JPS58630B2 - 耐トラッキング性試験装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 活電状態にある絶縁材料が高温、湿潤、塵埃等にさらさ
れた場合に生成する絶縁材料の表面炭化による絶縁破壊
、すなわちトラッキング破壊は、電気機器の安全寿命の
上で最も重要な要素であり、これを短期間で評価する試
験法の確立が国際的にも最重要課題の一つとなっている
。

１ＥＣ−１１２の制トラッキング性推奨試験法は、暫定
的に、このトラッキング現象を評価する目安として国際
電気技術委員会（ＩＥＣ）で決められたもので、規格決
定の段階から再現性に問題点を残していることがよく知
られており、数年毎に各国の改訂案が提案され、徐々に
改良されつつある。

１ＥＣ−１１２の推奨耐トラツキング性試験方法は、第
１図に示す如く、先ず試料１に対電極２を接触させ、電
源スィッチ３をオンにして切替スイッチ４をＢ位置にし
、電圧調整器５と電流調整器６とにより試験電圧と１Ａ
の短絡電流を設定する。

次に切替スイッチ４をＡ位置にして遮断電流調整器７Ａ
により０．５Ａの電流が２秒間流れたとき、遮断器３Ｂ
が遮断するように調整する。

この様な条件設定のもとで、スイッチ３Ａ、３Ｂがオン
、スイッチ４がＡ位置にあることを確認し、滴下スイッ
チ８をオンにして試験液滴下器９を動作させ、試験液粒
１０を３０秒に一回の頻度で試料１に滴下する。

試験液の滴下は試料１の表面を流れる電流が、７Ａによ
りスイッチ３Ｂを動作させるまで継続し、滴下時間計１
２により３Ｂが遮断するまでの時間が求められる。

この場合の電流変化をたとえば電流調整器７Ａの両端の
電圧降下で引出し、これを直流変換器１３により検出し
、記録計１４により測定する方法もある。

このようにして絶縁材料の耐トラツキング性は試験液の
滴下回数や試験液の滴下に伴う試料表面の電流変化がデ
ータとして求められているが、データのバラツキ原因を
除くため、試料と対電極との接触条件や試験液の滴下条
件を再現性の良い高精度な方法で管理しても、試料その
もののバラツキ、試料表面の環境劣化の再現性、および
試料表面のトラック（炭化導電路）の形成過程のバラツ
キなどを区分することができない。

過去、数千回以上の耐トラツキング性試験の結果から、
考えられるトラッキング現象と各現象に対応する試験デ
ータの傾向を検討すると、耐トラツキング性試験の初期
段階に伴う試験液の蒸発現象１、試験液の蒸発による電
路の遮断に伴う放電現象■、および■の放電現象に伴う
高温による試料表面の炭化現象■は、電極や試験液の滴
下条件を高精度に管理することにより試験データの再現
性を向上できるが、試験液の滴下が約１０滴以上になる
と、■〜■の終了後数秒経過してから不規則におこる炭
化導電路の発熱現象■、これらの温度上昇によるガス発
生現象■、発生ガスと試験液の蒸発成分を介した気中放
電現象■、これらの■■に伴う局部的な温度上昇による
試料表面の機械的な割れ、破断現象■、さらに■、Ｖ、
ＶＩ、■の現象が原因となった発火現象■などの諸現象
が発生したり、しなかったりするため、特に、試験液が
５０滴前後となる試験において、バラツキが著しくなる
傾向にある。

これらのトラッキング過程と試験データとの対応が、正
確であると仮定すると、一つの試験データに含まれてい
る再現性の高いトラッキング現象１．ＩＩ、ＩＩＩと、
再現性の悪いトラッキング現象■、Ｖ、ＶＩ、■、■と
を分離測定することができれば、一回の試験データで、
試験データの信頼性を評価することができる。

本発明は、絶縁材料がトラック破壊を生ずる過程に伴う
諸現象の区別と、材料としてのバラツキの有無を把握し
、求められる試験データが信頼できるが否かの評価を同
時に行うことを目的とする。

以下に、本発明の実施例を詳細に説明する。

従来から使われている第１図ａのような耐トラツキング
試験器の端子１５Ａと１５Ｂ間に、例えば第１図６に示
されるように対電極２Ａと並列に接続された複数個の対
電極２Ｂ、２Ｃ，２Ｄ、２Ｅ。

２Ｆと、その各対電極におのおの直列に接続され、定格
を段階的に変えた電流遮断器７Ｂ、７Ｃ，７Ｄ７Ｅおよ
び７Ｆを接続した対電極群を結線する。

この対電極群は、例えば、第２図、第３図に示すように
、試験液滴下器９の直下に設けられた円筒形状の絶縁函
１７の円周表面に配置され、回転機１８により９の直下
に次々と移動させるよう構成する。

この回転機１８は、滴下頻度調整器１１と同期させ、３
０秒間に一回転するよう調整する。

絶縁函は、例えば第４図のように構成する。

先ず、対電極２は板バネ１９の作用により試料１の表面
に一定の圧力で当てられ、電極支持部２０に接続される
。

電極支持部２０は、例えばバネ式のヒユーズホルダーの
様な構造で、片側電極に対して電流ヒユーズ２１、他方
の電極には表示用のネオンランプ２２を介して、おのお
の電源供給レール２３に接続され、さらにバネ式の刷子
２４を介して端子１５Ａと１５Ｂとに接続される。

