电气间隙和爬电距离试验报告模板

1 / 33电气间隙和爬电距离试验报告模板电气间隙和爬电距离的测量方法爬电现象：在绝缘材料的性能降低时受天气等外界因素如空气湿度大,接连阴天霉雨季节,潮湿环境等使得带电金属部位与绝缘材料产生象水纹样电弧沿着外皮爬的现象，也有点象闪电一样.爬电原理：两极之间的绝缘体表面有轻微的放电现象，造成绝缘体的表面呈树枝状或是树叶的经络状放电痕迹，一般这种放电痕迹不是连通两极的，放电一般不是连续的，只是在特定条件下发生，如天气潮湿、绝缘体表面有污秽、灰尘等，时间长了会导致绝缘损坏。引起爬电现象的原因：绝缘部分表面附着污秽，使绝缘部分绝缘强度下降，在空气潮湿发生爬电。爬电的本质：绝缘表面电压分布不均匀，造成局部放电。发生爬电的环境：发生爬电时电弧的长度受污秽的面积大小、空气湿度、电压高低因素影响。 在电缆的绝缘部分，2 / 33绝缘材料的绝缘强度、防污秽附着、加长绝缘“距离”等性能会对爬电现象有影响电气间隙 Clearance在两个导电零部件之间或导电零部件与设备防护界面之间测得的最短空间距离。即在保证电气性能稳定和安全的情况下，通过空气能实现绝缘的最短距离。电气间隙的大小和老化现象无关。电气间隙能承受很高的过电压，但当过电压值超过某一临界值后，此电压很快就引起电击穿，因此在确认电气间隙大小的时候必须以设备可能会出现的最大的内部和外部过电压。在不同场合使用同一电气设备或运用过电压保护器时所出现的过电压大小各不相同。因此根据不同的使用场合将过电压分为至四个等级。爬电距离：沿绝缘表面测得的两个导电零部件之间或导电零部件与设备防护界面之间的最短路径。即在不同的使用情况下，由于导体周围的绝缘材料被电极化，导致绝缘材料呈现带电现象。此带电区的半径，即为爬电距离；3 / 33爬电距离在绝缘材料表面会形成泄漏电流路径。若这些泄漏电流路径构成一条导电通路，则出现表面闪络或击穿现象。绝缘材料的这种变化需要一定的时间，它是由长时间加在器件上的工作电压所引起的，器件周围环境的污染能加速这一变化。 因此在确定端子爬电距离时要考虑工作电压的大小、污染等级及所运用的绝缘材料的抗爬电特性。根据基准电压、污染等级及绝缘材料组别来选择爬电距离。基准电压值是从供电电网的额定电压值推导出来的。1、 安全距离包括电气间隙，爬电距离和绝缘穿透距离。2、 电气间隙：两相邻导体或一个导体与相邻电机壳表面的沿空气测量的最短距离。3、 爬电距离：两相邻导体或一个导体与相邻电机壳表面的沿绝绝缘表面测量的最短距离。 4、 一次电路：一次4 / 33电路是直接与交流电网电源连接的电路。5、 二次电路：二次电路是不与一次电路直接连接，而是由位于设备内的变压器、变换器或等效的隔离装置或由电池供电的一种电路。 2、 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。爬电距离的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。由此可以看出，电气间隙和爬电距离的防范对象和考核目的不同。电气间隙防范的是瞬态过电压或峰值电压；而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。 3、 从对一次电路二次电路的名词定义可以看出，二次电路可能是安全可触及的，也可能是危险带电的；一个设备内可能同时存在一次电路和二次电路，例如预定与电网电源直接相连使用的电源适配器；一个设备也可能本身就是二次电路，例如采用一台发电机或电池供电的设备。在理解和区分一次电路和二次电路的基础上，也就理解标准中为什么二次电路中也有对基本绝缘、附加绝缘、加强绝缘等的电气间隙的要求。5 / 33增安型、无火花型电气设备不同电位的导电部件之间的最小电气间隙和爬电距离注：设备的额定电压，可高于表列数值的；装入灯座中的额定电压，不大于的螺旋灯座灯泡，对于级绝缘材料最小爬电距离可为。