電氣間隙和爬電距離圖文分析經(jīng)典

1、電氣間隙和爬電距離（圖文分析）經(jīng)典!IEC 60335-1: 2001家用和類似用途電器的安全 通用要求（第四版）標準在2001年5月公布，但由于配合使用的各個產(chǎn)品家用和類似用途 電器的安全XX特殊要求很多還沒有制訂出來，所以目前還沒有普遍使用200版本的通用要求。與第三版相比，新版標準在許多方面，特別是在爬電距離和電 氣間隙方面有了很多變化。可以預(yù)見這些變化將會影響全世界未來10年家用電器及類似產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計，希望引起相關(guān)人員的注意，尤其是家電產(chǎn)品設(shè)計和測試方面人員 的足夠重視。歐洲標準化組織在2002年對EN60335-1 進行了換版，而中 國國家標準GB4706.1 相信很快更新。據(jù)悉全

2、國家用電器標準化技術(shù)委員會已經(jīng)于 2003年9月在煙臺召開了 GB4706.1-XXXX 標準的起草工作會議，有希望在今年內(nèi) 完成征求意見稿。下面筆者結(jié)合工作實踐，給大家介紹一下標準制訂的一些背景情 況，并重點對變化較大的第29章作簡單介紹。背景介紹：在過去40多年里，第一版（1976）,第二版（1988）,第 三版（1991）標準關(guān)于爬電距離和電氣間隙的內(nèi)容要求一直沒有什么變化。它們都是以 過去積累的經(jīng)驗為基礎(chǔ)制訂出來的，但是現(xiàn)在看來這些要求相對保守，留有余地太 多，或者說對制造商的要求高了。例如：對于230V和小于130V的危險帶電部件與易觸及部件之 間都是8mm爬電距離和電氣間隙的要求和

3、同樣的交流耐壓測試值的要求。雖然 TC 61（制訂IEC 60335 標準的委員會）早在編寫第三版時，就已經(jīng)注意到這些內(nèi)容要求 不盡合理，并打算修改，可是由于在這方面經(jīng)驗不足，更改條件還不成熟，所以被耽 擱了好幾年。最近幾年，隨著IEC60664 絕緣配合系統(tǒng)系列標準的不斷完善，對于直 流電壓小于1000V和交流電壓小于1500V絕緣配合有了更明確和具體的電氣間隙和 耐壓要求，TC 61委員會就有了修訂標準的技術(shù)基礎(chǔ)。因而參照IEC 60664所制訂的新版IEC 60335與舊版相比，有很多變化，并且這些新增內(nèi)容比較復(fù)雜，不太容易理 解和掌握。變化介紹：第3章定義：在新的標準中引入了一些新的概

4、念，原來的一些定義 稍作了改動。l?3.3.5最常見的功能絕緣的例子：PCB板上帶電件之間的絕緣，如圖1中 所示，帶電件1和帶電件2之間的絕緣即為功能絕緣。而在IEC60335-1: 1991版中，會把它當(dāng)作基本絕緣來考核。第13.3條：電氣強度試驗電壓發(fā)生了變化。IEC60335-1 : 1991 （第三版）標準的 要求：絕緣試驗電壓值對其他基本絕緣為1000V對附加絕緣為2750V對加強絕緣為3750V可以認為器具內(nèi)部的部件工作電壓都是小于 250V ,按額定電壓小于250V的水平來考 核的。但隨著技術(shù)的發(fā)展，越來越多的白色家電采用新的技術(shù)，譬如家用空調(diào)變頻技術(shù)，微波爐高壓倍壓電路等，器具

5、使用的是 220V的額定電源電壓，但在器具內(nèi)部可 能出現(xiàn)高于電源電壓的工作部件，有的部件工作電壓高達數(shù)千伏。經(jīng)過大量的實踐， 技術(shù)專家們覺得應(yīng)該修改第三版標準不分工作電壓考核的情況。請看標準中的表4:表4-電氣強度試驗電壓絕緣試驗電壓V工作電壓額定電壓VSELV0 150V> 150V< 250V>250V基本絕緣500100010001.2U+700附加絕緣r 100017501.2U+1450 1加強絕緣200030002.4U+2400我們可以看到，附加絕緣和加強絕緣的試驗電壓從原來的2750V和3750V分別下降到了 1750V和3000V，但是增加了對工作電壓大于

