電氣間隙和爬電距離(圖文分析)經(jīng)典!(新版)

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平安 通用要求?第四版標(biāo)準(zhǔn)在 2001年5月 公布，但由于配合使用的各個(gè)產(chǎn)品?家用和類似用途電器的平安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(biāo)準(zhǔn)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?？梢灶A(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(jì)，希望引起相關(guān)人員的注意，尤其 是家電產(chǎn)品設(shè)計(jì)和測試方面人員的足夠重視。歐洲標(biāo)準(zhǔn)化組織在2002年對EN60335-1 進(jìn)行了換版，而中國國家標(biāo)準(zhǔn)GB4706.1相信很快更 新。

2、據(jù)悉全國家用電器標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)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(shí)踐，給大家介紹一下標(biāo)準(zhǔn)制訂的一些背景情況，并重點(diǎn)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(biāo)準(zhǔn)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(yàn)為根底制訂出來的，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(xiǎn)帶電部件與易觸及部件之間都是 8mm爬電距離和電氣間隙 的要求和同樣的交

3、流耐壓測試值的要求。雖然 TC 61制訂IEC 60335 標(biāo)準(zhǔn)的委員會早在編寫第三版 時(shí)，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(yàn)缺乏，更改條件還不成 熟，所以被耽誤了好幾年。最近幾年，隨著IEC60664 絕緣配合系統(tǒng)系列標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)根底。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)容比擬復(fù)雜，不太容易理解和掌握。變化介紹：第3章定義：在新的標(biāo)準(zhǔn)中引入了一些新的概念，原來的一些

4、定義稍作了改動。l功能絕緣functional insulation:為實(shí)現(xiàn)電器正確功能，兩導(dǎo)電體之間的絕緣，沒有平安的功能。其實(shí)這也不是新的概念，在開關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、電子產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)早就有這個(gè)概念了。大家不妨翻開GB4943-1995 idt IEC 60950-1:1991?信息技術(shù)設(shè)備包括電氣事務(wù)設(shè)備的平安?標(biāo)準(zhǔn)，我們就會發(fā)現(xiàn)有類似的概念1.2.9.1 工作絕緣：設(shè)備正常工作所需的絕緣，并不起防電擊作用。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)作根本絕緣 來考核。第13.3條：電氣

5、強(qiáng)度試驗(yàn)電壓發(fā)生了變化。IEC60335-1 : 1991 第三版標(biāo)準(zhǔn)的要求：絕緣試驗(yàn)電壓值對其他根本絕緣為1000V對附加絕緣為2750V對加強(qiáng)絕緣為3750V可以認(rèn)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)的開展，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 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(dá)數(shù)千伏。經(jīng)過大量的實(shí)踐，技術(shù)專家們覺得應(yīng)該修改第三版標(biāo)準(zhǔn)不分工作電壓考核的情況。請看標(biāo) 準(zhǔn)中的表4:表4-電氣強(qiáng)度試驗(yàn)電壓絕緣試驗(yàn)電壓V工作電壓額定電

6、壓VSELV< 150V> 150V < 250V> 250V根本絕緣500:100010001.2U+700:附加絕緣100017501.2U+1450加強(qiáng)絕緣200030002.4U+2400我們可以看到，附加絕緣和加強(qiáng)絕緣的試驗(yàn)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 250V的部件/位置的試驗(yàn)。第14章：瞬時(shí)過電壓沖擊電壓試驗(yàn)，它與 29章電氣間隙試驗(yàn)密切相關(guān)。通俗地說，瞬時(shí)過電壓 試驗(yàn)?zāi)M閃電瞬時(shí)引入的一個(gè)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(qiáng)度試驗(yàn)的延伸。第22.3條：

7、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，是充分的。 29.1條 電氣間隙的要求，并提出根本絕緣和功能絕緣的電氣間隙可以減小的條件和試驗(yàn)。條 條 條 條 條根本絕緣的電氣間隙要求；附加絕緣的電氣間隙要求：加強(qiáng)絕緣的電氣間隙要求：功能絕緣的電氣間隙要求：按表 按表 按表16中根本絕緣的限值；16中的限值，但采用

