PCB-之-電氣間隙、爬電距離設(shè)計需求判定(共6頁)

1、電氣間隙、爬電距離相關(guān)介紹一、 為啥由這些要求？一是安全；二是安全；三還是安全。二、 這些概率是咋引申來的？為了保證人身安全和使用環(huán)境不受任何危害，基本所有的家用電器產(chǎn)品都有對應(yīng)的安全標(biāo)準(zhǔn)。整體而言，所有家電有通用的基本標(biāo)準(zhǔn)，如：IEC60335-1家用和類似用途電器的安全通用要求，針對具體家電產(chǎn)品，可能要有類似標(biāo)準(zhǔn)參考。但基本都是在通用標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，針對具體家電產(chǎn)品做做一些更細致、補充性的說明。說到這里，先介紹一些基本概念：1、基本絕緣 basic insulation施加于帶電部件對電擊提供基本防護的絕緣。附加絕緣 supplementary insulation萬一基本絕緣失效，為了對電

2、擊提供防護而對基本絕緣另外施加的獨立絕緣。雙重絕緣 double insulation由基本絕緣和附加絕緣構(gòu)成的絕緣系統(tǒng)。加強絕緣 reinforced insulation提供與雙重絕緣等效的防電擊等級而施加于帶電部件的單一絕緣。雙重絕緣和加強絕緣在防護上基本相當(dāng)，在大多數(shù)情況下，可以等同看待。但是，細致來講，二者有一定區(qū)分：加強絕緣，作為單一的絕緣，這并不意味該絕緣是個同質(zhì)體，它也可以由幾層組成，但它不像附加絕緣或基本絕緣那樣能逐一地試驗，具體實驗強度上，相對基本絕緣和附件絕緣有一定加強。功能性絕緣 functional insulation在不同電勢的導(dǎo)電部件之間的絕緣，僅為器具的正確運

3、行所需。2、相關(guān)家電對應(yīng)的分類情況，根據(jù)防觸電保護方式，家用電器可以分為5類：O 類型器具 class O appliance：電擊防護依賴于基本絕緣的器具。即它沒有將導(dǎo)電性易觸及部件（如果有的話）連接到設(shè)施的固定布線中保護導(dǎo)體的措施，萬一該基本絕緣失效，電擊防護依賴于環(huán)境?！竞唵沃v：僅僅提供基本絕緣】隨著越來越嚴格的安規(guī)，該類設(shè)備基本已經(jīng)很少有了。OI 類器具class OI appliance至少整體器具有基本絕緣并帶有一個接地端子的器具，但其電源軟線不帶接地導(dǎo)線，插頭也無接地接點?！竞唵沃v：基本絕緣+接地保護（單獨引出）】 只備有接地端子，而沒有將接地線接到接地端子上，使用時由用戶用接地

4、線將機殼直接接地。即，不相目前電器常用的三角插頭形式（含保護地方式引出）。這類電器，慢慢也比較少了，在一些很老式的電氣中可能會見到。I 類器具class I appliance其電擊防護不僅依靠基本絕緣而且包括一個附加安全防護措施的器具。其防護措施是以萬一基本絕緣失效，易觸及的導(dǎo)電部件不會帶電的方法是將易觸及的導(dǎo)電部件連接到設(shè)施固定布線中的接地保護導(dǎo)體?！竞唵沃v：基本絕緣+附加保護措施（一般為可觸及會帶點部件通過“三角插頭”等類似較固定方式引出）】這是目前很多家電主要采用的保護形式。II 類器具class II appliance其電擊防護不僅依靠基本絕緣，而且提供如雙重絕緣或加強絕緣那樣的附

5、加安全防護措施的器具。該類器具沒有保護接地或依賴安裝條件的措施。【簡單講：雙重或加強絕緣方式，且無保護接地】 這也是目前很多家電主要采用的保護形式。III 類器具class III appliance其電擊防護是依靠安全特低電壓電源來供電的器具，且其內(nèi)部不產(chǎn)生比安全特低電壓高的電壓。【簡單講：安全特低壓供電】這里有個很常見的重合問題：如果一個其各處均具有雙重絕緣或加強絕緣的器具又帶有接的防護措施，則此器具被認為是I 類或OI 類器具。我們的空調(diào)，目前的絕緣就兼具有I和II器具都有的特點。3、電氣間隙 clearance兩個導(dǎo)電部件之間，或一個導(dǎo)電部件與器具的觸及表面之間的空間最短距離。爬電距離

