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德試培訓(xùn)課之電氣間隙和爬電距離的計(jì)算法

名詞解釋:

1、電氣間隙:不同電位的兩個導(dǎo)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(dǎo)電部件之間沿絕緣材料表面的最短距離。  

3、隔離距離(機(jī)械式開關(guān)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(yàn)位置同時應(yīng)保持與成套設(shè)備的機(jī)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(shè)計(jì)功能而處于完好的連接狀態(tài)的一種位置。  

6、試驗(yàn)位置:抽出式部件的一種位置,在此位置上,有關(guān)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(jìn)行運(yùn)行試驗(yàn),此時該部件仍與成套設(shè)備保持機(jī)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(dá)到要求(見7.1.2.2),而抽出式部件與成套設(shè)備仍保持機(jī)械連接。  

8、移出位置:可移式部件或抽出式部件移至成套設(shè)備外部,并與成套設(shè)備在機(jī)械上和電氣上均脫離的一種位置。  

9、絕緣配合:電氣設(shè)備的絕緣特性,一方面與預(yù)期過電壓和過壓保護(hù)裝置的特性有關(guān),另一方面與預(yù)期的微觀環(huán)境和污染防護(hù)方式有關(guān)。  

10、污染:能夠影響介電強(qiáng)度或表面電阻率的所有外界物質(zhì)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(dǎo)電的或吸濕的塵埃,游離氣體或鹽類和由于吸濕或凝露導(dǎo)致表面介電強(qiáng)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(dǎo)電性污染。  

污染等級2:一般情況下,只有非導(dǎo)電性污染。但是,也應(yīng)考慮到偶然由于凝露造成的暫時的導(dǎo)電性。  

污染等級3:存在導(dǎo)電性污染,或者由于凝露使干燥的非導(dǎo)電性污染變成導(dǎo)電性的污染。

污染等級4:造成持久性的導(dǎo)電性污染,例如由于導(dǎo)電塵?;蛴暄┰斐傻奈廴?。  

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(dǎo)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(yàn)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(yàn)電壓和爬電距離有關(guān)的電壓值。在任何情況下最大的額定工作電壓值不應(yīng)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(yàn)條件下,成套設(shè)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(shè)備中一條電路的額定沖擊耐受電壓應(yīng)等于或高于成套設(shè)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(guān),  

——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


檢測目的、適用范圍

1、檢測目的:驗(yàn)證成套設(shè)備內(nèi)的電器元件、帶電導(dǎo)體和端子等的間距是否符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的安全距離。
2、適用范圍:所有低壓成套開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備產(chǎn)品。

技術(shù)要求和判定準(zhǔn)則

1、電氣間隙(7.1.2.1):技術(shù)要求的確定見表14,必要時結(jié)合表G..1。主要與過電壓類別、污染等級有關(guān)。  
2、爬電距離(7.1.2.1):技術(shù)要求的確定見表16。主要與材料組別、污染等級有關(guān)。  
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(xiàng)試驗(yàn)所測數(shù)據(jù)均不得超出技術(shù)要求值。

檢測方法

1、電氣間隙、爬電距離:詳見標(biāo)準(zhǔn)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。

檢測設(shè)備

游標(biāo)卡尺

注意事項(xiàng)

1、測量時設(shè)備一定不可帶電;  
2、如果有關(guān)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(shù)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(shè)備,需在試驗(yàn)位置、分離位置分別驗(yàn)證電氣間隙和爬電距離。  
6、當(dāng)成套設(shè)備中有相對運(yùn)動的部件時,需在相對運(yùn)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(jì)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(jì)算?

圖片

4.2、電氣間隙和爬電距離  

設(shè)備應(yīng)同時滿足安規(guī)上對設(shè)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(shí)際情況。   
4.2.1術(shù)語解釋:  
電氣間隙:導(dǎo)電體間測得的最短空間距離。  

爬電距離:導(dǎo)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(yīng)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(dāng)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(shè)備的開關(guān)電源(大部分開關(guān)電源均為Ⅰ類設(shè)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)

項(xiàng)目

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)

項(xiàng)目

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)

項(xiàng)目

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(qiáng)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(yīng)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:

項(xiàng)目

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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