漏电起痕试验是电气绝缘材料评价中的重要项目，主要模拟绝缘材料表面受到电压和导电污染物共同作用时形成泄漏电流、电弧放电、碳化导电通道并逐渐失去绝缘能力的过程。塑料、树脂、绝缘板、连接器材料、电器外壳、电工电子零部件等产品在进行材料选型和电气安全设计时，经常需要关注相比电痕化指数CTI和耐电痕化指数PTI。
一：漏电起痕试验的定义与目的
电气设备长期处于潮湿、粉尘、盐分或其他污染环境中时，绝缘材料表面可能形成具有一定导电能力的污染层。在工作电压作用下，表面泄漏电流会造成局部发热、干带放电和材料碳化，严重时形成连续导电路径，这种现象通常称为电痕化。
漏电起痕试验用于量化固体绝缘材料抵抗这种表面电痕化破坏的能力，主要目的包括：
- 比较不同绝缘材料的耐电痕化性能；
- 评价塑料和绝缘材料在污染环境中的电气安全性能；
- 为电气间隙和爬电距离设计提供材料参数；
- 验证材料更换、配方调整后电气性能是否发生变化；
- 为连接器、家电、电源、电控部件及电子产品的绝缘设计提供依据。
CTI主要用于比较不同材料的耐电痕化能力，结果以电压值表示；PTI主要验证材料在规定试验电压下是否具备相应的耐电痕化能力。两者测试目的相近，但结果表达和应用方式存在区别。
二：试验原理与方法
试验时，将规定形状和材料的电极放置在绝缘试样表面，在电极之间施加交流电压，并按照规定时间间隔向电极区域滴加规定的电解液。
电解液使试样表面形成导电路径，产生泄漏电流。随着滴液次数增加，试样表面可能出现放电、烧蚀和碳化。当导电通路达到标准规定的失效条件时，即认为该试验电压下发生电痕化失效。
CTI测试
相比电痕化指数测试通过不同试验电压逐级评价材料，在规定试验条件和滴液次数下确定材料能够承受的最高试验电压区间。CTI值越高，通常表示材料抵抗表面电痕化的能力越强。
PTI测试
耐电痕化指数试验是在指定试验电压条件下进行验证，用于判断材料能否达到规定的耐电痕化等级。该方法常用于产品规范或材料技术要求的符合性验证。
影响试验结果的因素包括：
- 试样表面清洁程度和平整度；
- 电极尺寸、状态及接触位置；
- 试验电压稳定性；
- 电解液组成及电导率；
- 液滴大小和滴落时间间隔；
- 材料吸湿状态、填料类型以及阻燃体系。
三：相关国家标准
国内进行固体绝缘材料漏电起痕评价时，核心标准为：
- 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》。
该标准适用于评价固体绝缘材料表面在电应力和电解污染物共同作用下的耐电痕化性能，可用于PTI和CTI的测定。
在国际标准体系中，相应试验通常与IEC 60112体系对应。具体产品在进行安全认证或设计验证时，还可能结合产品安全标准中的爬电距离、污染等级和材料组别要求使用测试结果。
不同版本标准在测试程序和技术细节上可能存在调整，开展检测时应确认产品规范要求的标准版本，避免直接沿用已经废止的旧版方法。
四：试验流程与样品要求
样品要求
试样应具有能够放置标准电极并进行连续滴液试验的平整区域。表面不宜存在明显油污、加工残留物或会影响电极接触的缺陷。
如果实际零部件面积或结构不能满足试验要求，可根据标准和技术协议确认是否使用标准试片、原材料试板或其他具有代表性的样品形式。
试验流程
- 确认材料名称、型号、颜色、阻燃等级和试验要求。
- 依据标准进行样品状态调节和表面检查。
- 安装试样并调整电极位置。
- 配置并确认规定电解液状态。
- 设置试验电压和滴液程序。
- 启动试验并监控泄漏电流、火焰、碳化及失效情况。
- 根据CTI或PTI测试要求调整后续试验电压。
- 完成多件试样测试并记录结果。
- 按照规定方法计算或判定最终指标。
漏电起痕试验通常使用漏电起痕试验装置完成，系统需要具备试验电压控制、滴液控制、电极组件、过电流检测以及安全防护等功能。
五：第三方试验服务
第三方漏电起痕试验可应用于工程塑料、热固性材料、电工绝缘材料、复合绝缘材料以及电气电子零部件所使用的绝缘材料。
常见检测需求包括：
- 相比电痕化指数CTI测定；
- 耐电痕化指数PTI验证；
- 不同材料牌号耐电痕化性能对比；
- 不同颜色或配方材料性能比较；
- 阻燃改性材料电气绝缘性能验证；
- 材料替代后的性能一致性评价；
- 失效样品表面碳化及异常现象分析。
对于材料研发项目，可以通过对原料配方、填料体系、阻燃剂以及颜色体系进行分组测试，比较不同方案的CTI变化，为绝缘材料设计提供量化数据。
六：结果分级与风险控制
CTI结果通常以试验电压数值表示。材料CTI越高，表明其在规定试验条件下对表面漏电起痕的抵抗能力通常越强，但CTI并不能独立代表产品完整的绝缘安全性能。
在电气绝缘配合设计中，还可根据相关产品安全标准将CTI结果进一步用于绝缘材料组别划分。例如工程设计中常见的材料组别划分会结合CTI范围确定，但实际产品必须按照所采用的安全标准执行，不宜只根据材料检测值自行判定整机安全等级。
| 风险现象 | 可能原因 | 改进方向 |
|---|---|---|
| 较低电压即出现碳化 | 基材耐电痕化性能不足 | 调整绝缘材料或配方体系 |
| 局部持续放电 | 表面导电污染路径形成 | 改善结构防污染设计 |
| 同批样品差异较大 | 材料分散性或表面状态不一致 | 排查成型、配方和样品处理过程 |
| 更换颜色后CTI下降 | 颜料或添加剂可能影响材料性能 | 分别验证不同配色材料 |
电气产品设计不能只依赖提高CTI，还需要综合考虑工作电压、污染等级、绝缘结构、爬电距离、电气间隙、温湿度以及材料老化等因素。
七：总结
漏电起痕试验能够直接反映固体绝缘材料在电场和污染液共同作用下抵抗表面电痕化的能力。CTI适合材料间性能比较，PTI适合规定电压条件下的符合性验证。通过GB/T 4207-2022规定的方法，可以为绝缘材料选型、电气安全设计、配方优化和产品质量控制提供可靠的数据依据。
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