌：通常从预定电压（如300V或400V）开始测试。

试样测试‌：在选定电压下，对至少3个试样进行测试，按30秒的间隔对每个试样滴落50滴污染液。

结果判定‌：若所有试样在滴完50滴前均未失效（电流未超过0.5A持续2秒），则视材料在此电压下通过。可将电压提高一个预设梯度（如25V）后，用新试样重复测试。

确定阈值‌：持续试验，直至找到一个电压值，在该电压下部分或全部试样失效。则此电压之下的相邻25V电压即为该材料的CTI值。例如，材料在300V通过，在325V失效，则其CTI值为300。

最终确认‌：有时需要在CTI值附近进一步测试，以确认该电压等级的耐受性能。

程序二：耐漏电起痕指数（PTI）验证‌

此方法用于验证材料在规定电压下的长期耐受性。只需在规定的认可电压（如250V, 300V等）下，对至少5个试样进行测试。若全部试样在50滴污染液内均未失效，则认为材料的PTI满足该电压等级的要求。

试验过程中，操作员应通过观察窗监视电痕形成情况，但试验箱门应保持关闭。设备自动记录从第一滴液滴开始到试样失效（或滴完预设滴数）的时间，或直接记录是否通过测试。

四、安装、操作与校准指南

1. 安装与初始准备‌

场地‌：将设备置于稳固、水平、通风良好的工作台面，避免阳光直射和气流干扰。连接符合规格的AC 220V, 10A, 50Hz电源。

排风‌：将排气口（箱体后方预留，通常直径约100mm）通过管道连接到实验室排风系统，以排出试验中可能产生的有害气体。

初始检查‌：对照配件清单，清点并确认各部件，包括主箱体、变压器、控制单元、铂金电极、滴液装置、盛液杯、校准量具等。

2. 电极安装与调试‌

安装电极‌：清洁电极铂金端面，使用校准工装或千分尺，精确调整两电极尖端之间的间距为4.0mm ± 0.1mm。

施加压力‌：使用精度合适的测力计（如量程为0-2N的电子测力计），将每个电极对试样表面的垂直压力调整为1.0N ± 0.05N。确保两电极作用力均衡。

3. 滴液系统校准（关键步骤）‌

针头与高度‌：安装校准好的滴液针头（外径0.9-1.1mm），调整针头末端至下方试样表面的垂直距离为35mm±5mm（通常先调至35mm）。

校准液滴体积与频率‌：

将标准量杯置于针头正下方。

在控制面板或外部计时器上设置滴落间隔时间为30秒。

启动滴液系统，连续收集50滴污染液。使用精度为0.001g的分析天平称其总重。

若重量在‌0.997g至1.147g‌范围内（对应每滴约20mg），则液滴体积合格。若不合格，需通过微调电磁阀开启时间、针头规格或溶液表面张力来修正。

同时，用秒表核查连续多滴的实际间隔时间，确保在30秒±5秒内。

4. 标准操作流程‌

步骤1：样品准备与放置‌：准备平整、清洁的试样（尺寸≥15x15x3mm）。将试样水平放置于试样架上，确保电极加压区域平整。小心放下电极臂，确保压力已按前述方式调好。关闭试验箱门。

步骤2：试验参数设置‌：开启主电源。在控制面板或软件界面上，设定本次试验所需的‌试验电压‌、‌试验滴数（如50滴）‌、‌滴液间隔（30秒）‌。

步骤3：施加污染液‌：取适量标准氯化铵溶液加入滴液杯，确保管路无气泡。将滴液针头移至电极间隙中央的正上方。

步骤4：开始试验‌：按下“启动”按钮。设备将按设定间隔开始滴液，同时施加试验电压，计时器/计数器开始工作。密切观察试样表面，是否出现持续的电弧、冒烟或明显的导电碳化通道。

