关于爬电距离的规定.doc

爬电距离与爬电间隙

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。
　　电气间隙和爬电距离
　　（爬电间隙一般被称作电气间隙，因电气间隙决定了爬电情况的发生与否，所以电气间隙也常被称作爬电间隙。）
　　此带电区（导体为圆形时，带电区为环形）的半径，即为爬电距离；
电气间隙：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。
　　可见，爬电距离和电气间隙实际是两个相关参数，都是针对电气绝缘性而来。特别是在继电器、开关等工控产品的选用中，需要遵守相关标准的同时，还要按实际的使用环境要求（气压、污染等），设定合适的爬电距离及电气间隙，以保障人民生命财产安全和电气性能的稳定。

l         3.3.5功能绝缘functional insulation：为实现电器正确功能，两导电体之间的绝缘，没有安全的功能。其实这也不是“新”的概念，在开关标准、电子产品标准早就有这个概念了。大家不妨打开GB4943-1995（idt IEC 60950-1:1991）《信息技术设备（包括电气事务设备）的安全》标准，我们就会发现有类似的概念1.2.9.1“工作绝缘：设备正常工作所需的绝缘，并不起防电击作用”。
最常见的功能绝缘的例子：PCB板上带电件之间的绝缘，如图1中所示，

带电件1和带电件2之间的绝缘即为功能绝缘。而在IEC60335-1：1991版中，会把它当作基本绝缘来考核。
第13.3条：电气强度试验电压发生了变化。IEC60335-1：1991（第三版）标准的要求：
试验电压值：
——对其他基本绝缘为
1000V
——对附加绝缘为
2750V
——对加强绝缘为
3750V
可以认为器具内部的部件工作电压都是小于250V，按额定电压小于250V的水平来考核的。但随着技术的发展，越来越多的白色家电采用新的技术，譬如家用空调变频技术，微波炉高压倍压电路等，器具使用的是220V的额定电源电压，但在器具内部可能出现高于电源电压的工作部件，有的部件工作电压高达数千伏。经过大量的实践，技术专家们觉得应该修改第三版标准不分工作电压考核的情况。请看标准中的表4：
表4-电气强度试验电压
绝缘
试验电压V
额定电压V
工作电压
SELV
≤150V
＞150V且≤250V
＞250V
基本绝缘
500
1000
1000
1.2U+700
附加绝缘

1000
1750
1.2U+1450
加强绝缘

2000
3000
2.4U+2400
我们可以看到，附加绝缘和加强绝缘的试验电压从原来的2750V和3750V分别下降到了1750V和3000V，但是增加了对工作电压大于250V的部件/位置的试验。
举例：问某220V额定电压电吹风内部布线到外壳外表面，沿外壳安装缝（如图2）
的电气间隙是多少？

解释：
从防触电的角度分析，内部布线的绝缘层提供基本绝缘防护，风扇外壳提供附加绝缘防护，两者合称双重绝缘。现在要考核附加绝缘的电气间隙。
步骤一：查表15得知额定电压220V，过电压类别II的情况下额定冲击电压2500V；
步骤二：查表16得出基本绝缘在额定冲击电压2500V情况下最小电气间隙为2.0mm；
步骤三：按29.1.2条附加绝缘是采用基本绝缘的限值，即2.0mm。
而按IEC60335-1:1991标准，查表得到4.0mm的限值，由此可见，要求的确是降低了。
IEC60335-1:2001 表15-额定冲击电压
额定电压V
额定冲击电压V
过电压类别
I
II
III
≤50
330
500
800
＞50且≤150
800
1500
2500
＞150且≤300
1500
2500
4000

