電氣間隙和爬電距離
一、定義
1、電氣間隙:不同電位的兩個導電部件間最短的空間直線距離。
2、爬電距離:不同電位的兩個導電部件之間沿絕緣材料表面的最短距離。
3、隔離距離(機械式開關電器一個極的):滿足對隔離器的安全要求所規(guī)定的斷開觸頭間的電氣間隙。
4、抽出式部件:可以從連接位置移動到分離位置和試驗位置同時應保持與成套設備的機械連接的可移式部件。
5、連接位置:可移式部件或抽出式部件為保證其正常的設計功能而處于完好的連接狀態(tài)的一種位置。
6、試驗位置:抽出式部件的一種位置,在此位置上,有關的主電路已與電源斷開但沒有必要完全形成隔離距離,而輔助電路已連接好,允許對抽出式部件進行運行試驗,此時該部件仍與成套設備保持機械上的連接。
7、分離位置(隔離位置):抽出式部件的一種位置,在該位置時,主電路和輔助電路的隔離距離已達到要求(見7.1.2.2),而抽出式部件與成套設備仍保持機械連接。
8、移出位置:可移式部件或抽出式部件移至成套設備外部,并與成套設備在機械上和電氣上均脫離的一種位置。
9、絕緣配合:電氣設備的絕緣特性,一方面與預期過電壓和過壓保護裝置的特性有關,另一方面與預期的微觀環(huán)境和污染防護方式有關。
10、污染:能夠影響介電強度或表面電阻率的所有外界物質的狀況,如固態(tài)、液態(tài)或氣態(tài)(游離氣體)。
11、污染等級(環(huán)境條件的):根據(jù)導電的或吸濕的塵埃,游離氣體或鹽類和由于吸濕或凝露導致表面介電強度或電阻率下降事件發(fā)生的頻度而對環(huán)境條件作出的分級。
污染等級1:無污染、或僅有干燥的非導電性污染。
污染等級2:一般情況下,只有非導電性污染。但是,也應考慮到偶然由于凝露造成的暫時的導電性。
污染等級3:存在導電性污染,或者由于凝露使干燥的非導電性污染變成導電性的污染。
污染等級4:造成持久性的導電性污染,例如由于導電塵埃或雨雪造成的污染。
12、微觀環(huán)境(電氣間隙或爬電距離的):指所考慮的電氣間隙和爬電距離周圍的環(huán)境條件。
13、均勻電場:電極之間的電壓梯度基本恒定的電場,例如在兩球之間,每個球體的半徑均大于二者之間的距離的電場。
14、非均勻電場:電極之間的電壓梯度不恒定的電場。
15、漏電起痕:固定絕緣材料的表面由于電場和電解液的共同作用逐漸形成的導電通路的過程。
16、相比漏電起痕指數(shù)(CTI):一種材料經(jīng)受50滴規(guī)定的試驗溶液而不出現(xiàn)漏電痕跡的最大電壓值,單位用伏表示
17、額定絕緣電壓(Ui):電器的額定絕緣電壓是一個與介電試驗電壓和爬電距離有關的電壓值。在任何情況下最大的額定工作電壓值不應超過額定絕緣電壓值。
18、額定沖擊耐受電壓:在規(guī)定的試驗條件下,成套設備的電路能夠承受的規(guī)定波形和極性的脈沖電壓峰值,而且電間隙值參照此電壓值確定。成套設備中一條電路的額定沖擊耐受電壓應等于或高于成套設備所在系統(tǒng)中出現(xiàn)的瞬態(tài)過電壓規(guī)定值。
19、材料組別:絕緣材料的一種分類,與其CTI值有關,
——材料組別 I 600≤CTI
——材料組別 Ⅱ400≤CTI<600
——材料組別 Ⅲa 175≤CTI<400
——材料組別 Ⅲb 100≤CTI<175
二、檢測目的、適用范圍
1、檢測目的:驗證成套設備內(nèi)的電器元件、帶電導體和端子等的間距是否符合標準規(guī)定的安全距離。
2、適用范圍:所有低壓成套開關設備和控制設備產(chǎn)品。
三、技術要求和判定準則
1、電氣間隙(7.1.2.1):技術要求的確定見表14,必要時結合表G..1。主要與過電壓類別、污染等級有關。
2、爬電距離(7.1.2.1):技術要求的確定見表16。主要與材料組別、污染等級有關。
3、抽出式部件的隔離距離(7.1.2.2):引申至GB/T14048.3中7.1.6.1:在斷開位置下同一極的斷開觸頭的間隙不得小于GB/T14048.1中表13規(guī)定的電氣間隙。
以上三項試驗所測數(shù)據(jù)均不得超出技術要求值。
四、檢測方法
1、電氣間隙、爬電距離:詳見標準附錄F。
2、隔離距離:抽出式部件置于隔離位置時,測量抽出式部件的動觸頭、靜觸頭之間的距離,此距離即為隔離距離。
五、檢測設備
1、 游標卡尺
六、注意事項
1、測量時設備一定不可帶電;
2、如果有關的電氣間隙小于3mm,凹槽最小寬度可以減小至該電氣間隙的1/3;
3、測量爬電距離時,注意兩個絕緣材料之間的接合處(如膠合)亦被視為上述表面;
4、測量爬電距離時,如果使用了高度不小于2mm的筋,不管其數(shù)量多少,技術要求值都可以減少至表16中規(guī)定值的0.8倍;
5、對包含抽出式部件的成套設備,需在試驗位置、分離位置分別驗證電氣間隙和爬電距離。
6、當成套設備中有相對運動的部件時,需在相對運動部件處于最不利位置時測量電氣間隙和爬電距離;
爬電距離的算法:
1.下面圖1中兩個金屬體的爬電距離該如何算?如果沒有絕緣膠紙直接沿著絕緣體表面量即可,現(xiàn)在有絕緣膠紙隔著該如何計算?
