六、非金属材料耐热、耐燃、耐漏电起痕性能标准和关键试验方法讲解-1

1、主讲人：夏庆云 单位：广州威凯检测技术研究院 （原广州日用电器检测所） 联系方式N 时间：2012.04 非金属材料耐热、耐燃、耐漏电起痕性非金属材料耐热、耐燃、耐漏电起痕性 能标准和关键试验方法讲解能标准和关键试验方法讲解 主要内容主要内容 前言前言 耐热试验耐热试验 耐燃试验耐燃试验 耐漏电起痕性试验耐漏电起痕性试验 前言前言 电子电器产品对非金属材料基本要求电子电器产品对非金属材料基本要求 l耐热耐热 l耐燃耐燃 l耐漏电起痕耐漏电起痕 耐热试验耐热试验 试验目的试验目的 非金属材料在温度升高到一定程度后，非金属材料与绝缘结 构的特性会发生本质的变化。如会熔融

2、或逐渐变软，机械强度急速 下降。 变化将导致电气强度降低，绝缘电阻下降，爬电距离和电气 间隙也将产生变化，严重时可造成电器短路，引起电气火灾、触电 等事故。 试验标准试验标准 目前国际上用于试验非金属材料耐热性能的试验方法采用 球压试验，标准为IEC60695-10-2。我国国标基本等同采用IEC标 准。 通过直为5mm的钢球给保持某一温度的被试非金属材料 施加20N的力，检验被试件在这个力和温度的联合作用下，产生压 痕的大小，以此来判定非金属材料的耐热性能。 耐热试验耐热试验 试验示意图试验示意图 耐热试验耐热试验 试验方法试验方法 l 试验程序试验程序 选样选样制样制样试样预处理试样预处理

3、选择试验温度选择试验温度加热加压试样加热加压试样试样恢复试样恢复测量压痕直径。测量压痕直径。 选样选样 根据根据GB4706.1的要求，对一个产品有三方面的非金属材料件需要进行该项试验：的要求，对一个产品有三方面的非金属材料件需要进行该项试验： 非金属材料制成的外部零件，如外壳上可触及到的非金属材料件元件（如开关、非金属材料制成的外部零件，如外壳上可触及到的非金属材料件元件（如开关、 旋纽、操作杆）等。旋纽、操作杆）等。 支持带电部件（包括连接）的绝缘材料零件，如接线端子、保持带电件定位的支持带电部件（包括连接）的绝缘材料零件，如接线端子、保持带电件定位的 非金属材料件等。非金属材料件等。 附

4、加绝缘和加强绝缘作用的热塑性材料零件。附加绝缘和加强绝缘作用的热塑性材料零件。 制样制样 试验样品可直接从产品上拆下或割下，也可用产品的备件。试样的要求： 厚度：大于厚度：大于2.5 mm，如果达不到这一要求，允许用几块相同的材料件叠加。，如果达不到这一要求，允许用几块相同的材料件叠加。 面积：大于面积：大于10 mm210 mm2(或或10 mm圆片圆片)，允许磨制而成或用相同材料，允许磨制而成或用相同材料 大于大于10 mm210 mm2的部件代替。的部件代替。 耐热试验耐热试验 l 试验程序试验程序 样品预处理样品预处理 清洁试样：一般用棉球和水或酒精清洗试样清洁试样：一般用棉球和水或酒

5、精清洗试样 预处理：将试样放置在温度预处理：将试样放置在温度15C35和相对湿度和相对湿度45 75的环境中放置的环境中放置24h。 试验温度的选择试验温度的选择 一般的外壳非金属件取一般的外壳非金属件取75土土2或有关部位在正常运行下所或有关部位在正常运行下所 测量最高温升加测量最高温升加40士士2，两者取较高值。，两者取较高值。 保持带电部件在一定位置上的绝缘固定件取保持带电部件在一定位置上的绝缘固定件取125土土2，但，但 有些标准要求的温度更高，如有些标准要求的温度更高，如IEC 60238(爱迪生灯座爱迪生灯座)等，因等，因 此对一些产品应注意产品标准中的规定。此对一些产品应注意产品