IEC60335-1:2001 表16-最小电气间隙
额定冲击电压(V)
最小电气间隙(mm)注1
330
0,5注2
500
0,5注2
800
0,5注2
1500
1,0注3
2500
2,0注3
4000
3,5注3
6000
6,0注3
8000
8,5注3
10000
11,5注3
注1：这些尺寸要求只适合于空气中的电气间隙。
注2：由于大规模生产会产生一些误差，比标准IEC 60664中更小的电气间隙要求因此未被采用。
注3：在整个产品寿命周期里，有可能会造成间隙的减少，考虑到这些原因，表16的要求比标准IEC 60664中最小间隙增加了0.5mm。

IEC60335-1:2001 表17-基本绝缘的最小爬电距离
工作电压（V）
爬电距离（mm）
防污等级
1
           2
          3
材料组别
      材料组别
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲa/Ⅲb
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲa/Ⅲb
≤50
0.2
0.6
0.9
1.2
1.5
1.7
1.9a
>50 且 ≤125
0.3
0.8
1.1
1.5
1.9
2.1
2.4
>125 且 ≤250
0.6
1.3
1.8
2.5
3.2
3.6
4.0
>250 且 ≤400
1.0
2.0
2.8
4.0
5.0
5.6
6.3
>400 且 ≤500
1.3
2.5
3.6
5.0
6.3
7.1
8.0
>500 且 ≤800
1.8
3.2
4.5
6.2
8.0
9.0
10.0
>800 且 ≤1000
2.4
4.0
5.6
8.0
10.0
11.0
12.5
>1000 且 ≤1250
3.2
5.0
7.1
10.0
12.5
14.0
16.0
>1250 且 ≤1600
4.2
6.3
9.0
12.5
16.0
18.0
20.0
>1600 且 ≤2000
5.6
8.0
11.0
16.0
20.0
22.0
25.0
>2000 且 ≤2500
7.5
10.0
14.0
20.0
25.0
28.0
32.0
>2500 且 ≤3200
10.0
12.5
18.0
25.0
32.0
36.0
40.0
>3200 且 ≤4000
12.5
16.0
22.0
32.0
40.0
45.0
50.0
>4000 且 ≤5000
16.0
20.0
28.0
40.0
50.0
56.0
63.0
>5000 且 ≤6300
20.0
25.0
36.0
50.0
63.0
71.0
80.0
>6300 且 ≤8000
25.0
32.0
45.0
63.0
80.0
90.0
100.0
>8000 且 ≤10000
32.0
40.0
56.0
80.0
100.0
110.0
125.0
>10000 且 ≤12500
40.0
50.0
71.0
100.0
125.0
140.0
160.0
a如果部件的工作电压小于50V，允许使用Ⅲb的材料

IEC60335-1:2001 表18-功能绝缘的最小爬电距离
工作电压（V）
爬电距离（mm）
防污等级
1
           2
          3
材料组别
      材料组别
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲa/Ⅲb
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲa/Ⅲb
≤50
0.2
0.6
0.8
1.1
1.4
1.6
1.8a
>50 且 ≤125
0.3
0.7
1.0
1.4
1.8
2.0
2.2
>125 且 ≤250
0.4
1.0
1.4
2.0
2.5
2.8
3.2
>250 且 ≤400b
0.8
1.6
2.2
3.2
4.0
4.5
5.0
>400 且 ≤500
1.0
2.0
2.8
4.0
5.0
5.6
6.3
>500 且 ≤800
1.8
3.2
4.5
6.3
8.0
9.0
10.0
>800 且 ≤1000
2.4
4.0
5.6
8.0
10.0
11.0
12.5
>1000 且 ≤1250
3.2
5.0
7.1
10.0
12.5
14.0
16.0
>1250 且 ≤1600
4.2
6.3
9.0
12.5
16.0
18.0
20.0
>1600 且 ≤2000
5.6
8.0
11.0
16.0
20.0
22.0
25.0
>2000 且 ≤2500
7.5
10.0
14.0
20.0
25.0
28.0
32.0
>2500 且 ≤3200
10.0
12.5
18.0
25.0
32.0
36.0
40.0
>3200 且 ≤4000
12.5
16.0
22.0
32.0
40.0
45.0
50.0
>4000 且 ≤5000
16.0
20.0
28.0
40.0
50.0
56.0
63.0
>5000 且 ≤6300
20.0
25.0
36.0
50.0
63.0
71.0
80.0
>6300 且 ≤8000
25.0
32.0
45.0
63.0
80.0
90.0
100.0
>8000 且 ≤10000
32.0
40.0
56.0
80.0
100.0
110.0
125.0
>10000 且 ≤12500
40.0
50.0
71.0
100.0
125.0
140.0
160.0
a如果部件的工作电压小于50V，允许使用Ⅲb的材料