步骤5：终止与记录‌：试验将在以下情况之一自动终止：

判定失效‌：电流超过0.5A并持续2秒，设备自动切断电源、停止滴液，发出报警。

完成测试‌：滴液达到预设滴数（如50滴）而未发生失效，设备自动停止电压输出和滴液。

步骤6：数据记录‌：记录下试验电压、实际滴落至失效的滴数（或记录为通过），并对试样表面的电蚀损形貌进行拍照或描述（蚀损深度、长度等）。

步骤7：清理与下次准备‌：试验结束后，排空剩余溶液，用蒸馏水和无尘布清洁电极铂金端面和样品台，准备下一个试样的测试。

5. 定期维护与校验‌

日常保养‌：每次试验后清洁电极和样品台。定期检查电极铂金片有无磨损、腐蚀，必要时更换。检查滴液管路是否通畅。

定期校准‌：建议每季度或每半年进行以下关键项目校准：

电压表/电流表‌：使用经过计量溯源的高精度万用表或功率分析仪，校验设备输出电压和电流测量回路的精度。

液滴重量/体积‌：重复3.3节的步骤，确保液滴规格持续符合标准。

电极压力‌：使用经过校准的测力计定期校验施加在电极上的静态力。

时间间隔‌：使用秒表校验控制器设定的滴液间隔时间精度。

五、安全操作规程与注意事项

安全是操作任何高压设备的第一要务。请严格遵守以下安全规程：

高压危险‌：试验期间和结束后短时间内，电极、试样台及与之相连的部件可能带有高压或残余电荷。‌切勿在设备运行时或电源刚关闭时打开箱门或触摸内部任何导体部分。‌

个人防护‌：操作时必须佩戴绝缘手套和护目镜。建议穿着长袖实验服。

环境安全‌：设备应安装在干燥、无易燃易爆气体的环境中。试验过程中可能产生微量腐蚀性或刺激性气体，必须确保排气系统正常工作。

溶液安全‌：氯化铵溶液具有弱腐蚀性，配制和使用时应佩戴手套和眼镜。防止溅入眼睛或皮肤。

设备状态确认‌：每次开机前，检查电源线、接地线是否完好，电极连接是否牢固，箱门安全联锁装置（如有）是否有效。

异常处理‌：试验中如遇异常噪音、烟雾、强烈气味或控制失灵，应立即按下“急停”按钮，并切断主电源，联系维修人员。

数据解读‌：试验数据需由经过培训的专业人员根据相关标准进行解读。材料的CTI/PTI值受多种因素（试样处理、环境温湿度、溶液状态）影响，应在报告中注明试验条件。

六、故障诊断与常见问题

现象 可能原因 排查与解决方法

试验无法启动 安全门未关好；急停按钮被按下；电源未接通；控制器故障。 关闭箱门；复位急停按钮；检查电源和空气开关；重启控制器或联系技术人员。

试验过程中滴液停止 液管堵塞；储液杯空；电磁阀故障。 停止试验，检查管路和针头是否堵塞，清洗或更换；补充溶液；检查电磁阀及控制信号。

电流无显示或不准 电流检测回路接触不良；电流传感器故障；表头/AD模块故障。 检查回路接线端子；检查传感器；联系厂家校准或更换。

电压无法调节或不准 调压器故障；电压采样电路故障。 检查调压器输入输出电压；联系厂家。

短路时（电流>0.5A）不自动切断 判断回路设定值漂移；继电器或控制电路故障。 使用标准负载验证切断功能并重新校准判断阈值；检查相关电气元件。

电极间持续打弧但未判定失效 试样已深度碳化形成稳定电弧，但电流峰值未超过0.5A。 此现象需人工观察判断，并依据标准条款“持续燃烧”或“灼热燃烧”等规定进行处理，试验可能被判定为失败。

滴液间隔时间不稳定 计时控制器故障；电磁阀响应不稳定。 用秒表校准间隔时间；检查电磁阀及驱动电源。