6、 creepage distance兩個導(dǎo)電部件之間，或一個導(dǎo)電部件與器具的易觸及表面之間沿絕緣材料表同測量的最短路徑。特低電壓extra-low voltage器具內(nèi)部的一個電源供給的電壓，當(dāng)器具在額定電壓工作時，該電壓在導(dǎo)線之間以及在導(dǎo)線與地之間均不超過50V。安全特低電壓safety extra-low voltage導(dǎo)線之間以及導(dǎo)線與地之間不超過42V 的電壓，其空載電壓不超過50V。當(dāng)安全特低電壓從電網(wǎng)獲得時，應(yīng)通過一個安全隔變壓器或一個帶離繞組的轉(zhuǎn)換器，此時安全隔離變壓器和轉(zhuǎn)換器的絕緣應(yīng)符合雙重絕緣或加強絕緣的要求。三、 怎樣判斷設(shè)計中所需要的電氣間隙、爬電距離。器具的結(jié)構(gòu)應(yīng)使爬電

7、距離、電氣間隙和固體絕緣足夠承受遺體中能經(jīng)受的電氣應(yīng)力?！九离娋嚯x和電氣間隙不應(yīng)小于對應(yīng)表格的規(guī)定值，并考慮一定的過壓類別對應(yīng)的額定脈沖電壓的影響。但如果電氣間隙滿足IEC60335-1的14 章的脈沖電壓試驗，對于基本絕緣和功能性絕緣，它們的值可以更小。該試驗只有在該距離不可能受變形、磨損、部件移動或裝配期間的移動所影響的結(jié)構(gòu)中才適用?！?、 電氣間隙的判斷。在IEC60335-1標(biāo)準(zhǔn)的附錄中，對其的判斷過程有詳細說明。具體如下：（1） 確定設(shè)備的過壓類別：過電壓類別是一個定義瞬間過電壓條件的數(shù)值。具體在：IEC60664-1中可以找到更詳細信息。目前主要分為4類：過電壓類別IV 的設(shè)備：

8、在原安裝地點使用。Eg：如電費表和初級過電流保護設(shè)備。過電壓類別III 的設(shè)備：固定設(shè)施里的設(shè)備和其可靠性和可用性有特別要求的設(shè)備。Eg：如固定設(shè)施的開關(guān)和永久連接到固定設(shè)施的工業(yè)用設(shè)備。過電壓類別II 的設(shè)備： 是由固定設(shè)施供電的能量消耗設(shè)備。如果這類設(shè)備有關(guān)于可靠性和可用性的特殊要求，過電壓類別III 適用。Eg：如器具、便攜式工具和其它家用各類似的負載。過電壓類別I 的設(shè)備： 為連接到有措施限值瞬態(tài)過電壓處于低水平的電路和設(shè)備。Eg：如電子電路。IEC60335-1表15-額定沖擊電壓額定電壓V額定沖擊電壓V過電壓類別IIIIII5033050080050且150800150025001

9、50且300150025004000（2） 確定設(shè)備的污染等級：污染等用來評估設(shè)備使用環(huán)境污染程度對起一些評價指標(biāo)影響的一個等級，主要是下述污染等級的信息摘錄于IEC60664-1。為了評定電氣間隙的距離，確立以下4 個微環(huán)境的污染等級：1 級污染：沒有污染或似發(fā)生干燥的、非導(dǎo)電性的污染。污染不會產(chǎn)生影響；2 級污染：除了可預(yù)知的冷凝所引起的短時的偶然的污染外，似發(fā)生非導(dǎo)電性的污染；3 級污染：發(fā)生導(dǎo)電性的污染或干燥的非導(dǎo)電性污染，且該污染會由可預(yù)知的冷凝使其具有導(dǎo)電性。4 級污染：由導(dǎo)電性粉塵、雨水或雪引起的產(chǎn)生持久導(dǎo)電性的污染。注3：4 級污染不適用于器具。（3）按之前設(shè)備的分類，查表16