表中的、为绝缘材料相比漏电起痕指数分级，应符合现行国家标准爆炸性环境用防爆电气设备通用要求的有关规定。级为上釉的陶瓷、云母、玻璃；级三聚腈胺石棉耐弧塑料、硅有机石棉耐弧塑料；级为聚四氟乙烯塑料、三聚腈胺玻璃纤维塑料、表面用耐弧漆处理的环氧玻璃布板。如满足下列三个条件，电气间隙和爬电距离6 / 33加强绝缘可减少 2mm,基本绝缘可减少 1mm。1.这些爬电距离和电气间隙会受外力而减小，但它们不处在外壳的可触及导电零部件与危险带电零部件之间；2.它们靠刚性结构保持不变；3.它们的绝缘特性不会因设备内部产生的灰尘而受到严重影响。*注意：但直接与电网电源连接的不同极性的零部件间的绝缘，爬电距离和电气间隙不允许减小。基本绝缘和附加绝缘即使不满足爬电距离和电气间隙的要求，只要短路该绝缘，设备仍满足标准要求，则是可以接受的。电气间隙和爬电距离一、 定义1、 2、 3、 头间的电气间隙。7 / 334、 抽出式部件：可以从连接位置移动到分离位置和试验位置同时应保持与成套设备的机械连接的可移式部件。5、 连接位置：可移式部件或抽出式部件为保证其正常的设计功能而处于完好的连接状态的一种位置。6、 试验位置：抽出式部件的一种位置，在此位置上，有关的主电路已与电源断开但没有必要完全形成隔离距离，而辅助电路已连接好，允许对抽出式部件进行运行试验，此时该部件仍与成套设备保持机械上的连接。7、 分离位置：抽出式部件的一种位置，在该位置时，主电路和辅助电路的隔离距离已达到要求，而抽出式部件与成套设备仍保持机械连接。8 / 338、 移出位置：可移式部件或抽出式部件移至成套设备外部，并与成套设备在机械上和电气上均脱离的一种位置。9、 绝缘配合：电气设备的绝缘特性，一方面与预期过电压和过压保护装置的特性有关，另一方面与预期的微观环境和污染防护方式有关。10、 污染：能够影响介电强度或表面电阻率的所有外界物质的状况，如固态、液态或气态。11、 或凝露导致表面介电强度或电阻率下降事件发生的频度而对环境条件作出的分级。 污染等级 1:无污染、或仅有干燥的非导电性污染。污染等级 2:9 / 33一般情况下,只有非导电性污染。但是,也应考虑到偶然由于凝露造成的暂时的导电性。污染等级 3:存在导电性污染,或者由于凝露使干燥的非导电性污染变成导电性的污染。 污染等级 4:造成持久性的导电性污染,例如由于导电尘埃或雨雪造成的污染。12、 微观环境：指所考虑的电气间隙和爬电距离周围的环境条件。13、 均匀电场：电极之间的电压梯度基本恒定的电场，例如在两球之间，每个球体的半径均大于二者之间的距离的电场。10 / 3314、 非均匀电场：电极之间的电压梯度不恒定的电场。15、 漏电起痕：固定绝缘材料的表面由于电场和电解液的共同作用逐渐形成的导电通路的过程。16、 相比漏电起痕指数：一种材料经受 50 滴规定的试验溶液而不出现漏电痕迹的最大电压值，单位用伏表示17、 的电压值。在任何情况下最大的额定工作电压值不应超过额定绝缘电压值。18、 极性的脉冲电压峰值，而且电间隙值参照此电压值确定。成套设备中一条电路的额定冲击耐受电压应等于或高于成套设备所在系统中出现的瞬态过电压规定值。19、 材料组别 400CTI60011 / 33材料组别 a 175CTI400材料组别 b 100CTI175二、 检测目的、适用范围1、 检测目的：验证成套设备内的电器元件、带电导体和端子等的间距是否符合标准规定的安全距离。2、适用范围：所有低压成套开关设备和控制设备产品。三、 技术要求和判定准则1、 电气间隙：技术要求的确定见表 14，必要时结合表G.1。主要与过电压类别、污染等级有关。12 / 332、 爬电距离：技术要求的确定见表 16。主要与材料组别、污染等级有关。