【安規】電氣間隙和爬電距離如何確定

前言

分以下幾個方面梳理：

• 什么是電氣間隙和爬電距離？
• 為什么有電氣間隙和爬電距離？
• 哪些標准對此要求？
• 檢驗方法
• 怎么在設計過程中，量化兩個參數
• Tips

 

什么是電氣間隙和爬電距離

電氣間隙：在空氣中，兩者最短距離。

爬電距離：沿着絕緣表面，兩者最短距離。

 

為什么有電氣間隙和爬電距離

電氣間隙和爬電距離屬於安規（Production Compliance），主要目的是防止由於距離不夠導致某些情況下發生電擊、短路等，為了保護設備和人的安全。

 

標准

中國： GB 4793.1-2007 測量、控制和實驗室用電氣設備的安全要求 第1部分：通用要求，下載地址

美國：UL61010-1-2005，下載地址

           ANSIC62.41.2-2002，下載地址

國際：IEC61010-1_2010，下載地址

           IEC-61557-12-2007，下載地址

檢驗方法

檢驗方法比較簡單，通過目視、量具測量。

 

怎么量化兩個參數

量化前需要解釋幾個名詞，也是量化的依據：

基本絕緣：施加於帶電部件提供基本防護的絕緣。

附加絕緣：除基本絕緣意外施加的獨立的絕緣，用以保證在基本絕緣一旦失效時仍能防止電擊。

雙重絕緣：由基本絕緣和附加絕緣構成的絕緣

加強結緣：其提供的防電擊能力不低於雙重結緣的絕緣，它可以由幾層不能像附加絕緣或者基本絕緣那樣單獨進行試驗的絕緣構成。

　　　　　　基本絕緣就是漆包線上的絕緣漆，附加絕緣就是在漆包線外加上絕緣套管，雙重絕緣就是指絕緣漆和絕緣套管。

　　　　　　其實，不用糾結什么樣的物理結構，是屬於什么絕緣類型，把它們看成不同的等級（加強絕緣 > 基本絕緣）就可以了。

在設計電路板中，需要了解，不同接口間、信號間需要遵循什么絕緣？

答：一般的，高壓與高壓之間，低壓與低壓之間屬於基本絕緣等級，高壓與低壓之間屬於加強絕緣等級（AC40Vrms是高低壓的分水嶺）。

另外，可參考網友博文 基本絕緣，附加絕緣，雙重絕緣和加強絕緣的區別

 

 污染等級：為了評價間隔距離而規定的下述微環境的污染等級。

　　　　　　污染等級 1 pollution degree 1

　　　　　　無污染或只有干燥的非導電性污染，該污染無不利影響。

　　　　　　污染等級 2 pollution degree 2

　　　　　　通常僅有非導電性污染，但偶爾也會由於凝聚作用而短時導電。

　　　　　　污染等級 3 pollution degree 3

　　　　　　導電污染或干燥的非導電污染由於凝聚作用而變成導電。

　　　　　　注： 在這種條件下，設備通常要防止暴露於直射的日光、降雨、強烈的風壓中，但不用控制溫度或濕度。

一般的，室內設備選用污染等級2。

過電壓等級 Overvoltage category

明顯的，配電櫃中的電表屬於CAT III，發電站的電表，屬於 CAT IV。

 

工作電壓：當設備以額定電壓供電時，在任何特定的絕緣上能出現的最大交流電壓有效值或直流電壓值。

注 1：瞬態值不考慮。
注 2：開路條件和正常工作條件均要考慮。

 

設計的注意事項

• 結構設計
• 端子選型
• layout走線

結構設計

電氣間隙不足時，可以開槽加擋片，延長距離。

爬電距離不夠時，可以使用開槽（槽不小於1mm寬），加擋片等延長距離。

 

端子的選型

端子選型時，不僅要看端子的引腳間距，還要考慮電路板上做好的焊盤間的最短距離，此距離要大於等於電氣間隙或者爬電距離（可以使用割槽擴大距離）。

 

Layout走線

 

 

 

 

 

 

電表的分類：

區別，I類有保護地，II類沒有保護地。

 

參考資料：JJF1245.1-2010安裝時電能表型式評價大綱通用要求.pdf

 

 

 

 

1，確定電氣間隙步驟

確定工作電壓峰值和有效值；

確定設備的供電電壓和供電設施類別 ；

根據過電壓類別來確定進入設備的瞬態過電壓大小；

確定設備的污染等級（一般設備為污染等級2）；

確定電氣間隙跨接的絕緣類型（功能絕緣、基本絕緣、附加絕緣、加強絕緣）。

2，確定爬電距離步驟

確定工作電壓的有效值或直流值；

確定材料組別（根據相比漏電起痕指數，其划分為：Ⅰ組材料，Ⅱ組材料，Ⅲa組材料, Ⅲb組材料。注：如不知道材料組別，假定材料為Ⅲb組）

確定污染等級；

確定絕緣類型（功能絕緣、基本絕緣、附加絕緣、加強絕緣）。

3，確定電氣間隙要求值

根據測量的工作電壓及絕緣等級，查表（ 4943：2H 和 2J和2K，60065-2001表：表8和表9和表10） 檢索所需的電氣間隙即可決定距離；作為電氣間隙替代的方法，4943使用附錄G替換，60065-2001使用附錄J替換。

GB 8898-2001：電器間隙考慮的主要因素是工作電壓，查圖9來確定。 （對和電壓有效值在220-250V范圍內的電網電源導電連接的零部件，這些數值等於354V峰值電壓所對應的那些數值：基本絕緣3.0mm ,加強絕緣6.0mm）

4，確定爬電距離要求值

根據工作電壓、絕緣等級及材料組別，查表(GB 4943為表2L，65-2001中為表11）確定爬電距離數值，如工作電壓數值在表兩個電壓范圍之間時，需要使用內差法計算其爬電距離。

GB 8898-2001其判定數值等於電氣間隙，如滿足下列三個條件，電氣間隙和爬電距離加強絕緣可減少2mm,基本絕緣可減少1mm：

1）這些爬電距離和電氣間隙會受外力而減小，但它們不處在外殼的可觸及導電零部件與危險帶電零部件之間；

2）它們靠剛性結構保持不變；

3）它們的絕緣特性不會因設備內部產生的灰塵而受到嚴重影響。

*注意：但直接與電網電源連接的不同極性的零部件間的絕緣，爬電距離和電氣間隙不允許減小。基本絕緣和附加絕緣即使不滿足爬電距離和電氣間隙的要求，只要短路該絕緣，設備仍滿足標准要求，則是可以接受的（8898中4.3.1條）。

*GB 4943中只有功能絕緣的電氣間隙和爬電距離可以減小，但必須滿足 標准5.3.4規定的高壓或短路試驗。

5，確定爬電距離和電氣間隙注意

可動零部件應使其處在最不利的位置；

爬電距離值不能小於電氣間隙值；

承受了機械應力試驗；