PCB之電氣間隙爬電距離設計需求判定

1、電氣間隙、爬電距離相關介紹1、 為啥由這些要求？一是安全；二是安全；三還是安全。2、 這些概率是咋引申來的？為了保證人身安全和使用環(huán)境不受任何危害，基本所有的家用電器產(chǎn)品都有對應的安全標準。整體而言，所有家電有通用的基本標準，如： IEC60335-1家用和類似用途電器的安全通用要求，針對具體家電產(chǎn)品，可能要有類似標準參考。但基本都是在 通用標準的基礎上，針對具體家電產(chǎn)品做做一些更細致、補充性的說明。說到這里，先介紹一些基本概念：1、基本絕緣 basic insulation施加于帶電部件對電擊 提供基本防護的絕緣。附力口絕緣 supplementary insulation萬一基本絕緣失效，

2、為了對電擊提供防護而對基本絕緣另外施加的獨立絕緣。雙重名色緣 double insulation由基本絕緣和附加絕緣構成的絕緣系統(tǒng)。力口強絕緣 reinforced insulation提供與雙重絕緣等效的防電擊等級而施加于帶電部件的單一絕緣。雙重絕緣和加強絕緣在防護上基本相當，在大多數(shù)情況下，可以等同看待。但是，細致來講，二者有一定區(qū)分：加強絕緣，作為單一的絕緣，這并不意味該絕緣是個同質體，它也 可以由幾層組成，但它不像附加絕緣或基本絕緣那樣能逐一地試驗，具體實驗強度上，相對基本絕緣和附件絕緣有一定加強。功能性絕緣 functional insulation在不同電勢的導電部件之間的絕緣，僅

3、為器具的正確運行所需 。2、相關家電對應的分類情況，根據(jù)防觸電保護方式，家用電器可以分為 5類：O 類型器具 class O appliance :電擊防護依賴于基本絕緣的器具。即它沒有將導電性易觸及部件（如果有的話）連接到 設施的固定布線中保護導體的措施， 萬一該基本絕緣失效， 電擊防護依賴于環(huán)境?！竞唵沃v： 僅僅提供基本絕緣】隨著越來越嚴格的安規(guī)，該類設備基本已經(jīng)很少有了。OI 類器具 class OI appliance至少整體器具有基本絕緣并帶有一個接地端子的器具，但其電源軟線不帶接地導線，插頭也無接地接點。【簡單講：基本絕緣+接地保護（單獨引出）】只備有接地端子，而沒有將接地線接到接

4、地端子上，使用時由用戶用接地線將機殼直接接地。即，不相目前電器常用的三角插頭形式（含保護地方式引出）。這類電器，慢慢 也比較少了，在一些很老式的電氣中可能會見到。I 類器具 class I appliance其電擊防護不僅依靠基本絕緣而且包括一個附加安全防護措施的器具。其防護措施是以萬一基本絕緣失效，易觸及的導電部件不會帶電的方法是將易觸及的導電部件連接到設施固 定布線中的接地保護導體?！竞唵沃v：基本絕緣+附加保護措施（一般為可觸及會帶點部件通過“三角插頭”等類似較固定方式引出）】這是目前很多家電主要米用的保護形式。II 類器具 class II appliance其電擊防護不僅依靠基本絕緣，

5、而且提供如雙重絕緣或加強絕緣那樣的附加安全防護措施的器具。該類器具沒有保護接地或依賴安裝條件的措施。【簡單講：雙重或加強絕緣方式，且無保護接地】這也是目前很多家電主要采用的保護形式。III 類器具 class III appliance其電擊防護是依靠安全特低電壓電源來供電的器具，且其內(nèi)部不產(chǎn)生比安全特低電壓高的電壓?！竞唵沃v：安全特低壓供電】這里有個很常見的重合問題：如果一個其各處均具有雙重絕緣或加強絕緣的器具又帶有接的防護措施，則此器具被認為是I類或OI類器具。我們的空調(diào)，目前的絕緣就兼具有I和II器具都有的特點。接觸簫子基本維線I英電器外殼基本隼綠seeic安全.隔離變在器:1蘭電器3、

6、電氣間隙 clearance兩個導電部件之間，或一個導電部件與器具的觸及表面之間的爬電品巨離 creepage distance兩個導電部件之間，或一個導電部件與器具的易觸及表面之間 短路徑。特低電壓 extra-low voltage空間最短距離。沿絕緣材料表同測量的最器具內(nèi)部的一個電源供給的電壓，導線與地之間均不超過50V。安全特低電壓 safety extra-low voltage導線之間以及導線與地之間不超過當器具在額定電壓工作時,該電壓在導線之間以及在42V的電壓，其空載電壓不超過 50V 。當安全特低此時安全隔離變壓電壓從電網(wǎng)獲得時，應通過一個安全隔變壓器或一個帶離繞組的轉換器,

7、 器和轉換器的絕緣應符合雙重絕緣或加強絕緣的要求。3、 怎樣判斷設計中所需要的電氣間隙、爬電距離。器具的結構應使爬電距離、電氣間隙和固體絕緣足夠承受遺體中能經(jīng)受的電氣應力?！九离娋嚯x和電氣間隙不應小于對應表格的規(guī)定值，并考慮一定的過壓類別對應的額定脈沖電壓的影響。但如果電氣間隙滿足IEC60335-1 的14章的脈沖電壓試驗，對于基本絕緣和功能性絕緣，它們的值可以更小。該試驗只有在該距離不可能受變形、磨損、部件移動或裝配期間的移動所影響的結構中才適用?！?1、電氣間隙的判斷。在IEC60335-1標準的附錄中，對其的判斷過程有詳細說明。具體如下：(1) 確定設備的過壓類別：過電壓類別是一個定義

