IEC 601122025 固体绝缘材料耐腐蚀性和比较跟踪指数的测定方法标准立项发展报告

固体绝缘材料耐腐蚀性和比较跟踪指数的测定方法StandardizationDevelopmentReport:MethodfortheDeterminationoftheProofandtheComparativeTrackingIndicesofSolidInsulatingMaterials摘要随着电气设备向高电压、高功率密度和小型化方向持续演进，固体绝缘材料在潮湿、污染及电场耦合作用下的表面耐跟踪性能已成为影响设备长期运行安全的关键因素。跟踪现象是指固体绝缘材料表面在电场和电解污染共同作用下形成导电通路的过程，其直接关联电气设备的绝缘配合设计和失效风险防控。为统一全球范围内固体绝缘材料耐漏电起痕性能的试验方法和评价准则，国际电工委员会（IEC）于2025年6月23日正式发布IEC60112:2025《固体绝缘材料耐腐蚀性和比较跟踪指数的测定方法》。该标准在IEC60112:2003第五版基础上进行了系统修订，在试验原理、电极结构、滴液系统、试验程序、结果判定及数据表达等方面均实现了显著技术升级。本报告系统梳理了IEC60112标准的立项背景、历史沿革、关键技术变更、试验方法原理及行业影响，并对标准修订的主要贡献单位进行了介绍，以期为绝缘材料研发、电气设备设计、质量检验检测及标准化管理等专业人员提供全面而深入的技术参考。关键词：固体绝缘材料；比较跟踪指数；耐漏电起痕；IEC60112；绝缘配合；标准化Keywords:Solidinsulatingmaterials;Comparativetrackingindex(CTI);Resistancetotracking;IEC60112;Insulationcoordination;Standardization一、引言1.1研究背景与意义固体绝缘材料广泛应用于电气设备中的绕组绝缘、结构支撑、电气隔离及防护覆盖等领域。在实际运行环境中，绝缘材料表面不可避免地会受到潮湿空气、工业粉尘、盐雾等污染物的作用，在电场效应下形成电解液薄膜。此时，材料表面可能发生缓慢的爬电过程，进而在局部产生碳化通道或导电痕迹——这种现象被称为"跟踪"（Tracking）。跟踪一旦发生，会显著降低绝缘材料的表面电阻和耐压强度，严重时可导致绝缘击穿、设备故障甚至火灾事故。随着新能源技术、高压直流输电、变频驱动系统和电力电子设备的快速发展，绝缘材料的工作场强和运行环境严酷程度不断提升，对材料耐跟踪性能的评估需求也更加迫切。比较跟踪指数（ComparativeTrackingIndex,CTI）作为表征固体绝缘材料耐漏电起痕性能的核心参数，已被广泛应用于电气安全标准（如IEC60664系列）、印制线路板标准（如IEC60249系列）以及安全认证规范（如UL746B）中，作为材料选型和设备设计的关键依据。1.2标准立项的背景IEC60112标准的制定可追溯至20世纪50年代末期。1959年，IEC第15技术委员会（现在的IEC/TC15——电气绝缘系统与材料评估技术委员会）首次发布了IEC60112第一版标准，用于统一固体绝缘材料耐跟踪性能的试验方法。此后，该标准经历了1979年第二版、1995年第三版及2003年第四版的多次修订，目前的最新版为2025年发布的第五版。2025年版标准的修订工作系基于国际绝缘材料测试技术的最新研究成果，结合各成员国在长期标准应用实践中积累的反馈意见和修订建议。相较第四版，第五版在试验细节的精确化描述、现代测试仪器技术的融合应用、以及对新型绝缘材料适用性等方面均进行了实质性更新。标准的正式发布，为全球固体绝缘材料耐跟踪性能的评估提供了更为科学、精准和可重复性更强的统一技术规范。