对于基本绝缘和功能绝缘的电气间隙可以有条件地减少，条件是：
a）通过第14章的瞬时过电压（冲击电压）测试；
b）结构上能保证不变形：在装配时或发生磨损或有相对位移的情况下，电气间隙不会受到影响。因此螺丝，联接线等必须可靠联接，不会发生脱落。这里刚性联接能被接受。
要强调对于 0 类和 0I 类器具的基本绝缘在污染等级3的情况还是要按表16执行，电气间隙的要求不能减少。
查爬电距离的要求的步骤可归纳为：
步骤一：确定被考核部位的工作电压；
步骤二：确定被考核部位的材料组别（CTI指数）；
步骤三：确定被考核部位的污染等级；
步骤四：按不同的绝缘，在相应的表中查在该工作电压、材料组别和污染等级下的爬电距离要求。

在讨论电气间隙、爬电距离的问题时，值得注意以下几个问题：
1、 零部件与整机的问题：在参照IEC 60664制订标准时，TC 61标准委员会在选用电气间隙要求时, 增加了0.5mm的余量(参照前面表16注3)。虽然零部件标准委员会也参照IEC 60664标准制订零部件标准，但他们选用最低的电气间隙要求制订他们的标准。(因为IEC 60664只给出了在不同情况下的绝缘配合系统，没有对每个不同产品有具体电气间隙的要求，因此每个标准委员会会根据产品的特点进行选择。所以不同类型的产品就会有不同要求。) 因此出现了这个问题：如果我们对零部件按照标准最低电气间隙要求进行考核，那么，符合零部件标准的零件不一定就能符合整机要求。因此我们在选用零部件时就需特别注意。这个问题在新的修改版中有望得到解决。
2、 漆包线的问题：在第三版的标准中虽然没有功能绝缘这个概念，但是浸渍过的绕组电气间隙有1,0mm的减少。但在第四版的标准，只有在额定冲击电压大于1500V的情况下，才允许有0.5mm的减少。
3、 根据表16的不同额定冲击电压的值可以查出基本绝缘，附加绝缘，加强绝缘和功能绝缘的电气间隙要求。但是，对于加强绝缘的电气间隙要求，在表16中要选高一级别的额定冲击电压对应的限值。
4、 对于电热管(防尘)和PTC元件，它们的电气间隙要求被减少到1.0 mm。
5、 由于新版电气间隙要求比旧版减少很多，因此新版第22.31条的要求与旧版的就有了很大变化。原来要求是：螺丝或导线等脱落后，要保证50％的要求，而现在严格按100％ 满足表 16 要求。
6、 我们需要改变这个观念：由于过去电气间隙有足够多的余量，如果电气间隙满足要求了，交流耐压测试（电气强度试验）要求一般都没有什么问题，因此，我们往往比较注意电气间隙的要求，经常会忽略交流耐压测试。现在情况有所不同，电气间隙要求减少许多，我们在考虑电气间隙同时，还要考虑交流耐压和冲击电压的测试。有时，我们最终还以冲击电压测试为准考核电气间隙(如基本绝缘和功能绝缘)，当然前提是结构上还要满足一些附加条件，前面已讨论过这个问题，这里不再重复。