6、标准中的规定。 用于附加绝缘和加强绝缘的热塑性材料件，应选取用于附加绝缘和加强绝缘的热塑性材料件，应选取125土土 2加上非正常运行时的最高温度。但如果温度低于加上非正常运行时的最高温度。但如果温度低于75土土 2（外部部件）或（外部部件）或125土土2（支持带电部件的部件），则（支持带电部件的部件），则 应取高者。应取高者。 耐热试验耐热试验 l 试验程序试验程序 加热加压加热加压 将试样水平状态放置在规定温度的烘箱中，并将球压装将试样水平状态放置在规定温度的烘箱中，并将球压装 置压向试样表面持续置压向试样表面持续1h(20N) 耐热试验耐热试验 l 试验程序试验程序 试样恢复试样恢复 取出

7、试样后迅速放人冷水中，使试样在取出试样后迅速放人冷水中，使试样在10s内冷却至接内冷却至接 近室温，要注意备用有充足的冷水。近室温，要注意备用有充足的冷水。 测量压痕直径测量压痕直径 将试样从冷水中取出用棉纱将试样擦干，然后用量具测将试样从冷水中取出用棉纱将试样擦干，然后用量具测 量压痕直径（量压痕直径（3 min内完成）。测量时对一个压痕要在内完成）。测量时对一个压痕要在 几个方向上测量，以确定最大压痕直径几个方向上测量，以确定最大压痕直径Dmax，直径精，直径精 确到小数后一位。确到小数后一位。 测量方位 耐热试验耐热试验 结果判定结果判定 l Dmax大于大于2 mm判不合格，判不合格，

8、 Dmax不大于2 mm,判为合格。 注意事项注意事项 l 样品要在烘箱温度恒定后再放入进行试验。样品要在烘箱温度恒定后再放入进行试验。 l 注意材料的分散性，对由于材料表面的汽泡或其它杂质而造成注意材料的分散性，对由于材料表面的汽泡或其它杂质而造成 的无效压痕需重新测量。的无效压痕需重新测量。 l 样品数量：一般取样品数量：一般取5块样品，特别在临界状态下，应注意多取块样品，特别在临界状态下，应注意多取 几个测点。几个测点。 灼热丝试验灼热丝试验 试验目的试验目的 l 电器中使用的非金属材料件由于过热而引起着火危险。电器中使用的非金属材料件由于过热而引起着火危险。 l 阻止点燃阻止点燃 l

9、阻止火焰蔓延阻止火焰蔓延 试验设备试验设备 l 灼热丝燃烧仪，灼热丝是用直径为灼热丝燃烧仪，灼热丝是用直径为4的镍的镍/铬丝制成的环铬丝制成的环 l 注意新版标准对仪器要求的变化（有效空间和背景光照度）注意新版标准对仪器要求的变化（有效空间和背景光照度） 试验方法试验方法 l 试验程序：选样试验程序：选样试样预处理试样预处理选择试验温度选择试验温度施加试验温度施加试验温度观察观察 和测量。和测量。 l 选样选样 试样的结构形状应尽可能和实际的电器产品的结构形状一致。试样的结构形状应尽可能和实际的电器产品的结构形状一致。 可以用相同材料的模压试样来代替，其厚度应尽可能和实际电器可以用相同材料的模

10、压试样来代替，其厚度应尽可能和实际电器 产品（零部件）一致。产品（零部件）一致。 灼热丝试验灼热丝试验 试验方法试验方法 l 选样：下列电器中的部件不用进行该项试验：选样：下列电器中的部件不用进行该项试验： 装饰物、旋钮和器具内部产生的火焰不可能蔓延到电器上装饰物、旋钮和器具内部产生的火焰不可能蔓延到电器上 的零部件的零部件 手持式电器手持式电器 用手或脚来保持开关接通的器具用手或脚来保持开关接通的器具 用手连续加载的器具不进行该项试验。用手连续加载的器具不进行该项试验。 灼热丝试验灼热丝试验 试验方法试验方法 l 试验样品及温度试验样品及温度 无人照管器具 有人照管器具 其它外部部 件 载流