8、瞬間過電壓條件的數(shù)值。具體在：IEC60664-1中可以找到更詳細信息。 目前主要分為4類： 過電壓類別IV的設備：在原安裝地點使用。Eg：如電費表和初級過電流保護設備。過電壓類別III的設備：固定設施里的設備和其可靠性和可用性有特別要求的設備。Eg :如固定設施的開關和永久連接到固定設施的工業(yè)用設備。過電壓類別II的設備：是由固定設施供電的能量消耗設備。如果這類設備有關于可靠性和可用性的特殊要求，過電壓類別III適用。Eg：如器具、便攜式工具和其它家用各類似的負載。過電壓類別I的設備：為連接到有措施限值瞬態(tài)過電壓處于低水平的電路和設備。Eg：如電子電路。IEC60335-1 表15-額定沖擊

9、電壓額定電壓V額定沖擊電壓V過電壓類別IIIIII< 50330500800>50 且0 15080015002500>150 且0 300150025004000(2) 確定設備的污染等級：污染等用來評估設備使用環(huán)境污染程度對起一些評價指標影響的一個等級，主要是下述污染等級的信息摘錄于 IEC60664-1 。為了評定電氣間隙的距離，確立以下4個微環(huán)境的污染等級： 1級污染：沒有污染或似發(fā)生干燥的、非導電性的污染。污染不會產(chǎn)生影響； 2級污染：除了可預知的冷凝所引起的短時的偶然的污染外，似發(fā)生非導電性的污染； 3級污染：發(fā)生導電性的污染或干燥的非導電性污染，且該污染會由可預

10、知的冷凝 使其具有導電性。 4級污染：由導電性粉塵、雨水或雪引起的產(chǎn)生持久導電性的污染。注3: 4級污染不適用于器具。(3)按之前設備的分類， 查表16 ,并將實際產(chǎn)品的電氣間隙測量的值與規(guī)定的最小值進行 比較。若滿足，對于其它情況，如果符合 IEC60335-1 中29.1嚴格要求【爬電距離和電氣間隙不應小于對應表格的規(guī)定值，并考慮一定的過壓類別對應的額定脈沖電壓的影響。但如果電氣間隙滿足IEC60335-1 的14章的脈沖電壓試驗，對于基本絕緣和功能性絕緣，它們的值可以更小。該試驗只有在該距離不可能受變形、磨損、部件移動或裝配期間的移動所影響的結構中才適用?！?，可進行脈沖電壓試驗以驗證確認

11、，另外，表16的規(guī)定值適用。表16規(guī)定的最小值進行比較。(4 )按設計絕緣要求進行判斷是否合格：A:基本絕緣：其電氣間隙按表16來判斷；B:附加絕緣：其電氣間隙應不小于表16對基本絕緣的規(guī)定值；C:加強絕緣：的電氣間隙應不小于表16對基本絕緣的規(guī)定值，但以使用下一個高 等級的額定脈沖電壓值作為基準。D:功能性絕緣：表16的數(shù)值適用。但如該功能性絕緣被短路時器具仍符合IEC60335-119非正常工作 章節(jié)的要求【器具的結構，應使其消除非正常工作或誤操作導致的火災危險、有損安全或電擊防護的機械性損壞是可行的】，則不規(guī)定其電氣間隙。 不測量在漆包線交叉點上的電氣間隙。IEC60335-1:2001

12、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， 比標準IEC 60664 中更小的電氣問隙要求因此未被采用。注3:在整個產(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的要求比標準IEC 60664 中最小間隙增加了 0.5mm 。2、爬電距離的判斷。在IEC60335-1標準的附錄中，對其的判斷過程有詳細說

13、明。具體如下:測量基本絕緣和附加絕緣的爬電距離并與表 17規(guī)定的最小值進行比較。測量功能絕緣的爬 電距離并與表 18規(guī)定的最小值進行比較。 測量加強絕緣的爬電距離并與表 17規(guī)定的最小 值進和比較。按設計絕緣要求進行判斷是否合格：A:基本絕緣：其爬電距離不應少于表17的規(guī)定值。除了 1級污染外，如果IEC60335 -1中14章（瞬間過壓）的試驗用來檢查 特殊的電氣間隙，相應的爬電距離應不少于表 16規(guī)定的電氣間隙的最小尺 寸。B:附加絕緣：其爬電距離應不小于表 17對基本絕緣的規(guī)定值。但注：表 17的注1和注2 不適用。C:加強絕緣：其爬電距離應不小于表17對基本絕緣的規(guī)定值白兩倍。但注：表

14、 17的注1 和注2不適用。D:功能性絕緣：功能性絕緣的爬電距離不應小于表18的規(guī)定值。但如該功能性絕緣被短路時器具及符合19章（非正常工作）要求，爬電距離可減小。IEC60335-1表17-基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IRma/ mbIRma/ mb< 500.20.60.91.21.51.71.9 a>50 < 1250.30.81.11.51.92.12.4>125 < 2500.61.31.82.53.23.64.0>250 < 4001.02.02.84.05.05.66.3&g

15、t;400 且0 5001.32.53.65.06.37.18.0>500 且0 8001.83.24.56.28.09.010.0>800 < 10002.44.05.68.010.011.012.5>1000 且0 12503.25.07.110.012.514.016.0>1250 且0 16004.26.39.012.516.018.020.0>1600 且0 20005.68.011.016.020.022.025.0>2000 且0 25007.510.014.020.025.028.032.0>2500 且0 320010.012.518.025.032.036.040.0>3200 且0 400012.516.022.032.040.045.050.0>4000 且0 500016.020.028.040.050.056.063.0>5000 且0 630020.025.036.050.063.071.080.0>6300 且0 800025.032.045.063.080.090.0100.0>8000 且0