電極系統(tǒng)是漏電起痕試驗機的核心功能模塊,其作用是模擬電工電子產(chǎn)品中 “導電部件與絕緣材料表面" 的接觸狀態(tài),通過精準控制電極的材質(zhì)、尺寸、壓力及間距,構(gòu)建穩(wěn)定的 “電極 - 電解液 - 樣品" 導電回路,直接決定漏電起痕測試(PTI/CTI)結(jié)果的準確性、重復性與合規(guī)性。以下從設計依據(jù)、組成結(jié)構(gòu)、關(guān)鍵參數(shù)、校準維護及常見問題展開深度解析。
漏電起痕的本質(zhì)是 “電解液在電極間形成導電通路,電流產(chǎn)熱導致材料碳化擊穿",電極系統(tǒng)需嚴格匹配國際 / 國家標準對 “模擬真實工況" 的要求,核心設計依據(jù)包括:
IEC 60112(國際標準):明確電極材質(zhì)、尺寸、壓力、間距的基準參數(shù);
GB/T 4207-2018(中國國標):等同采用 IEC 60112,補充 “電極安裝垂直度" 要求;
UL 746A(美國標準):對電極材質(zhì)允許小幅調(diào)整(如不銹鋼替代鉑銥合金),但需驗證一致性。
電極系統(tǒng)的核心作用可概括為 3 點:
構(gòu)建導電回路:通過兩個電極向樣品表面施加試驗電壓,與電解液共同形成 “電極→電解液→樣品→另一電極" 的漏電路徑;
控制電流密度:電極的尺寸(尤其是形狀)直接決定電流在樣品表面的分布,避免因電流集中導致 “非真實起痕";
保證接觸穩(wěn)定性:恒定的電極壓力確保電極與樣品表面緊密接觸,避免因接觸不良導致的電流波動,影響測試重復性。
漏電起痕試驗機的電極系統(tǒng)通常由電極本體、壓力調(diào)節(jié)機構(gòu)、間距調(diào)節(jié)機構(gòu)、固定支架四部分組成,各部分功能協(xié)同,確保測試條件可控:
電極系統(tǒng)的參數(shù)直接影響測試結(jié)果的有效性,需嚴格符合標準要求,以下是核心參數(shù)的詳細說明及 “為何需嚴格控制" 的技術(shù)邏輯:
電極材質(zhì)需滿足 “長期接觸電解液不腐蝕、通電流不氧化、耐高溫(起痕時局部溫度可達 300℃以上)" 的要求,主流材質(zhì)及對比如下:
關(guān)鍵提醒:若使用不銹鋼電極,需每次測試后清潔氧化層,否則氧化層會增加接觸電阻,導致漏電電流偏小,誤判材料 “耐起痕性能更好"。
電極尺寸(尤其是形狀)直接決定電流在樣品表面的分布,標準尺寸需嚴格遵循以下要求:
尺寸偏差影響:若圓角半徑<0.4mm,會導致電極電場強度過高,即使低電壓也可能產(chǎn)生電弧,使測試結(jié)果偏嚴(誤判材料不合格);若直徑>2.1mm,電流分散,可能無法在規(guī)定滴數(shù)內(nèi)產(chǎn)生起痕,使結(jié)果偏松(誤判材料合格)。
電極對樣品的壓力需恒定且適中,標準要求為0.1N±0.02N(約等于 10g 砝碼的重力),其技術(shù)邏輯與控制方式如下:
為何需要 0.1N:壓力過小會導致電極與樣品表面接觸不良(存在微小間隙),電流無法穩(wěn)定通過,起痕過程斷斷續(xù)續(xù);壓力過大則會壓傷樣品表面(尤其軟質(zhì)絕緣材料如 PVC),破壞材料結(jié)構(gòu),導致非真實起痕。
壓力控制方式:
彈簧調(diào)節(jié)式:通過旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)旋鈕壓縮彈簧,彈簧彈力傳遞至電極,搭配力傳感器實時監(jiān)測壓力,精度 ±0.01N(主流方式,成本適中);
微型氣缸式:通過調(diào)節(jié)氣缸氣壓控制壓力,穩(wěn)定性更高(精度 ±0.005N),適用于設備(如認證實驗室用)。
壓力校準:需每 3 個月用標準測力計(精度 0.001N)校準,將測力計探頭置于電極與樣品臺之間,啟動壓力機構(gòu),讀取設備顯示壓力與測力計示值的偏差,若超 ±0.02N 需調(diào)整彈簧壓縮量或氣缸氣壓。
兩電極之間的距離(間距)是 “漏電路徑的長度",標準要求為4mm±0.1mm,其設計邏輯與調(diào)節(jié)方式如下:
為何選擇 4mm:該間距模擬了實際電工產(chǎn)品中 “兩個相鄰導電部件" 的典型距離(如插座中火線與零線的絕緣間距),間距過短(<3.9mm)會縮短漏電路徑,起痕更容易;間距過長(>4.1mm)會延長路徑,起痕更困難,均無法反映真實工況。
間距調(diào)節(jié)方式:
手動調(diào)節(jié):通過旋鈕帶動電極滑臺移動,搭配刻度盤(精度 0.01mm)讀數(shù),調(diào)節(jié)后用千分尺復核間距;
電動調(diào)節(jié):通過步進電機驅(qū)動滑臺,數(shù)顯屏直接顯示間距(精度 0.001mm),無需手動復核,效率更高(設備標配)。
間距校準:每 3 個月用數(shù)顯千分尺(精度 0.001mm)校準,將千分尺測量面分別貼緊兩電極,讀取千分尺示值與設備顯示間距的偏差,超 ±0.1mm 需調(diào)整滑臺位置。
電極系統(tǒng)的性能會隨使用時間衰減(如電極磨損、彈簧老化),需通過定期校準和日常維護確保其符合標準要求:
清潔電極表面:
用800 目細砂紙輕輕打磨電極(避免過度用力導致尺寸變化),去除氧化層和碳化殘留;
用蘸有無水乙醇的無塵布擦拭電極表面,直至無殘留(乙醇揮發(fā)快,不影響電極材質(zhì));
若使用不銹鋼電極,需每周用稀鹽酸(5% 濃度) 浸泡 10 秒,去除頑固氧化層,再用蒸餾水沖洗干凈并晾干。
檢查電極狀態(tài):
目視檢查電極是否彎折(若彎折需更換,不可強行矯正,避免尺寸偏差);
檢查電極與高壓線路的連接是否松動(松動會導致電壓降,影響試驗電壓準確性)。
電極系統(tǒng)的易損件需定期更換,避免影響測試結(jié)果:
電極系統(tǒng)在使用中可能出現(xiàn)多種問題,需針對性排查,以下是典型問題及解決方法:
漏電起痕試驗機的電極系統(tǒng)是 “模擬真實工況、保證測試準確性" 的核心,其設計需嚴格遵循 IEC/GB 標準,從材質(zhì)、尺寸、壓力、間距四個維度精準控制。日常使用中,需通過 “清潔 - 檢查 - 校準 - 更換" 的全流程維護,避免因電極性能衰減導致測試結(jié)果失真。對于認證實驗室、研發(fā)等場景,建議優(yōu)先選擇鉑銥合金電極 + 電動調(diào)節(jié)間距的設備,確保測試結(jié)果的合規(guī)性與重復性;對于量產(chǎn)抽檢場景,可選擇不銹鋼電極 + 手動調(diào)節(jié)設備,平衡成本與精度。