二、标准编制历程2.1标准历史沿革IEC60112的历次版本演进如下表所示：|版本|发布年份|技术特征||------|----------|----------||第一版|1959年|首次确立液滴法试验固体绝缘材料耐跟踪性能的基本框架||第二版|1979年|引入了比较跟踪指数（CTI）和耐跟踪指数（PTI）的正式定义||第三版|1995年|细化试验条件控制要求，扩展了电极材料与溶液配制的技术细节||第四版|2003年|完善了试验结果的数据处理和不确定度评估方法||第五版|2025年|系统性修订，融合现代精密测量与自动化控制技术，优化试验程序|2.22025年版修订背景IEC/TC15/WG0工作组自2018年起启动IEC60112第五版的修订工作。修订过程中广泛征集了来自法国、德国、中国、日本、美国等成员国的技术提案和试验比对数据。修订的主要动因包括：（1）第四版标准中部分试验条件描述存在模糊之处，导致不同实验室间的比对试验结果离散度较大；（2）随着精密滴液控制技术、图像识别技术和自动化测试系统的发展，标准有必要纳入这些现代技术手段以提高试验效率和准确性；（3）新型绝缘材料（如纳米改性材料、生物基高分子材料、耐高温特种工程塑料等）的涌现对试验方法提出了新的要求；（4）电气设备小型化和高功率密度趋势使得绝缘系统的电场强度不断提高，需要更为精确的耐跟踪性能评估手段。三、标准主要内容与技术要点3.1适用范围IEC60112:2025规定了固体绝缘材料耐腐蚀性和比较跟踪指数的测定方法，适用于评估在潮湿条件下、受到电场作用时固体绝缘材料表面因电解污染形成导电通路（即跟踪）的耐受能力。该标准适用于各种形态的固体绝缘材料，包括但不限于热固性塑料、热塑性塑料、层压制品、橡胶、玻璃纤维增强复合材料及涂层材料等。3.2术语和定义该标准对以下核心术语进行了明确定义：（1）跟踪（Tracking）：在电场和电解液共同作用下，固体绝缘材料表面逐渐形成导电通路的过程或现象。（2）比较跟踪指数（CTI）：在标准试验条件下，材料表面能承受50滴电解液而不发生跟踪失效的最大电压数值（以V表示）。（3）耐跟踪指数（PTI）：在标准试验条件下，材料表面在承受规定的电压值（通常为100V、175V、250V、400V或600V等）及50滴电解液而不发生跟踪失效的能力。（4）耐腐蚀性（Proofresistance）：材料表面对电解液和电场的联合作用所引起的腐蚀劣化的抵抗能力。3.3试验原理试验的基本原理是将两个铂制电极以一定角度放置在试样表面，在两电极之间施加交流电压，同时在电极间的指定位置以规定速度滴加标准电解液（氯化铵溶液）。电解液在电场作用下形成导电通道，引起材料表面局部受热而产生碳化。通过不断改变电压等级，观察试样是否发生跟踪失效，从而确定材料的CTI或PTI值。试验的核心装置包括：（1）试验变压器——提供可调交流电压，电压波形为近似正弦波，频率为45~65Hz；（2）电极系统——铂金电极对，截面尺寸和几何角度严格遵守标准规定；（3）滴液系统——具备精密流量控制功能的滴液装置，滴液速率为每30秒一滴（即30滴/min±自动控制范围）；（4）试验箱体——具备排风功能、观察窗和试样固定装置。3.42025年版主要技术变更相较于2003年第四版，IEC60112:2025进行了以下关键技术调整：（1）电极系统的精确化：2025年版对电极的材料要求、几何尺寸公差和安装方式进行了更精确的规范。明确规定了铂金电极的纯度和表面加工质量要求，对电极刃口的曲率半径给出了更严格的公差范围，以确保不同实验室间试验结果的一致性。（2）滴液系统的自动化：新版标准增加了对自动滴液系统的技术要求和验证方法。推荐采用具备闭环反馈控制的精密滴液装置，可实时监测滴液体积和速率，消除人为操作带来的随机误差。同时对滴液滴径（典型值为20mm³/滴）的允差范围给出了更严格的限定。（3）试样制备标准的细化：对试样的表面处理方式、厚度要求、数量及预处理条件进行了更为明确的规范。特别增加了对非平面试样和柔性材料的操作指导，拓展了标准的适用范围。（4）失效判据的明确化：新版标准对"跟踪失效"的判据进行了更为严格的定义。