谈谈爬电距离和电气间隙

知识点：爬电距离和电气间隙

   

   

   

   

   

   

1. 爬电距离和电气间隙定义

  关于爬电距离和电气间隙，国际电工委员会(IEC) 及国家标准化管理委员会针对不同设备有各自的标准规范，各大安全标准中爬电距离和电气间隙的定义大同小异，具体对比如下表1。

    表 1 各大安全标准中爬电距离和电气间隙的定义

    文字描述总是不太直观形象，下面看图示意:

图1 爬电距离

图2 电气间隙

    需要说明的是上图只是形象地说明了爬电距离和电气间隙的差异，实际上当有沟槽时爬电距离和电气间隙也可能是相等的，因为它们与沟槽的宽度及污染等级相关。电气间隙与爬电距离的测量方法在GB4943.1-2011附录F有详细阐述，这里不再赘述，有兴趣的读者请查读标准规范。

    从各大安全标准中爬电距离和电气间隙的定义可以得出如下结论：

1 电气间隙就是在两个导电零部件之间或导电零部件与设备界面之间必须维持一个不会产生空气介质被击穿的安全距离 两个导电零部件之间和导电零部件与设备界面之间，当其中的空气间隙小到一定程度时，在电场的作用下空气介质将被击穿，绝缘会永久失效或者暂时失效。

2 在确定两种不同额定电气强度材料之间的最短距离时，由于空气的额定电气强度通常是最弱的，因此两个导电部件之间的爬电距离由空气的绝缘性能来决定的。

   

   

   

   

   

   

   

2. 爬电距离和电气间隙考核目的   

2.1 电气间隙

    一定程度的电气间隙是为了防范跨接在绝缘的上瞬态过电压或重复峰值电压。

    GB4943-2001 标准第 2.10.1 条规定 电气间隙的尺寸应使得进入设备的瞬态过电压和设备内部产生的峰值电压不能使其击穿，详细要求见 2.10.3 电气间隙的要求涉及 GB4943-2001 标准表 2H 2J 和 2K 三个表，表 2H 和 2J 适用于一次电路的电气间隙要求；表 2K 适用于二次电路的电气间隙要求。       GB4943-2001 标准第 2.10.3.2 条注 4：确定电气间隙使用表 2H 和表 2J：在表 2J 中按额定电源电压和污染等级来选择合适的列，再按等于工作电压的电源电压来选择适当的行 注意最小电气间隙值。

    在表 2J 中按额定电源电压和污染等级来选择适当的列，在这列中按实际工作电压峰值来选定相适应的行，读出右手边两列中的一列所需要的附加电气间隙值，并把它加到从表 2H 中得到的最小电气间隙上就得到了所需的最小电气间隙总和。

    注 4 凸显了“电气间隙的尺寸应使得进入设备的瞬态过电压和设备内部产生的峰值电压不能使其击穿”这一原则。

    电子产品由于电路中采用滤波器等元器件，使得该部位的实际瞬态电压值有所下降时，有关电气间隙的要求可以根据实际测 得的瞬态电压值来确定

GB4943-2001 标准第 2.10.3.4 条有关 瞬态电压电平的测量 的要求，正是对 电气间隙的尺寸应使得进入设备的瞬态过电压和设备内部产生的峰值电压不能使其击穿 这一规定的灵活运用。

    而电气间隙在一次电路和二次电路的不同要求也是由于一次电路和二次电路所承受的瞬态过电压不同所造成的。

2.2 爬电距离

    爬电距离是考核绝缘在给定的工作电压和污染等级下的耐受能力

    GB4943-2001 标准第 2.10.1 条：“爬电距离的尺寸应使得绝缘在给定的工作电压和污染等级下不会产生闪络 或击穿 （起痕），详细要求见2.10.4”。

    爬电距离的要求只涉及表 2L，因为爬电距离是根据工作电压 污染等级和材料组别决定的，通常和一二次电路的瞬态过电压无关。

2.3 污染等级对爬电距离和电气间隙的影响

    大气中的固体颗粒灰尘水份和过小的距离间隙，在潮态环境下非导电性污染转化为导电性污染，会引起印刷线路板的漏电起痕甚至电气导通。

    当电子产品绝缘表面的污染达到一定程度时，电气绝缘间隙属性降低，导电部件之间的漏电流加大，形成闪络，造成绝缘材料的损伤，最终形成带电通道。

    考虑导电部件距离的一个重要因素是污染等级。污染等级是依据产品的工作环境来确定的，一般情况下可以通过查找表 2 的适用范围来确定相关产品和部位的污染等级。

        表2 污染等级的确定

2.4 材料组别对爬电距离的影响

    材料组别只对电子产品的爬电距离产生影响对爬电距离进行测量时，必须注意到绝缘材料的漏电起痕指数 （CTI） 材料组别的确定是通过进行材料的CTI 测试完成的 表 4 列举了材料组别和 CTI 的对应关系。当获得了被测材料的 CTI 测试值后，对照表 3 的关系就可以确定材料的材料组别。

      表3 材料组别和 CTI 的关系

   

   

   

   

   

   

   

3. 爬电距离和电气间隙的决定因素

    决定爬电距离和电气间隙的因素有很多，归纳起来主要有功能性因素、工作环境因素、电路工作因素、绝缘属性因素这四大方面的决定因素，表 3是上述 4 大决定因素的实际表现。

    表4 爬电距离和电气间隙的决定因素解释

   

   

   

   

   

   

   

4. 电气间隙和爬电距离要求查询步骤

4.1 电气间隙指标的查询步骤

图3 电气间隙要求的查询步骤

4.2 爬电距离指标的查询步骤

图4 爬电距离要求的查询步骤

4.3 确定最小电气间隙的替换方法

    GB4943-2001 标准第 2.10.3 条相关的确定最小电气间隙的替换方法见 GB4943-2001 标准附录 G，现将有关方法用方框图型式标示出来。以便于更好的理解和确定最小电气间隙的替代方法。

4.4 附表：

   

   

   

   

   

   

   

5. 参考文档

[1] 浅析GB4943-2001标准的爬电距离和电气间隙 陈永强 日用电器 2008-09-10 期刊

[2] GB4943.1-2011.pdf

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