PCB之電氣間隙爬電距離設(shè)計(jì)需求判定

1、電氣間隙、爬電距離相關(guān)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(lái)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(duì)應(yīng)的安全標(biāo)準(zhǔn)。整體而言，所有家電有通用的基本標(biāo)準(zhǔn)，如： IEC60335-1家用和類似用途電器的安全通用要求，針對(duì)具體家電產(chǎn)品，可能要有類似標(biāo)準(zhǔn)參考。但基本都是在 通用標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，針對(duì)具體家電產(chǎn)品做做一些更細(xì)致、補(bǔ)充性的說(shuō)明。說(shuō)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(duì)電擊 提供基本防護(hù)的絕緣。附力口絕緣 supplementary insulation萬(wàn)一基本絕緣失效，

2、為了對(duì)電擊提供防護(hù)而對(duì)基本絕緣另外施加的獨(dú)立絕緣。雙重名色緣 double insulation由基本絕緣和附加絕緣構(gòu)成的絕緣系統(tǒng)。力口強(qiáng)絕緣 reinforced insulation提供與雙重絕緣等效的防電擊等級(jí)而施加于帶電部件的單一絕緣。雙重絕緣和加強(qiáng)絕緣在防護(hù)上基本相當(dāng)，在大多數(shù)情況下，可以等同看待。但是，細(xì)致來(lái)講，二者有一定區(qū)分：加強(qiáng)絕緣，作為單一的絕緣，這并不意味該絕緣是個(gè)同質(zhì)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(yàn)，具體實(shí)驗(yàn)強(qiáng)度上，相對(duì)基本絕緣和附件絕緣有一定加強(qiáng)。功能性絕緣 functional insulation在不同電勢(shì)的導(dǎo)電部件之間的絕緣，僅

3、為器具的正確運(yùn)行所需 。2、相關(guān)家電對(duì)應(yīng)的分類情況，根據(jù)防觸電保護(hù)方式，家用電器可以分為 5類：O 類型器具 class O appliance :電擊防護(hù)依賴于基本絕緣的器具。即它沒有將導(dǎo)電性易觸及部件（如果有的話）連接到 設(shè)施的固定布線中保護(hù)導(dǎo)體的措施， 萬(wàn)一該基本絕緣失效， 電擊防護(hù)依賴于環(huán)境。【簡(jiǎn)單講： 僅僅提供基本絕緣】隨著越來(lái)越嚴(yán)格的安規(guī)，該類設(shè)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(gè)接地端子的器具，但其電源軟線不帶接地導(dǎo)線，插頭也無(wú)接地接點(diǎn)。【簡(jiǎn)單講：基本絕緣+接地保護(hù)（單獨(dú)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(shí)由用戶用接地線將機(jī)殼直接接地。即，不相目前電器常用的三角插頭形式（含保護(hù)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(huì)見到。I 類器具 class I appliance其電擊防護(hù)不僅依靠基本絕緣而且包括一個(gè)附加安全防護(hù)措施的器具。其防護(hù)措施是以萬(wàn)一基本絕緣失效，易觸及的導(dǎo)電部件不會(huì)帶電的方法是將易觸及的導(dǎo)電部件連接到設(shè)施固 定布線中的接地保護(hù)導(dǎo)體?！竞?jiǎn)單講：基本絕緣+附加保護(hù)措施（一般為可觸及會(huì)帶點(diǎn)部件通過(guò)“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(hù)形式。II 類器具 class II appliance其電擊防護(hù)不僅依靠基本絕緣，

5、而且提供如雙重絕緣或加強(qiáng)絕緣那樣的附加安全防護(hù)措施的器具。該類器具沒有保護(hù)接地或依賴安裝條件的措施。【簡(jiǎn)單講：雙重或加強(qiáng)絕緣方式，且無(wú)保護(hù)接地】這也是目前很多家電主要采用的保護(hù)形式。III 類器具 class III appliance其電擊防護(hù)是依靠安全特低電壓電源來(lái)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?jiǎn)單講：安全特低壓供電】這里有個(gè)很常見的重合問題：如果一個(gè)其各處均具有雙重絕緣或加強(qiáng)絕緣的器具又帶有接的防護(hù)措施，則此器具被認(rèn)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(diǎn)。接觸簫子基本維線I英電器外殼基本隼綠seeic安全.隔離變?cè)谄?1蘭電器3、

6、電氣間隙 clearance兩個(gè)導(dǎo)電部件之間，或一個(gè)導(dǎo)電部件與器具的觸及表面之間的爬電品巨離 creepage distance兩個(gè)導(dǎo)電部件之間，或一個(gè)導(dǎo)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(cè)量的最器具內(nèi)部的一個(gè)電源供給的電壓，導(dǎo)線與地之間均不超過(guò)50V。安全特低電壓 safety extra-low voltage導(dǎo)線之間以及導(dǎo)線與地之間不超過(guò)當(dāng)器具在額定電壓工作時(shí),該電壓在導(dǎo)線之間以及在42V的電壓，其空載電壓不超過(guò) 50V 。當(dāng)安全特低此時(shí)安全隔離變壓電壓從電網(wǎng)獲得時(shí)，應(yīng)通過(guò)一個(gè)安全隔變壓器或一個(gè)帶離繞組的轉(zhuǎn)換器,