3、 抽出式部件的隔离距离：引申至 GB/中：在断开位置下同一极的断开触头的间隙不得小于 GB/中表 13 规定的电气间隙。以上三项试验所测数据均不得超出技术要求值。四、 检测方法1、2、 电气间隙、爬电距离：详见标准附录 F。 隔离距离：抽出式部件置于隔离位置时，测量抽出式部件的动触头、静触头之间的距离，此距离即为隔离距离。五、 检测设备13 / 331、 游标卡尺六、 注意事项1、 2、3、4、 如果有关的电气间隙小于 3mm，凹槽最小宽度可以减小至该电气间隙的 1/3； 测量爬电距离时，注意两个绝缘材料之间的接合处亦被视为上述表面； 值都可以减少至表16 中规定值的倍；5、 距离。6、 当成套设备中有相对运动的部件时，需在相对运动部件处于最不利位置时测量电气间隙和爬电距离；0、概论14 / 331、产品资料的安规设计要求2、安规元器件3、安规标识4、产品的安规设计要求、工作电压的测量、电气间隙和爬电距离、温升、抗电强度、输出过载及变压器过载、输出短路、风扇堵转及通风孔堵塞15 / 33、元件故障试验5、附录、附录 A 电气间隙和爬电距离表、附录 B 抗电强度试验电压表、附录 C 异常测试时变压器绕组和电感允许的温度限值0、概论应用安全标准的目的在于减少由于下列危险造成伤害或危害的可能性。电击；与能量能关的危险；着火；16 / 33与热有关的危险；机械危险；辐射；化学危险。设计者不仅要考虑设备的正常工作条件，还要考虑可能的故障条件以及随之引起的故障，可预见的误用以及诸如温度、海拔、污染、湿度、电网电源的过电压和通信线路的过电压等外界影响。1、产品资料的安规设计要求产品规格书：产品规格书应包括: 抗电强度的描述、输入输出线与端子的描述、冷却条件的说明、完整的标签等，还应规定额定输入电压、额定输入频率、额定输出电流、最大输入电流、工作环境温度；产品规格书应对产品的安装方式或条件、保护接地方式以及安全性警告予以说明，以使公司对于用17 / 33户的不规范操作带来的危害可以免除责任。另外，产品规格书中的中英文应分开、独立。关于产品规格书的制作和内容的具体要求如下。产品外形及主要规格：.型号应为产品在市场销售的名称，而不能写成公司内部的型号，如 D78 的产品规格的型号应为 PMA52F，而不能写成 D78。.表示范围的符号应用“-” ，而不能用“” 。这个要求也同样适用于整份规格书。使用环境：散热方式的自然风冷或强制风冷的条件要写清楚。如果是强制风冷且未自带风扇，则应规定风扇的规格和安装位置以及其它说明，此信息可在“强制风冷环境”一节中详细描述。另外，环境温度要注明清楚。18 / 33注：环境温度的最大温度会影响到安规的一些测试，所以在客户的要求内应尽量将环境温度的上限值取低一些。电气特性：.如果产品的初级为危险电压的二次电路，且产品本身不能承受加强绝缘的抗电强度，则应在电压输入的备注栏增加说明：“本产品应由加强绝缘隔离的变压器或电池供电” 。注：安规上的危险电压指的是高于峰值或 60VDC 的电压。.额定输入电压、额定输入频率、额定输出电流、最大输入电流要清楚无误。如果自然风冷、强制风冷时输出有所差异，则要详细说明。C.额定电压和额定电压范围的问题：对于 AC 输入，额定电压可标明为 100-240VAC 或 200-240VAC，额定电压范围则可以是客户指定的输入电压范围，如“85-285VAC”等。对于DC 输入，额定电压可标明为“-36 - -76VDC”、 “-40 - -75VDC”等形式，额定电压范围也可标明为客户指定的范围。19 / 33安规及 EMC 特性：将“绝缘强度”一词改为“抗电强度” 。机械特性：.应对输入、输出连接器进行详细说明。.如果输出有软线，则应写明各路输出和软线颜色一一对应关系。C.如果输入、输出线有地线，则此地线必须用黄绿线。