当导电通路长度超过规定阈值（通常指电极间形成持续放电通路，或泄漏电流超过0.5A并持续至少2秒钟）时，即判定为失效。（5）结果表达方式的扩展：除传统的CTI值表达外，2025年版还引入了更为丰富的数据表达维度，包括CTI在特定电压等级的类别划分（CTIClass），以及将PTI的判定阈值细化为多级表达体系，便于材料类型之间的精细化对比。（6）不确定度评估框架：新增了试验测量不确定度的评定方法框架，要求实验室在报告中提供测量不确定度的估计值，以增强试验数据的可比性和可靠性。3.5试验溶液与标准条件标准规定采用氯化铵（NH₄Cl）作为标准电解溶质，以蒸馏水或去离子水为溶剂。标准溶液的浓度为0.1%（质量分数），在23℃±1℃条件下的电阻率应满足规定范围。对于特殊应用场景，可选用其他浓度的测试溶液以满足特定材料或使用环境的需求，但须在试验报告中明确说明。试验环境条件规定为温度23℃±2℃，相对湿度50%±5%。试样在试验前需在标准大气条件下进行不少于24小时的状态调节。3.6试验程序简述（1）按标准规定的尺寸制备试样，并完成表面清洁和状态调节；（2）安装试样至试验箱内，调整电极与试样表面的接触压力至规定值（通常为1.00N±0.05N）；（3）调节滴液系统，校准滴液速率和滴液体积；（4）设定初始电压（通常从较小的电压值开始，如100V或175V），启动试验；（5）在规定的滴液次数范围内观察是否发生跟踪失效；（6）若不发生失效，则提高电压等级（通常以25V的整数倍递增），重复试验；（7）确定CTI值——在50滴电解液条件下不发生失效的最大电压值。四、标准的主要修订单位4.1IEC/TC15技术委员会简介IEC60112标准由国际电工委员会第15技术委员会（IEC/TC15——电气绝缘系统与材料评估技术委员会）归口管理，其具体修订工作由IEC/TC15/WG0工作组负责执行。IEC/TC15成立于1952年，是IEC下设的负责电气绝缘系统和材料领域标准化工作的核心技术委员会。其主要负责制定与电气绝缘材料分类、性能评估、热老化试验、耐电性能测试及寿命预测相关的国际标准。TC15的秘书处现由意大利承担（CEI—意大利电工委员会），主席国和秘书国定期轮换。TC15下设多个工作组，分别负责不同技术方向的标准制修订工作。4.2主要贡献单位——法国电力试验研究院（EDFR&D）在IEC60112:2025的修订过程中，法国电力试验研究院（EDFR&D）作为核心起草单位之一发挥了关键性的技术引领作用。法国电力试验研究院隶属于法国电力集团（EDF），总部位于法国巴黎近郊的帕莱索（Palaiseau），是欧洲规模最大、综合实力最强的电力科研机构之一。该研究院拥有超过2,000名研究人员和工程技术人员，设有高压电气装备实验室、材料科学与工程实验室等多个高水平研究平台，在绝缘材料性能评估、电气设备可靠性研究和试验方法标准化方面积累了超过半个世纪的深厚经验。在IEC60112:2025标准的修订过程中，EDFR&D主要贡献了以下关键工作：（1）方法学研究：EDFR&D的专家团队牵头开展了第四版标准应用中的系统性问题调研，收集并分析了近十年间全球各主要实验室的比对试验数据，识别了造成试验结果分散性的关键影响因素。（2）电极系统优化验证：EDFR&D利用其高压实验室的精密加工与测量平台，对电极几何参数、材料特性与试验结果之间的相关性进行了系统的实验研究，为2025年版电极精确化规范提供了直接的实验依据。（3）自动化试验技术验证：EDFR&D参与了多轮自动化滴液系统和图像识别技术的交叉验证试验，证实了自动化检测技术在提升试验效率和结果重复性方面的显著优势，为标准化自动控制方案提供了数据支撑。（4）国际比对试验组织：EDFR&D牵头组织了涉及12个国家、18个实验室的国际比对试验（RoundRobinTest），完成了对新版标准试验程序的可重复性和再现性评估，验证了修订后的试验方法在跨实验室条件下具有更高的结果一致性。