8、額定沖擊電壓更高一級別的限值。16的限值，但某些情況可以不考慮例外情況。對工作電壓大于額定電壓的情況電氣間隙的要求;29.2條 爬電距離的要求；條 條 條 條根本絕緣的爬電距離要求: 附加絕緣的爬電距離要求: 加強(qiáng)絕緣的爬電距離要求: 功能絕緣的爬電距離要求:按表 按表 按表 按表17 ；17中根本絕緣的限值；17中兩倍于根本絕緣的限值；18，但某些情況可以不考慮例外情況；29.3條附加絕緣和加強(qiáng)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(biāo)準(zhǔn)中表 15得出額定沖擊電壓;步驟二：查表16得出根本絕緣電氣間隙；步驟三：必要時(shí)，按一定的

9、條件減少根本絕緣的電氣間隙； 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)部布線到外殼外外表，沿外殼安裝縫如圖 2丨的電氣間隙是多 少？解釋：從防觸電的角度分析，內(nèi)部布線的絕緣層提供根本絕緣防護(hù)，風(fēng)扇外殼提供附加絕緣防護(hù)，兩者合稱雙 重絕緣?，F(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得出根本絕緣在額定沖擊電壓 2500V情況下最小電氣間隙為； 步驟三：按條附加絕緣是采用根本絕緣的限值，即。而按IEC60335-1:1991標(biāo)準(zhǔn)，查表得到的限值，由此可見，要求確實(shí)是降低了

10、。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 W 15080015002500> 150 且 W 300150025004000IEC60335-1:2001 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340003,5 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)

11、 IEC 60664中更小的電氣間隙要求因此未被采用。注3 :在整個(gè)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。IEC60335-1:2001表17-根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In川a/川bIn川a/川b50a50 < 125125 < 250250 < 400400 且 < 500500 且 < 800800 < 10001000 且 w 12501250 且 w 16001600 且 w 20002000 且 w 25002500

12、 且 w 32003200 且 w 40004000 且 w 50005000 且 w 63006300 且 w 80008000 且 w 1000010000 且 w 12500如果部件的工作電壓小于50V，允許使用川b的材料工作電壓V爬電距離mm 防污等級123材料組別材料組別材料組別In川a/川bIn川a/川b50a50 且 W 125125 且 < 250250 且 < 400b400 且 < 500500 且 < 800800 且 < 10001000 且 < 12501250 且 < 16001600 且 < 20002000 且 &

13、lt; 25002500 且 < 32003200 且 < 40004000 且 < 50005000 且 < 63006300 且 < 80008000 且 < 1000010000 且 < 12500如果部件的工作電壓小于 50V，允許使用川b的材料對于根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通過第14章的瞬時(shí)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(shí)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(qiáng)調(diào)對于0類和0I類器具的根本絕緣在污染等級 3的

14、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(shí)，值得注意以下幾個(gè)問題：1、 零部件與整機(jī)的問題： 在參照 IEC 60664 制訂標(biāo)準(zhǔn)時(shí)， TC 61 標(biāo)準(zhǔn)委員會在選用電氣間隙要求時(shí) 增加了的余量 參照前面表 16 注 3 。雖然零部件標(biāo)準(zhǔn)委員會也參照 IEC 60664 標(biāo)準(zhǔn)制訂零部件標(biāo)準(zhǔn)， 但他們選用最低的電氣間隙要求制訂他們的

15、標(biāo)準(zhǔn)。 因?yàn)?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(gè)不同產(chǎn)品有具體電氣間隙的要求，因此每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)委員會會根據(jù)產(chǎn)品的特點(diǎn)進(jìn)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(gè)問題：如果我們對零部件按照標(biāo)準(zhǔn)最低電氣間 隙要求進(jìn)行考核，那么，符合零部件標(biāo)準(zhǔn)的零件不一定就能符合整機(jī)要求。因此我們在選用零部件時(shí)就 需特別注意。這個(gè)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(biāo)準(zhǔn)中雖然沒有功能絕緣這個(gè)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(biāo)準(zhǔn)，只有在額定沖擊電壓大于 1500V 的情況下，才允許有的減少。3 、 根據(jù)表 16 的不同額定沖擊電壓的值可以查出根本絕緣，附加絕緣，加強(qiáng)絕緣和功能絕緣的電氣間 隙要求。但是，對于加強(qiáng)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 條的要求與舊版的就有了很大變化。 原來要求是：螺絲或?qū)Ь€等脫落后，要保證 5