11、的连接件 （及3mm内 的) 灼热丝试 验温度 载流的连接 件（及3mm 内的) 灼热丝试 验温度 灼热丝试验 温度 0.2A750 0.5A750 550 0.2A650 0.5A650 灼热丝试验灼热丝试验 试验方法试验方法 l试验方法试验方法 被试样品的被试点所在平面应和灼热丝试验设备的灼热丝垂 直。如果在试验中需要施加铺底层，典型的铺底层是由10mm厚的 白松木板外包一层绢纸放置在灼热丝下200mm5mm的位置，温 度达到则开始计时，接触持续时间为30s士1s；另外要保证使灼热 丝和试样接触30s士1s期间内灼热丝的顶端在试样内能平滑移动， 且限制在7 mm之内。 灼热丝试验灼热丝试验

12、 试验方法试验方法 l 观察和测量：主要观察和测量如下情况观察和测量：主要观察和测量如下情况 灼热丝和试样接触后铺底层的起燃时间灼热丝和试样接触后铺底层的起燃时间t1。 灼热丝和试样接触后试样的起燃时间灼热丝和试样接触后试样的起燃时间t2以及灼热丝和试样以及灼热丝和试样 脱离后试样后燃时间脱离后试样后燃时间t3。 记录火焰的高度。记录火焰的高度。 试验结果的评定试验结果的评定 下述情况为合格： l 试样未起火或不灼烧。试样未起火或不灼烧。 l 铺底层未起燃或铺底层松木块未灼烧。铺底层未起燃或铺底层松木块未灼烧。 l 后燃时间后燃时间t330s。 灼热丝试验灼热丝试验 注意事项注意事项 l注意环

13、境的风速注意环境的风速 l注意试样夹具在试验中能自由移动，试验后及时清注意试样夹具在试验中能自由移动，试验后及时清 理燃烧污垢，防止阻力理燃烧污垢，防止阻力 l灼热丝每次试验后要把表面的残留物清理干净灼热丝每次试验后要把表面的残留物清理干净 l注意铺底层绢纸的规格注意铺底层绢纸的规格 针焰试验针焰试验 试验目的试验目的 l 针焰试验是产生局部起燃后，是否导致火焰扩大或蔓延而发生针焰试验是产生局部起燃后，是否导致火焰扩大或蔓延而发生 电器燃烧、是否波及周围的零部件，并引起周围部件起火，是电器燃烧、是否波及周围的零部件，并引起周围部件起火，是 评定家用电器产品是否耐燃的系列方法之一。评定家用电器产

14、品是否耐燃的系列方法之一。 试验设备试验设备 针焰试验针焰试验 试验设备试验设备 针焰试验针焰试验 试验方法试验方法 l 选择试样选择试样 整件电器产品或组件或零部件。整件电器产品或组件或零部件。 从电器上割下或拆下部分部件。从电器上割下或拆下部分部件。 在灼热丝试验期间，试样火焰高度内并可能受到火焰侵害的部件。在灼热丝试验期间，试样火焰高度内并可能受到火焰侵害的部件。 选择三个试样进行此项试验。选择三个试样进行此项试验。 如规定可在单独模制件上进行试验，试样制备应符合相应标准要如规定可在单独模制件上进行试验，试样制备应符合相应标准要 求求 l 施加试验火焰施加试验火焰 火焰施加点应选择在试样

15、易受火焰影响的表面（此火焰是指起燃火焰施加点应选择在试样易受火焰影响的表面（此火焰是指起燃 源所引起的）。源所引起的）。 固定夹持试样时，应不对试验火焰或火焰蔓延效应产生影响。固定夹持试样时，应不对试验火焰或火焰蔓延效应产生影响。 在试样下方在试样下方200mm十十5mm处放置铺底层。一般情况试验火焰施处放置铺底层。一般情况试验火焰施 加时间是加时间是30s土土1s； 针焰试验针焰试验 试验方法试验方法 l 观测和测量观测和测量 施加试验火焰期间，观察试样或铺底层是否起燃，如起燃施加试验火焰期间，观察试样或铺底层是否起燃，如起燃 应记录起燃时间。应记录起燃时间。 观察铺底层的燃烧状况。观察铺底

