Karşılaştırmalı Yüzey Kaçak İndeksi (CTI)
CTI, adından da anlaşılacağı gibi ("Comparative" yani "karşılaştırmalı"), özünde katı elektrik yalıtım malzemelerinin yüzeyinde iletken iz oluşumuna karşı direncini değerlendirmek için kullanılan bir test yöntemi ve parametresidir. Uluslararası standart IEC 60112'nin resmi tanımına göre, CTI'nin temel rolü "esas olarak malzemelerin temel özelliklerinin karakterizasyonu ve karşılaştırılması" için kullanılmasıdır. Daha basitçe söylemek gerekirse Karşılaştırmalı Yüzey Kaçak İndeksi (Comparative Tracking Index - CTI), bir yalıtım malzemesinin elektriksel delinme (yüzey kaçağı / tracking) özelliklerini ölçmek için kullanılır. Yüzey kaçağı, bir yalıtım malzemesinin yüzeyinde meydana gelen ve elektrik arkında meydana gelen ısıya ilk maruz kalma sonucunda malzemenin kömürleşmesine yol açan elektriksel bir bozulmadır. Kömürleşen bölgeler, saf yalıtkana kıyasla daha iletkendir; bu da akım geçişini artırarak daha fazla ısı üretimine neden olur ve nihayetinde yalıtkan tamamen iletken hâle gelir.
 |
| Karşılaştırmalı Yüzey Kaçak Endeksi Test Düzeneği |
Ayrıntılar
Büyük bir voltaj farkı, kömürleşmiş bir iz (patika) oluşturarak malzemenin yüzeyi boyunca kademeli olarak iletken bir kaça yolu yaratır. Test yöntemi IEC 60112 ve ASTM D3638 standartlarında belirtilmiştir.
Yüzey kaçağını ölçmek için malzemeye %0.1'lik amonyum klorür solüsyonundan 50 damla damlatılır ve 3 mm kalınlık için ölçülen voltaj, malzemenin performansının göstergesi kabul edilir. Ayrıca PTI (Dayanım Kaçak İndeksi - Proof Tracking Index) terimi de kullanılır: Bu, beş numune üzerinde gerçekleştirilen test sırasında numunelerin hiçbir arıza vermeden testi geçtiği voltajı ifade eder.
Aşırı örtülü hassasiyeti ve yanlılığı önlemek için Performans Seviyesi Kategorileri (PLC) getirilmiştir:
| Yüzey Kaçak İndeksi (Volt) | PLC |
| 600 ve üzeri | 0 |
| 400 ila 599 | 1 |
| 250 ila 399 | 2 |
| 175 ila 249 | 3 |
| 100 ila 174 | 4 |
| < 100 | 5 |
CTI değeri,elektrikli cihazların örneğin test ve sertifikasyon laboratuvarları tarafından yapılan güvenlik değerlendirmelerinde kullanılır. Cihaz içindeki iletken parçalar arasında, özellikle yüksek voltajlı parçalar ile son kullanıcıların dokunabileceği parçalar arasında, bir yalıtım malzemesi üzerinde bırakılması gereken minimum yüzeysel kaçak yolu mesafesi (creepage distance), yalıtkanın CTI değerine bağlıdır. Ayrıca bir cihazın iç kısımlarında CTI tabanlı mesafelerin korunması sayesinde yangın riski azaltılır.
Yüzeysel kaçak yolu mesafesi gereksinimi CTI'a bağlıdır. CTI değeri bilinmeyen malzemeler IIIb grubunda sınıflandırılır. Cam, seramik, mika ve yüzeyde bozulma meydana getirmeyen diğer inorganik yalıtım malzemelerin olması durumunda, bunun yerine belirtilen minimum hava aralığı uygulanmalıdır.
Yalıtım ne kadar iyiyse, CTI o kadar yüksektir (pozitif ilişki). Mesafe açısından bakıldığında, daha yüksek bir CTI değeri, gereken minimum kaça yolu mesafesinin daha kısa olması ve iki iletken parçanın birbirine daha yakın konumlandırılabilmesi anlamına gelir. Baskı devre kartlarında (PCB), taban laminatının CTI değeri, iletkenlerin kart yüzeyinde birbirine ne kadar yakın yerleştirilebileceğini belirler. Standart FR-4 cam-epoksi laminat genellikle IIIa malzeme grubuna girerken (CTI 175 ila 399 V), daha yüksek yüzey kaçağı direncine sahip özel dereceler 600 V veya daha fazlasına ulaşır (Grup I) ve aynı çalışma voltajında kabaca yarı yarıya daha kısa bir kaça yolu mesafesine ihtiyaç duyar.
Tıbbi ürünlerin tasarımında CTI farklı şekilde ele alınır. Uluslararası Elektroteknik Komisyonu (IEC) tarafından yayınlanan IEC 60601-1:2005 standardına göre malzeme grupları şu şekilde sınıflandırılır:
| Karşılaştırmalı Yüzey Kaçak İndeksi (CTI) | Malzeme Grubu |
| 600 den büyük eşit (volt) | I |
| 400 ila 600 arasında ( volt )(ikisi de dahil) | II |
| 175 ila 400 arasında (volt) (ikisi de dahil | IIIa |
| 100 ila 175 arasında (volt) (ikisi de dahil) | IIIb |
Test Yönteminin Sınırları
Test yöntemi, art arda damlatılan damlalar arasında solüsyon buharlaşmadığı için 125 VAC altındaki voltajlarda iyi sonuç vermez. Test yönteminin üst sınırı 600 VAC'dir; daha yüksek voltajlar şu anda standart kapsamında değildir. Standardın son versiyonunda, daha yüksek gerilimlerdeki (600 V üstü) test yöntemi değerlendirmesi gelecekteki bir hedef olarak belirtilmiştir. 50 Hz'de havanın delinme gerilimi 4 mm'de 40 kV'tan (elektrotlar arasındaki standart mesafe 4 mm olup, EC 60112'de tanımlıdır) büyük olduğu için prensipte daha yüksek voltajlarda testler pekala mümkündür. Ancak daha yüksek gerilimlerde elektrotlar arasındaki ark oluşumu artabilir ve test sonucunu etkileyebilir. Bu nedenle, standarttaki maksimum gerilim artırılmadan önce bunun daha ileri düzeyde değerlendirilmesi gerekmektedir. Buna ek olarak, IEC 60112'de daha yüksek voltajlar için yeni bir malzeme sınıfı sunulması durumunda IEC 60664 gibi ilgili standartların da değiştirilmesi gerekecektir.