10、，并將實際產(chǎn)品的電氣間隙測量的值與規(guī)定的最小值進行比較。若滿足，對于其它情況，如果符合IEC60335-1中29.1嚴格要求【爬電距離和電氣間隙不應(yīng)小于對應(yīng)表格的規(guī)定值，并考慮一定的過壓類別對應(yīng)的額定脈沖電壓的影響。但如果電氣間隙滿足IEC60335-1的14 章的脈沖電壓試驗，對于基本絕緣和功能性絕緣，它們的值可以更小。該試驗只有在該距離不可能受變形、磨損、部件移動或裝配期間的移動所影響的結(jié)構(gòu)中才適用?！浚蛇M行脈沖電壓試驗以驗證確認，另外，表16 的規(guī)定值適用。表16 規(guī)定的最小值進行比較。（4）按設(shè)計絕緣要求進行判斷是否合格：A：基本絕緣：其電氣間隙按表16來判斷；B：附加絕緣：其電氣間

11、隙應(yīng)不小于表16 對基本絕緣的規(guī)定值；C：加強絕緣：的電氣間隙應(yīng)不小于表16 對基本絕緣的規(guī)定值，但以使用下一個高等級的額定脈沖電壓值作為基準(zhǔn)。D：功能性絕緣:表16 的數(shù)值適用。但如該功能性絕緣被短路時器具仍符合IEC60335-1，19非正常工作 章節(jié)的要求【器具的結(jié)構(gòu)，應(yīng)使其消除非正常工作或誤操作導(dǎo)致的火災(zāi)危險、有損安全或電擊防護的機械性損壞是可行的】，則不規(guī)定其電氣間隙。不測量在漆包線交叉點上的電氣間隙。IEC60335-1:2001 表16-最小電氣間隙額定沖擊電壓(V)最小電氣間隙(mm)注13300,5注25000,5注28000,5注215001,0注325002,0注3400

12、03,5注360006,0注380008,5注31000011,5注3注1：這些尺寸要求只適合于空氣中的電氣間隙。注2：由于大規(guī)模生產(chǎn)會產(chǎn)生一些誤差，比標(biāo)準(zhǔn)IEC 60664中更小的電氣間隙要求因此未被采用。注3：在整個產(chǎn)品壽命周期里，有可能會造成間隙的減少，考慮到這些原因，表16的要求比標(biāo)準(zhǔn)IEC 60664中最小間隙增加了0.5mm。2、 爬電距離的判斷。在IEC60335-1標(biāo)準(zhǔn)的附錄中，對其的判斷過程有詳細說明。具體如下：測量基本絕緣和附加絕緣的爬電距離并與表17 規(guī)定的最小值進行比較。測量功能絕緣的爬電距離并與表 18 規(guī)定的最小值進行比較。測量加強絕緣的爬電距離并與表17 規(guī)定的最

13、小值進和比較。按設(shè)計絕緣要求進行判斷是否合格：A：基本絕緣：其爬電距離不應(yīng)少于表17 的規(guī)定值。除了1 級污染外，如果IEC60335-1中14 章（瞬間過壓）的試驗用來檢查特殊的電氣間隙，相應(yīng)的爬電距離應(yīng)不少于表16 規(guī)定的電氣間隙的最小尺寸。B：附加絕緣：其爬電距離應(yīng)不小于表17 對基本絕緣的規(guī)定值。但注：表17 的注1 和注2 不適用。C：加強絕緣：其爬電距離應(yīng)不小于表17 對基本絕緣的規(guī)定值的兩倍。但注：表17 的注1 和注2 不適用。D：功能性絕緣: 功能性絕緣的爬電距離不應(yīng)小于表18 的規(guī)定值。但如該功能性絕緣被短路時器具及符合19 章（非正常工作）要求，爬電距離可減小。IEC60

14、335-1 表17-基本絕緣的最小爬電距離 工作電壓（V）爬電距離（mm）防污等級123材料組別材料組別材料組別a/ba/b500.20.60.91.21.51.71.9a50 1250.30.81.11.51.92.12.4125 2500.61.31.82.53.23.64.0250 4001.02.02.84.05.05.66.3400 且5001.32.53.65.06.37.18.0500 且8001.83.24.56.28.09.010.0800 10002.44.05.68.010.011.012.51000 且12503.25.07.110.012.514.016.01250 且16004.26.39.012.516.018.020.01600 且20005.68.011.016.020.022.025.02000 且25007.510.014.020.025.028.032.02500 且320010.012.518.025.032.036.040.03200 且400012.516.022.032.040.045.050.04000 且500016.020.028.040.050.056.063.05000 且630020.025.036.050.063.071.080.06300 且800025.032.045.063.080.090.0100.08000