為保證人們的生命和財產(chǎn)安全,世界各國先后出臺了各種法規(guī)對電子電器設(shè)備上的塑膠絕緣材料作了苛刻的規(guī)定。電子電器產(chǎn)品對于塑膠絕緣材料的阻燃耐熱和電器性能,通常有兩個要求——高CTI、高灼熱絲。本文重點介紹高CTI。
1、什么是CTI?
CTI全稱為Comparative Tracking Index,中文為相對漏電起痕指數(shù),是材料表面可承受50滴電解液(0.1%氯化銨水溶液)而沒有形成漏電痕跡的最高電壓值,單位為V。
換句話說,CTI是材料在通電的情況下,其表面滴加50滴導(dǎo)電液體而沒有產(chǎn)生碳化短路的最高電壓。一般地,CTI越高,耐漏電性能越好。
2、為什么要測試CTI?
塑膠絕緣材料有一個特殊的電器破壞現(xiàn)象:當(dāng)材料表面比較潮濕、有雜物且電場足夠大時,材料表面會形成碳化導(dǎo)電路,最終形成短路,極有可能引發(fā)火災(zāi)。CTI測試正是該過程的模擬測試,通過檢測塑膠材料表面產(chǎn)生漏電起痕的最小電壓,可以判斷該材料是否適用于特點領(lǐng)域或特點環(huán)境。
3、怎樣測試CTI?
如圖所示:試樣的尺寸應(yīng)大于15mm×15mm,厚度應(yīng)不小于3mm,兩電極之間的距離應(yīng)為(4.0±0.1)mm,夾角為60°,液滴口與樣品的距離應(yīng)在(40±1)mm。
設(shè)定電壓值,液滴以30s的間隔滴落在材料表面,直到形成電痕化而產(chǎn)生破壞或直到滴落50滴電解液為止,設(shè)備自行判斷。
增大或減小電壓值(通常以25V或25V的倍數(shù))重復(fù)試驗,直到得到兩個相鄰的電壓值(其中較小的電壓值通過,較大的電壓值未通過),那么CTI值就是較小的電壓值。
4、為什么要改善CTI?
隨著物聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展,市場對電氣系統(tǒng)的安全可靠性提出了嚴(yán)苛的要求。舉個典型的例子,在汽車電氣化進(jìn)程中,CTI大于400V是最普遍的要求。為了增加電動汽車的續(xù)航里程,要求材料的CTI大于600V,甚至達(dá)到700V或800V,才能滿足DIN 60664-1對電氣間隙和爬電距離的要求。
5、影響CTI的因素有哪些?
(1)基料
CTI是炭化所形成的痕跡,一切有利于炭化的因素都會降低 CTI。因此,基料的含碳量越高,CTI越差。PE、PP、PA的CTI在600V左右,這與其含碳量較低有關(guān)。相反,含有苯環(huán)的PPS只有125V,因此,PPS/PA6/GF體系的CTI比PPS/GF高。
(2)小分子助劑
含溴阻燃劑和有機蠟對CTI有很大影響。
(3)填料
填料,特別是那些片狀填料,可以覆著在材料表面,使基料以不連續(xù)的形式存在,中斷了炭化途徑,從而不利于形成導(dǎo)電通道。
4)其它因素
①表面質(zhì)量:?材料表面的平整度、?光潔度和清潔度等因素會影響CTI值。??
②溫度和濕度:?環(huán)境溫度和濕度的變化可能對材料的CTI值產(chǎn)生影響。
③電氣應(yīng)力:?材料在使用過程中所承受的電氣應(yīng)力,?如電壓、?電流等,?會對CTI值產(chǎn)生影響。?
④使用條件:?材料的使用條件,?如是否暴露在化學(xué)物質(zhì)、?紫外線輻射或磨損等環(huán)境中,?也可能影響CTI值。
總之,由于電器元件內(nèi)電場的不均勻性導(dǎo)致閃絡(luò)放電,引起游離碳的生成和堆積,使絕緣材料產(chǎn)生漏電起痕。減少因放電引起的游離碳的生成和堆積、提高小分子助劑的耐熱溫度、提高制品的表面平整度等,是材料獲得高CTI值的有效辦法。?