标贴：参考本资料的铭牌标签。强制风冷环境模拟：应详细规定风扇的规格和安装位置以及其它说明。20 / 33变压器规格书:变压器规格书中应包括其所用物料的清单；对于安全性隔离变压器，其初、次级绕组出线都就套上绝缘套管并穿过挡墙 12mm；规格书中应包括所有绕组的铜阻阻值；如果产品需要申请 UL 认证，则变压器须有变压器绝缘系统认证，且变压器所用的材料及其供应商须为其绝缘系统内的材料及其供应商。变压器的尺寸标注不应写为“XX MAX”的格式，而应为“XXXX”的格式。电感规格书：如果产品需要申请 TUV 认证，则需要提供各电感的铜阻阻值。同样，电感的尺寸标注也不应写为“XX MAX”的格式，而应为“XXXX”的格式。2、安规元器件21 / 33安规关键性元器件应标注其厂商、规格、型号和参考位号。对于本公司的产品来说，安规关键性元器件大体上指：塑胶外壳、铭牌；PCB 板、保险丝、保险丝座；压敏电阻、放电管；电感、变压器；光耦、X 电容、Y 电容；插座、开关、输入塑胶端子、各种软线；热缩管、套管、PVC 片、硅胶片、绝缘片；风扇、继电器、温度开关；Bulk 电容、泄放电阻、整流桥、开关管。22 / 33对于具体机型和具体所用的场合，关键元器件的判定有所不同。除 Bulk 电容、泄放电阻、整流桥、开关管外，其它关键性元器件一般需要与认证相对应的认证书。3、安规标识铭牌标签：铭牌标签通常应包括：a.额定电压或额定电压范围。以 V 为单位，电压范围用“-”隔开，多个额定电压和多种额定电压范围用“/”分开，如 100-120V/200-240V，交流供电还应用“”指明。直流供电应用“”指明。b.额定频率或额定频率范围，频率范围用“-”隔开，多个额定频度和多种额定频率范围用“/”分开。c.额定输出电流或额定输出电流范围。以 mA 或 A 为单位，23 / 33电流范围用“-”隔开。 d.制造商名称或商标。e.产品型号。f.如果是类设备，应有类设备符号“ 回 ” 。g.如果已通过了认证，则应有相应的认证标志。PCB 板的标识：PCB 板应丝印其厂商名称、规格、防火级别、安规认证号等，还应丝印输入、输出的标识，火线、零线、地线的标识、接地的标识，保险管的标识、机型号及版本、各元器件的标识等。所有的标识应丝印在显著的位置上，不应被遮挡住，还应清楚无误。保险管的标识必须包括：额定电压、额定电流、位号。如果客户或工程师有其它特性的要求，也可标上，但工程师必须确定保险管的特性与所标特性一致。如果电源外壳上有保险管座,操作者可直接更换，则此保险管应标识也必须包括快慢熔及高低分断率的特性。24 / 33整机的标识：开关上应标识其开/关状态，电感、变压器上应标识其规格、制造商的商标 或名称。产品外壳上各种按钮、输出端子的功能应进行标识。4、产品的安规设计要求工作电压的测量在确定工作电压时，下列所有要求都适用：a.额定电压值或额定电压范围上限值应：-用作一次电路和地这间的工作电压；和-在确定一次电路和二次电路之间的工作电压时应考虑；和b.未接地的一次电路可触及导电零部件应假定其是接地的；和c.如果变压器绕组或其它零部件是接地的，即不与相对于25 / 33地有确定的电位的电路连接，则应假定该变压器绕组或零部件有一点接地，由于这一点接地而产生最高工作电压；和 d.如果使用双重绝缘，则基本绝缘上的工作电压，应按假定附加绝缘为短路的状态来确定，反之亦然。对于变压器绕组之间的双重绝缘，应假定有这样一点发生短路，由于这一点短路而在其它绝缘上产生最高工作电压；和e.对变压器两个绕组之间的绝缘以及对于变压器绕组与另一个零部件之间的绝缘，应取两绕组上任意两点之间的最高电压以及绕组上任意一点与该零部件之间的最高电压。 注：一次电路：直接与电网电源连接的电路。二次电路：不与一次电路直接连接，而是由位于设备内的变压器、变换器或等效的隔离装置供电或由电池供电的一种电路。