2.下面圖2中兩個金屬體的爬電距離(或電氣間隙)該如何算?如果沒有絕緣膠紙直接沿著絕緣體表面量(或直接量兩金屬體間的間隙)即可,現(xiàn)在有絕緣膠紙隔著該如何計算?
4.2、電氣間隙和爬電距離
設備應同時滿足安規(guī)上對設備所要求的電氣間隙和爬電距離。
電氣間隙和爬電距離的具體數(shù)值可參考附錄5。1附錄A。下面所列出的電氣間隙和 爬電距離的數(shù)值僅作一般情況下參考用,并不代表最后的實際情況。
4.2.1術語解釋:
電氣間隙:導電體間測得的最短空間距離。
爬電距離:導電體間測得的最短絕緣表面距離。
一般來說,爬電距離要求的數(shù)值比電氣間隙要求的數(shù)值要大,布線時須同時滿足這兩者的要求(即要考慮表面的距離,還要考慮空間的距離),開槽(槽寬應大于1mm)只能增加表面距離即爬電距離而不能增加電氣間隙,所以當電氣間隙不夠時,開槽是不能解決這個問題的,開槽時要注意槽的位置、長短是否合適,以滿足爬電距離的要求。
4.2.2元件及PCB的電氣隔離距離:(電氣隔離距離指電氣間隙和爬電距離的綜合考慮)
對于Ⅰ類設備的開關電源(本公司的大部分開關電源均為Ⅰ類設備),在元件及PCB板上的隔離距離如下:(下列數(shù)值未包括裕量)
a、對于AC—DC電源(以不含有PFC電路及輸入額定電壓范圍為100-240V~為例)
電氣間隙 爬電距離
L線-N線(保險管之前) 2.0mm 2.5mm
輸入-地(整流橋前) 2.0mm 2.5mm
輸入-地(整流橋后) 2.2mm 3.2mm
輸入-輸出(變壓器) 4.4mm 6.4mm
輸入-輸出(除變壓器外) 4.4mm 5.5mm
輸入-磁芯、輸出-磁芯 2.0mm 2.5mm
b、對于AC—DC電源(以含有PFC電路及輸入額定電壓范圍為100-240V~為例)
電氣間隙 爬電距離
L線-N線(保險管之前) 2.0mm 2.5mm
輸入-地(整流橋前) 2.0mm 2.5mm
輸入-地(整流橋后) 2.2mm 3.2mm
輸入-輸出(變壓器) 5.2mm 9.0mm
輸入-輸出(除變壓器外) 4.4mm 6.4mm
輸入-磁芯、輸出-磁芯 2.2mm 3.2mm
c、對于DC—DC電源(以輸入額定電壓范圍為36-76V 為例)
電氣間隙 爬電距離
(DC+)-(DC-)(保險管之前) 0.7mm 1.4mm
輸入-地(保險管之前) 0.7mm 1.4mm
輸入-地(保險管之后) 0.9mm 1.4mm
輸入-輸出(考慮為基本絕緣) 0.9mm 1.4mm
輸入-輸出(考慮為加強絕緣) 1.8mm 2.8mm
輸入-磁芯、輸出-磁芯 0.7mm 1.4mm
4.2.3變壓器內(nèi)部的電氣隔離距離:
變壓器內(nèi)部的電氣隔離距離是指變壓器兩邊的擋墻寬度的總和,如果變壓器擋墻的寬度為3mm,那么變壓器的電氣隔離距離值為6mm(兩邊的擋墻寬度相同)。如果變壓器沒有擋墻,那么變壓器的隔離距離就等于所用膠紙的厚度。另外,對于AC-DC電源,變壓器初、次間繞組應用三層膠紙隔離,DC-DC電源,可只用二層膠紙隔離。下列數(shù)值未包括裕量:
要求的隔離距離 擋墻的最小寬度
AC—DC(輸入電壓100-240V~,未含PFC電路) 6.4mm 3.2mm
AC—DC(輸入電壓100-240V~,含有PFC電路) 9.0mm 4.5mm
DC—DC(電壓36-76V ) 2.8mm 1.4mm
注:變壓器的引腳如果沒有套上絕緣套管,那么在引腳處的隔離距離可能也僅為膠紙加擋墻的厚度,所以變壓器的引腳需要套上絕緣套管且套管要穿過擋墻。
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原文標題:電氣間隙和爬電距離的算法
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