16、层的燃烧状况。 产品标准要求的其它观察记录项目。产品标准要求的其它观察记录项目。 试验结果评价试验结果评价 如果试样符合下列条件之一，试验合格如果试样符合下列条件之一，试验合格 试样没有起燃或灼烧现象，铺底层没有起燃或灼烧。试样没有起燃或灼烧现象，铺底层没有起燃或灼烧。 试验火焰脱离试样后，试样后燃时间小于试验火焰脱离试样后，试样后燃时间小于30 s。铺底层在。铺底层在 30 s内不再燃烧或灼烧。内不再燃烧或灼烧。 三个试样至少二个试样通过试验。三个试样至少二个试样通过试验。 有些产品标准规定的合格判定条件。有些产品标准规定的合格判定条件。 耐漏电起痕试验耐漏电起痕试验 试验目的试验目的 l

17、耐漏电起痕试验模拟非常严重的环境的污染作用条件。目的是耐漏电起痕试验模拟非常严重的环境的污染作用条件。目的是 检验绝缘材料在规定的条件下是否能形成漏电痕迹，从而能在检验绝缘材料在规定的条件下是否能形成漏电痕迹，从而能在 短期内区别固体绝缘材料漏电起痕的能力，保证电器产品在特短期内区别固体绝缘材料漏电起痕的能力，保证电器产品在特 定环境条件的使用安全定环境条件的使用安全 试验设备试验设备 耐漏电起痕试验耐漏电起痕试验 试验方法试验方法 l 选择试样选择试样 如果试样是从电器产品上直接选择，应考虑电器如果试样是从电器产品上直接选择，应考虑电器 产品的工作条件和电器产品本身绝缘材料所承受产品的工作条

18、件和电器产品本身绝缘材料所承受 的电气强度（电应力）的电气强度（电应力） 正常工作条件正常工作条件(一般不需试验）：绝缘体上没有导电沉积物，一般不需试验）：绝缘体上没有导电沉积物， 但有长期电场力的作用，或有轻微导电沉积物而受短期电应力但有长期电场力的作用，或有轻微导电沉积物而受短期电应力 作用，如封闭式电机的绝缘和一些封闭式开关等。作用，如封闭式电机的绝缘和一些封闭式开关等。 严酷工作条件（严酷工作条件（175V）：有轻微的导电沉积物和长时间的电）：有轻微的导电沉积物和长时间的电 应力，或有严重的导电沉积物和短时间的电应力，例如风扇加应力，或有严重的导电沉积物和短时间的电应力，例如风扇加 热

19、器属于此类。热器属于此类。 极严酷工作条件（极严酷工作条件（250V）：有极严重的导电沉积物和长时间）：有极严重的导电沉积物和长时间 的电应力，或有极严重的导电沉积物和短时间的电应力，例如的电应力，或有极严重的导电沉积物和短时间的电应力，例如 电冰箱上的一些绝缘件和洗碗机上的绝缘件属于此类。电冰箱上的一些绝缘件和洗碗机上的绝缘件属于此类。 长期电应力（电场力）：即电器产品中的绝缘长期受到电场力长期电应力（电场力）：即电器产品中的绝缘长期受到电场力 的作用。的作用。 耐漏电起痕试验耐漏电起痕试验 试验方法试验方法 l 选择试样选择试样 选择试样时要考虑的主要因素包括两个方面，即电器的工作条件选择

20、试样时要考虑的主要因素包括两个方面，即电器的工作条件 和电器绝缘受到电场力的时间长短。和电器绝缘受到电场力的时间长短。 对相同工作条件的电器中的绝缘材料，所处的位置不同，也将对相同工作条件的电器中的绝缘材料，所处的位置不同，也将 有不同的结果，换句话说，同一电器中有些绝缘件是需要进行该有不同的结果，换句话说，同一电器中有些绝缘件是需要进行该 项试验，而有些绝缘材料是不需要进行该项试验。因此在选择试项试验，而有些绝缘材料是不需要进行该项试验。因此在选择试 样时，应对上述情况十分注意。样时，应对上述情况十分注意。 试样的形状和尺寸：试样的尺寸应大于试样的形状和尺寸：试样的尺寸应大于15mm15mm

21、,厚度应不厚度应不 少于少于3mm,允许多块试样叠加一起，表面应平整无伤痕。在选择试允许多块试样叠加一起，表面应平整无伤痕。在选择试 样时应考核材料的方向性，如果试样表面不平整，也允许对试样样时应考核材料的方向性，如果试样表面不平整，也允许对试样 表面研磨（但应在报告中说明）表面研磨（但应在报告中说明） 耐漏电起痕试验耐漏电起痕试验 试验方法试验方法 l 实施试验实施试验 测定测定PTI值值 将处理过的样品水平地放置在绝缘支撑板上，电极按规定的压将处理过的样品水平地放置在绝缘支撑板上，电极按规定的压 力与试样表面良好接触。力与试样表面良好接触。 用量规检查两电极之间的距离应为用量规检查两电极之