测试方法：测试条件：电压：额定电压的上限或额定电压范围的上限26 / 33频率：额定频率的上限或额定频率范围的上限负载：正常工作时的最大负载或负载组合中的最严重情况。测试过程：1、 确定所有的受测点：受测点可以是初、次极之间的任意的两点，通常可选取变压器、光耦、Y 电容初、次极之间的任意的两个插脚。如果测量初极或次极对地的工作电压，受测点可以是初、次极的任意的一点。2、 将输出的共同端和输入的 N 线或输入的负极短接起来，以获取参考电压。如果测量对地的工作电压，可将输入的N 线或输入的负极和地之间连接起来。3、 将示波器的探头分别接到两个受测点上。4、 开机，将输入电压、频率、输出负载调到要求的大小。27 / 335、 调节示波器并读取示波器上显示的工作电压的最大峰值和有效值。6、 将示波器的探头接到另外的两个受测点上，重复上述的步骤 1 到 4。7、 将测得的数值记录下来。注：确定电气间隙、爬电距离，需要用到工作电压的有效值和最大峰值。确定抗电强度，需要用到最大峰值。判定：无。、电气间隙和爬电距离设备应同时满足安规上对设备所要求的电气间隙和爬电距离。28 / 33电气间隙和爬电距离的具体数值可参考附录 5。1 附录 A。下面所列出的电气间隙和 爬电距离的数值仅作一般情况下参考用，并不代表最后的实际情况。术语解释：电气间隙：导电体间测得的最短空间距离。爬电距离：导电体间测得的最短绝缘表面距离。一般来说，爬电距离要求的数值比电气间隙要求的数值要大，布线时须同时满足这两者的要求，开槽只能增加表面距离即爬电距离而不能增加电气间隙，所以当电气间隙不够时，开槽是不能解决这个问题的，开槽时要注意槽的位置、长短是否合适，以满足爬电距离的要求。元件及 PCB 的电气隔离距离：对于类设备的开关电源,在元件及 PCB 板上的隔离距离如下：29 / 33SUNCEE 第 18 部分 电气间隙和爬电距离本技术条件符合的规定。 本部分应和其他部分一起使用。 1 电气间隙和隔离距离成套设备内不同极性的裸露带电部件和裸露带电部件对金属结构部件之间的电气间隙和爬电距离应不小于表 1 的规定值。2 验证检测验证成套设备内部各部位的电气间隙和爬电距离是否符合表 1 规定的值。为满足介电性能的要求，应测量相与相之间，不同电压的电路导体之间及带电部件与裸露导电部件之间的最小爬电距离。此距离也应符合表 1 规定的要求。必要时，考虑到外壳及其部件或内部屏障可能产生的变形，包括偶然由短路引起的任何变化，对电气间隙和爬电距离30 / 33进行测量。如果成套设备包含抽出式部件，则有必要在试验位置和分离位置时分别验证电气间隙和爬电距离是否符合要求。电气间隙和爬电距离(图文分析)经典！IEC 60335-1：2001家用和类似用途电器的安全 通用要求标准在 2001 年 5 月公布，但由于配合使用的各个产品家用和类似用途电器的安全 XX 特殊要求很多还没有制订出来，所以目前还没有普遍使用 2001 版本的通用要求。与第三版相比，新版标准在许多方面，特别是在爬电距离和电气间隙方面有了很多变化。可以预见这些变化将会影响全世界未来 10 年家用电器及类似产品的结构设计，希望引起相关人员的注意，尤其是家电产品设计和测试方面人员的足够重视。欧洲标准化组织在 2002 年对 EN60335-1 进行了换版，而中国国家标准相信很快更新。据悉全国家用电器标准化技术委员会已经于 XX 年 9 月在烟台召开了标准的起草工作会议，31 / 33有希望在今年内完成征求意见稿。下面笔者结合工作实践，给大家介绍一下标准制订的一些背景情况，并重点对变化较大的第 29 章作简单介绍。 背景介绍：在过去 40 多年里，第一版(1976)，第二版(1988)，第三版(1991)标准关于爬电距离和电气间隙的内容要求一直没有什么变化。它们都是