6、250V的部件/位置的試驗。第14章：瞬時過電壓（沖擊電壓試驗），它與 29章電氣間隙試驗密切相關(guān)。通俗地 說，瞬時過電壓試驗?zāi)M閃電瞬時引入的一個高電壓，看看器具的電氣承受能力。某 種意義上講，也可以說它是第13章電氣強度試驗的延伸。第22.3條：增加了直接插入插座式器具的插腳保持力的測試，要求經(jīng)過70° C處理1h后，沿插腳縱向施加50N拉力，插片不應(yīng)有大于1mm的位移。第29章：電氣間隙，爬電距離和固體絕緣。由于采用了新的體系，而且與前面14章緊密相連，有必要先給大家理一理 29章各條款的聯(lián)系。29章提出總的要求：電氣間隙、爬電距離和固體絕緣要能夠承受電氣應(yīng)力，是充分I29.1

7、 條 電氣間隙的要求，并提出基本絕緣和功能絕緣的電氣間隙可以減小的條件和 試驗。29.2 條 爬電距離的要求;29.3條附加絕緣和加強絕緣的固體絕緣（穿通絕緣）距離要求；為方便理解，試歸納查電氣間隙的步驟如下：步驟一：根據(jù)過電壓類別、額定電壓查標準中表 15得出額定沖擊電壓；步驟二：查表16得出基本絕緣電氣間隙；步驟三：必要時，按一定的條件減少基本絕緣的電氣間隙；步驟四：按不同的絕緣，得出相應(yīng)的電氣間隙。舉例：問某220V 額定電壓電吹風(fēng)內(nèi)部布線到外殼外表面，沿外殼安裝縫（如圖2） 的電氣間隙是多少？解釋：從防觸電的角度分析，內(nèi)部布線的絕緣層提供基本絕緣防護，風(fēng)扇外殼提供附加絕緣 防護，兩者合

8、稱雙重絕緣。現(xiàn)在要考核附加絕緣的電氣間隙。步驟一：查表15得知額定電壓220V ,過電壓類別II的情況下額定沖擊電壓2500V ;步驟二：查表16得出基本絕緣在額定沖擊電壓 2500V情況下最小電氣間隙為2.0mm ;2.0mm。而按IEC60335-1:1991 標準，查表得到4.0mm 的限值，由此可見，要求的確是降低了。IEC60335-1:2001 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IIIIII< 50330500800>50 且0 15080015002500>150 且0300150025004000IEC60335-1:2001 表16-最小

9、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 汪215001,0 在325002,0 注340003,5 注3:60006,0 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，比標準 IEC 60664中更小的電氣間隙要求因此未被米用。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的要求比標準IEC 60664 中最小間隙增加了 0.5mm 。?IEC60335-1:2001 表17-基本絕緣的最小爬電距離工作電壓（V）爬電距離（m

10、m ） 防污等級123材料組別材料組別材料組別IRma/ mbIRma/ mb< 500.20.60.91.21.51.71.9 a>50 < 1250.30.81.11.51.92.12.4 1>125 < 2500.61.31.82.53.23.64.0>250 < 4001.02.02.84.05.05.66.3>400 且 < 5001.32.53.65.06.31 7.18.0 >500 且 < 8001.83.24.56.28.09.010.0>800 < 10002.44.05.68.010.011.0

11、12.5>1000 且0 12503.25.07.110.012.514.016.0 1>1250 且0 16004.26.39.012.516.018.020.0>1600 且0 20005.68.011.016.020.022.025.0>2000 且 < 25007.510.014.020.025.028.032.0 1>2500 且 < 320010.012.518.025.032.0P 36.040.0>3200 且 < 400012.516.022.032.040.045.050.0>4000 且 < 500016.