なお、この電流ヒユーズ２１は、設定電流が２秒間以上
継続して流れた場合に、遮断する性能を持ったものを選
定する。

本発明に関する耐トラツキング性試験器による試験は、
以下のように行われる。

先ず対電極群の各電極に、同一試料を同一条件で接触さ
せ、各電極支持体に例えば、０．１５Ａ、０．２Ａ、０
．２５Ａ。

０．３５Ａ、０．４Ａの遮断電流定格を持つ電流ヒユー
ズを入れた状態で端子１５Ａ、１５Ｂ間に接続する。

次に前述したように、従来の試験方法に従って電圧、短
絡電流、遮断電流を設定し、滴下頻度調整器１１の滴下
頻度を、３０秒／並列試験試料数、たとえば６個の試料
の場合は、５秒間に調整し、試験液の滴下を開始する。

第５図は、本発明者らが過去に行った１ＥＣ−１１２推
奨法による試験データより、平均的な試験液の滴下に伴
う電流変化の様子を示したもので、試験液の蒸発現象は
、必ず５秒以内に終了する。

このため試験で対電極数が６個以下であれば、各対電極
間に５秒間以上の時間間隔で試験液が滴下されることに
なり、試験液を蒸発させるために必要な電流は分流され
ず、どの試料にも一定の試験電力が供給される。

次に試験液の蒸発に伴う電路の遮断時に電界の集中によ
り生する放電現象■と、この放電に伴う高温による試料
表面の炭化現象■は、試験液の蒸発現象の直後、瞬間的
に発生するため時間的ズレによる分流は無視され、蒸発
現象と同様、−回目の滴下段階では短絡電流が分流され
る可能性はなく、各試料の■→■→■の過程に供給され
る電力条件は一定となる。

第２回目以降の試験液の滴下時における各試料への電力
供給条件を検討すると、現象Ｉ→■→■は滴下数の増加
に従って電極温度が飽和すると、試験液の抵抗値と電極
温度とにより３〜４秒間一定となり、試料表面の抵抗値
が試験液の抵抗値（平均３００Ω）より極めて高い間は
、並列試験の時間的なズレにより、各試料に供給される
電力は一定値となる。

この結果数個の試料のどれかに現象■〜■が発生してい
る間は、他の試料には電力が供給されなくなり、現象■
〜■は、どの試料も■〜■が終了後の１〜２秒間の機会
に制限され、現象Ｉ〜■と現象■〜■は時間的に分離試
験される。

試験液の滴下が進み、主として現象■〜■の効果で試料
表面に炭化導電路が形成されると、この炭化導電路の抵
抗値に従って電流が流れはじめ、例えば、０．１５人定
格の電流遮断器を直列に接続した試料の試験が終了する
と、第６図に示すように、２Ｆの次、回転方向に隣接す
る２Ｅの耐トラツキング性時間が５秒間延長し、この試
料の■〜■現象の発生する機会が多くなる。

このようにして次々と遮断電流の小さい定格の電流遮断
器から順番に試験が終了するように回路を構成すると、
最後のｎ個目の試験は、ｎ−１個目が破壊するまでは、
主として現象■〜■によるトラッキング（トラックの形
成過程）が継続されたことになり、ｎ−１個目の試料が
破壊するまでの試験すなわち、遮断電流定格の最も高い
回路の試験は現象■〜■が主効果とする試験、その他は
現象■〜■に加え■〜■が伴った試験として諸現象効果
が分離されたデータを得ることができる。

仮りに、遮断電流定格段階通りの破壊が生じない場合は
、材料としてのバラツキが、突然、不規則な現象■〜■
が発生したためと考えられ、ｎ個全ての試験が終了する
までの試験過程をよく観察することにより、破壊原因を
知ることができる。

本発明により、特に１ＥＣ−１１２推奨法でＣＴＩ（Ｃ
ｏｍｐａｒａｔｉｖｅ Ｔｒａｃｋｉｎｇ １ｎｄｅｘ
： ５０滴で破壊する電圧）を求める場合によく生じる
数滴から１００滴以上に及ぶ試験データのバラツキが伴
う試料について試験を行うと、同じ３０秒毎に５０滴の
試験液を滴下する試験時間の間に、データのバラツキ原
因が判ると共に、トラック破壊の主原因が現象Ｉ〜■に
よる試料のＣＴＩについては、一回の試験で試験データ
の信頼性やトラック破壊過程が判別できるため、２〜３
回の繰収し試、験で高精度のデータを得ることができ、
結果的に、耐トラツキング性試験の所要時間を大巾に短
縮することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明および一般的な耐トラツキング性試験装
置の一回路構成を示すもので、回路ａに回路群すを接続
するものであり、第２図、第３図は本発明の実施例にお
ける回路群すの構造を示す図、第４図は個々の電極支持
部の構造を示す図、第５図は耐トラツキング性試験過程
に伴う現象を示す図、第６図は本発明による６個の並列
試験において、各試料のトラック電流の経時変化と現象
を対応させた結果の一例を示す図である。 １・・・・・・試料、２Ａ〜２Ｆ・・・・・・対電極、
７Ｂ〜７Ｆ・・・・・・電流遮断器、９・・・・・・試
験液滴下器、１７・・・・・・電極支持部をなす絶縁面
。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 複数個の対電極を等間隔をおいて円周方向に配置し
   た板状または円筒形状の電極支持部と、この電極支持部
   を３０秒に１回転の回転速度で一定方向に駆動させる回
   転機と、この複数個の対電極間に一定の電力条件を並列
   に連続して供給する刷子と、この複数個の対電極間に流
   れるトラック電流を段階的に検出するための遮断電流定
   格が段階的に異なり一定の順序で各対電極におのおの直
   列に接続した電流遮断器より成り、−試料の耐トラツキ
   ング性試験を数個の同一試料の並列試験によって試料の
   トラック破壊に伴う諸現象を分離測定することを特徴と
   したトラッキング性試験装置。