22、间的距离应为4.Omm士士0.1mm。接通。接通 电源并施加规定的电压值电源并施加规定的电压值(175V、250V），同时启动滴液装置，），同时启动滴液装置， 使液滴使液滴(0.1%的的NH4CL氯化铵）以氯化铵）以30s士士5s的间隔滴到试样上，的间隔滴到试样上， 直到滴完直到滴完50滴或试样发生破坏为止（不超过滴或试样发生破坏为止（不超过50滴）。滴）。 试验应在试验应在5个试验点上进行。如果在同一试样上进行多次试验，个试验点上进行。如果在同一试样上进行多次试验， 则应注意试验点之间要有足够的间隔，以保证试点上的飞溅物则应注意试验点之间要有足够的间隔，以保证试点上的飞溅物 不污染其它的被试

23、表面。不污染其它的被试表面。 测定测定CTI值值 CTI值的测定和值的测定和PTI的测定过程变化不大，但在试验设备操作时，的测定过程变化不大，但在试验设备操作时， 对每一个试验电压值，要注意调整设备的电极短路电流。在未对每一个试验电压值，要注意调整设备的电极短路电流。在未 知试验材料的知试验材料的CTI值时，一般从值时，一般从300V电压开始，然后增减电压电压开始，然后增减电压 值（以值（以25 V或或25 V倍数）进行试验。倍数）进行试验。 耐漏电起痕试验耐漏电起痕试验 试验结果的判断试验结果的判断 l 试验过程中如果电极之间的电流大于试验过程中如果电极之间的电流大于0.5A，过流继电器延时

24、，过流继电器延时2s动作，动作， 或过流继电器虽未动作，但试样燃烧都认为已发生破坏。或过流继电器虽未动作，但试样燃烧都认为已发生破坏。 注意事项注意事项 l 由于标准要求试样表面应清洁，而样品经过制造、运输、传递等环节由于标准要求试样表面应清洁，而样品经过制造、运输、传递等环节 到最终试验难免会有脱模剂、油、灰尘等污物。因此必须对样品表面到最终试验难免会有脱模剂、油、灰尘等污物。因此必须对样品表面 进行清洁。进行清洁。 解决方法：采用脱脂药棉沾无水酒精擦试，再用干脱脂药棉擦干的方解决方法：采用脱脂药棉沾无水酒精擦试，再用干脱脂药棉擦干的方 法用蒸馏水将改变样品表面的湿度，用干棉球擦拭较难清除油

25、脂，用法用蒸馏水将改变样品表面的湿度，用干棉球擦拭较难清除油脂，用 橡皮擦擦拭则会改变样品的真实状况。橡皮擦擦拭则会改变样品的真实状况。 l 试验表面如果不平整或有伤痕，将对试验结果造成影响，使试验结果试验表面如果不平整或有伤痕，将对试验结果造成影响，使试验结果 出现偏差。试样尺寸不满足出现偏差。试样尺寸不满足15mm16mm3mm，试验时电解液则，试验时电解液则 可能从试样边缘流出，导致电场和电解液的联合作用时间缩短可能从试样边缘流出，导致电场和电解液的联合作用时间缩短E 厚度厚度 小于小于6HH，则材料的热容量变小，使散热更快，导致试验结果受影响。，则材料的热容量变小，使散热更快，导致试验结果受影响。 解决方法：尽量取样品的平整部分，必要时进行研磨，并在报告中说解决方法：尽量取样品的平整部分，必要时进行研磨，并在报告中说 明。若样品的厚度小于明。若样品的厚度小于3mm，则将两块或多块样品叠加，注意使各块，则将两块或多块样品叠加，注意使各块 的上下面尽可能平整，以使各片结合紧密。的上下面尽可能平整，以使各片结合紧密。 耐漏电起痕试验耐漏电起痕试验 注意事项注意事项 l 电解液的电阻率和纯度是漏电起痕试验的两个重要因素