12、020.028.040.050.056.063.0>5000 且 < 630020.025.036.050.063.071.080.0 1>6300 且 < 800025.032.045.063.080.090.0100.0>8000 且0 1000032.040.056.080.0100.0110.0125.0>10000 且 < 1250040.050.071.0100.0125.0140.0160.0 na如果部件的工作電壓小于 50V ,允許使用mb的材料IEC60335-1:2001 表18-功能絕緣的最小爬電距離工作電壓（V）爬電距離（mm

13、 ） 防污等級123材料組別材料組別材料組別IRma/ mbIRma/ mb< 500.20.60.81.11.4r 1.61.8 a>50 且 < 1250.30.71.01.41.82.02.2>125 且 < 2500.41.01.42.02.512.83.2>250 且 0 400b0.81.62.23.24.04.55.0>400 且 < 5001.02.02.84.05.05.66.3>500 且 < 8001.83.24.56.38.019.010.0>800 且 < 10002.44.05.68.010.0

14、11.012.5>1000 且 < 12503.25.07.110.012.514.016.0>1250 且 < 16004.26.39.012.516.0F 18.020.0>1600 且0 20005.68.011.016.020.022.025.0>2000 且 < 25007.510.014.020.025.0I 28.032.0>2500 且 < 320010.012.518.025.032.036.040.0>3200 且 < 400012.516.022.032.040.045.050.0>4000 且 &l

15、t; 500016.020.028.040.050.0I 56.063.0>5000 且 < 630020.025.036.050.063.071.080.0>6300 且 < 800025.032.045.063.080.090.0100.0>8000 且 < 1000032.040.056.080.0100.0I 110.0125.0>10000 且 < 1250040.050.071.0100.0125.0140.0160.0a如果部件的工作電壓小于 50V ,允許使用mb的材料對于基本絕緣和功能絕緣的電氣間隙可以有條件地減少，條件是：a）

16、通過第14章的瞬時過電壓（沖擊電壓）測試；b）結(jié)構(gòu)上能保證不變形：在裝配時或發(fā)生磨損或有相對位移的情況下，電氣間隙不會受到影響。因此螺絲，聯(lián)接線等必須可靠聯(lián)接，不會發(fā)生脫落。這里剛性聯(lián)接能被接受。要強調(diào)對于0 類和 0I 類器具的基本絕緣在污染等級3 的情況還是要按表16 執(zhí)行，電氣間隙的要求不能減少。查爬電距離的要求的步驟可歸納為：步驟一：確定被考核部位的工作電壓；步驟二：確定被考核部位的材料組別（CTI 指數(shù)）；步驟三：確定被考核部位的污染等級；步驟四：按不同的絕緣，在相應(yīng)的表中查在該工作電壓、材料組別和污染等級下的爬電距離要求。在討論電氣間隙、爬電距離的問題時，值得注意以下幾個問題：1

17、、 零部件與整機的問題：在參照IEC 60664 制訂標準時，TC 61 標準委員會在選用電氣間隙要求時, 增加了 0.5mm 的余量 （參照前面表16 注 3）。雖然零部件標準委員會也參照IEC 60664 標準制訂零部件標準，但他們選用最低的電氣間隙要求制訂他們的標準。（ 因為 IEC 60664 只給出了在不同情況下的絕緣配合系統(tǒng)，沒有對每個不同產(chǎn)品有具體電氣間隙的要求，因此每個標準委員會會根據(jù)產(chǎn)品的特點進行選擇。所以不同類型的產(chǎn)品就會有不同要求。） 因此出現(xiàn)了這個問題：如果我們對零部件按照標準最低電氣間隙要求進行考核，那么，符合零部件標準的零件不一定就能符合整機要求。因此我們在選用零部件時就需特別注意。這個問題在新的修改版中有望得到解決。2 、漆包線的問題：在第三版的標準中雖然沒有功能絕緣這個概念，但是浸漬過的繞組電氣間隙有1,0mm 的減少。但在第四版的標準，只有在額定沖擊電壓大于1500V的情況下，才允許有0.5mm 的減少。3 、根據(jù)表 16 的不同額定沖擊電壓的值可以查出基本絕緣，附加絕緣，加強絕緣和功能絕緣的電氣間隙要求。但是，對于加強絕緣的電氣間隙要求，在表16 中要選高一級別的額定沖擊電壓對應(yīng)的限值。4 、對于電熱管（防塵）和 PTC 元件，它們的電氣間隙要求被減少到1.0 mm 。5 、由于新版電氣間隙要求比舊版減少很多，因此新版第22.31 條的