EDFR&D同时积极参与IEC/TC15的多项其他标准制定工作，包括IEC60216系列（电气绝缘材料耐热性能评估）和IEC60343（绝缘材料介电强度试验方法）等，在全球电气绝缘标准化领域具有重要的学术影响力和技术话语权。4.3其他重要参与机构除EDFR&D外，IEC60112:2025的修订工作还得到了以下主要国际组织和机构的参与和支持：（1）德国VDE测试与认证研究院——承担了试验电路和泄漏电流检测系统的技术验证工作；（2）中国机械工业仪器仪表综合技术经济研究所及中国电力科学研究院——组织了中国区多家实验室参与国际比对试验；（3）美国UL实验室——从安全认证和产品合规角度提出了标准适用性的多项修改建议；（4）日本电气安全与环境技术实验室（JET）——提供了新型绝缘材料适用性的相关实验数据。五、标准实施意义与行业影响5.1对绝缘材料研发的引导作用IEC60112:2025对试验条件的精细化和失效判据的严谨化，为新型绝缘材料的研发提供了更明确的技术指引。材料研发人员可通过CTI值准确评价配方设计、填料种类与含量、表面处理工艺等因素对耐跟踪性能的影响规律，从而有针对性地优化材料体系和加工工艺，开发出满足高电压、高湿度及强污染环境下长期安全运行要求的高性能绝缘材料。5.2对电气设备设计选型的支撑作用在低压电气设备、变频电机、光伏组件、充电桩及储能系统等产品的绝缘配合设计中，CTI值已被广泛用作爬电距离和电气间隙计算的核心输入参数。IEC60112:2025提供了更精确和可靠的CTI数据，使得设备设计人员能够基于更为可信的材料数据进行安全距离计算，在确保安全性的前提下实现设备结构的紧凑化和材料成本的优化。5.3对质量检验与认证的规范作用对于第三方检测机构和产品认证机构而言，IEC60112:2025统一了试验程序、失效判据和数据表达方式，有效减少了因试验方法差异导致的判定分歧，提升了认证结果的一致性和公信力。这有助于建立更为顺畅的国际互认机制，降低企业在不同国家和地区的合规成本。5.4对新能源领域技术发展的推动作用光伏组件、风电设备、新能源汽车及储能系统等新能源领域对绝缘材料的耐候性和耐漏电起痕性能要求极为严格。IEC60112:2025中新增的自动化测试方案和扩展的材料适用性范围，为新能源行业所广泛采用的新型复合材料、阻燃增强塑料及耐候涂层等材料的性能评价提供了更为适配的标准化工具，将为新能源设备的安全可靠性保障提供重要支撑。六、结论与展望IEC60112:2025《固体绝缘材料耐腐蚀性和比较跟踪指数的测定方法》作为固体绝缘材料耐跟踪性能测试领域的纲领性国际标准，其正式发布标志着绝缘材料电气性能评估技术迈上了新的台阶。该标准通过系统化、精细化和现代化的修订，提升了试验方法的科学性、精确性和可重复性，为全球绝缘材料制造商、电气设备设计人员、第三方检测机构和认证机构提供了更加完善的技术依据。从标准化发展历程来看，IEC60112标准历经六十余年的持续演进，始终紧密贴合电气工业技术发展的需求脉搏。随着新材料技术的不断突破和电气装备性能要求的持续提升，该标准仍将在未来持续修订和完善。可以预见的发展方向包括：（1）将人工智能辅助的失效模式自动识别技术进一步融入标准试验方法；（2）结合高压直流输电（HVDC）技术发展的需求，探索建立直流电场条件下的耐跟踪试验方法；（3）扩展对环保型绝缘材料和可降解高分子材料等新型材料的适用性研究；（4）进一步丰富CTI值的应用指导，为绝缘配合设计提供更全面的数据支持。参考文献[1]IEC60112:2025,Methodforthedeterminationoftheproofandthecomparativetrackingindicesofsolidinsulatingmaterials[S].Geneva:InternationalElectrotechnicalCommission,2025.[2]IEC601