7、 器和轉(zhuǎn)換器的絕緣應(yīng)符合雙重絕緣或加強(qiáng)絕緣的要求。3、 怎樣判斷設(shè)計(jì)中所需要的電氣間隙、爬電距離。器具的結(jié)構(gòu)應(yīng)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(yīng)力?！九离娋嚯x和電氣間隙不應(yīng)小于對(duì)應(yīng)表格的規(guī)定值，并考慮一定的過(guò)壓類別對(duì)應(yīng)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(yàn)，對(duì)于基本絕緣和功能性絕緣，它們的值可以更小。該試驗(yàn)只有在該距離不可能受變形、磨損、部件移動(dòng)或裝配期間的移動(dòng)所影響的結(jié)構(gòu)中才適用?！?1、電氣間隙的判斷。在IEC60335-1標(biāo)準(zhǔn)的附錄中，對(duì)其的判斷過(guò)程有詳細(xì)說(shuō)明。具體如下：(1) 確定設(shè)備的過(guò)壓類別：過(guò)電壓類別是一個(gè)定義

8、瞬間過(guò)電壓條件的數(shù)值。具體在：IEC60664-1中可以找到更詳細(xì)信息。 目前主要分為4類： 過(guò)電壓類別IV的設(shè)備：在原安裝地點(diǎn)使用。Eg：如電費(fèi)表和初級(jí)過(guò)電流保護(hù)設(shè)備。過(guò)電壓類別III的設(shè)備：固定設(shè)施里的設(shè)備和其可靠性和可用性有特別要求的設(shè)備。Eg :如固定設(shè)施的開關(guān)和永久連接到固定設(shè)施的工業(yè)用設(shè)備。過(guò)電壓類別II的設(shè)備：是由固定設(shè)施供電的能量消耗設(shè)備。如果這類設(shè)備有關(guān)于可靠性和可用性的特殊要求，過(guò)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(fù)載。過(guò)電壓類別I的設(shè)備：為連接到有措施限值瞬態(tài)過(guò)電壓處于低水平的電路和設(shè)備。Eg：如電子電路。額定電壓V額定沖擊電壓V過(guò)電壓類別II

9、IIII< 50330500800>50 且0 15080015002500>150 且0 300150025004000(2) 確定設(shè)備的污染等級(jí)：污染等用來(lái)評(píng)估設(shè)備使用環(huán)境污染程度對(duì)起一些評(píng)價(jià)指標(biāo)影響的一個(gè)等級(jí)，主要是下述污染等級(jí)的信息摘錄于 IEC60664-1 。為了評(píng)定電氣間隙的距離，確立以下4個(gè)微環(huán)境的污染等級(jí)： 1級(jí)污染：沒有污染或似發(fā)生干燥的、非導(dǎo)電性的污染。污染不會(huì)產(chǎn)生影響； 2級(jí)污染：除了可預(yù)知的冷凝所引起的短時(shí)的偶然的污染外，似發(fā)生非導(dǎo)電性的污染； 3級(jí)污染：發(fā)生導(dǎo)電性的污染或干燥的非導(dǎo)電性污染，且該污染會(huì)由可預(yù)知的冷凝 使其具有導(dǎo)電性。 4級(jí)污染：由導(dǎo)

10、電性粉塵、雨水或雪引起的產(chǎn)生持久導(dǎo)電性的污染。注3: 4級(jí)污染不適用于器具。(3)按之前設(shè)備的分類， 查表16 ,并將實(shí)際產(chǎn)品的電氣間隙測(cè)量的值與規(guī)定的最小值進(jìn)行 比較。若滿足，對(duì)于其它情況，如果符合 IEC60335-1 中29.1嚴(yán)格要求【爬電距離和電氣間隙不應(yīng)小于對(duì)應(yīng)表格的規(guī)定值，并考慮一定的過(guò)壓類別對(duì)應(yīng)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(yàn)，對(duì)于基本絕緣和功能性絕緣，它們的值可以更小。該試驗(yàn)只有在該距離不可能受變形、磨損、部件移動(dòng)或裝配期間的移動(dòng)所影響的結(jié)構(gòu)中才適用?！?，可進(jìn)行脈沖電壓試驗(yàn)以驗(yàn)證確認(rèn)，另外，表16的規(guī)定值適用。表16規(guī)定的最

11、小值進(jìn)行比較。(4 )按設(shè)計(jì)絕緣要求進(jìn)行判斷是否合格：A:基本絕緣：其電氣間隙按表16來(lái)判斷；B:附加絕緣：其電氣間隙應(yīng)不小于表16對(duì)基本絕緣的規(guī)定值；C:加強(qiáng)絕緣：的電氣間隙應(yīng)不小于表16對(duì)基本絕緣的規(guī)定值，但以使用下一個(gè)高 等級(jí)的額定脈沖電壓值作為基準(zhǔn)。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(shí)器具仍符合IEC60335-119非正常工作 章節(jié)的要求【器具的結(jié)構(gòu)，應(yīng)使其消除非正常工作或誤操作導(dǎo)致的火災(zāi)危險(xiǎn)、有損安全或電擊防護(hù)的機(jī)械性損壞是可行的】，則不規(guī)定其電氣間隙。 不測(cè)量在漆包線交叉點(diǎn)上的電氣間隙。額定沖擊電壓(V)最小電氣間隙(mm)注13300,5 注25000,5

12、 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(huì)產(chǎn)生一些誤差， 比標(biāo)準(zhǔn)IEC 60664 中更小的電氣問隙要求因此未被采用。注3:在整個(gè)產(chǎn)品壽命周期里，有可能會(huì)造成間隙的減少，考慮到這些原因，表16的要求比標(biāo)準(zhǔn)IEC 60664 中最小間隙增加了 0.5mm 。2、爬電距離的判斷。在IEC60335-1標(biāo)準(zhǔn)的附錄中，對(duì)其的判斷過(guò)程有詳細(xì)說(shuō)明。具體如下:測(cè)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(jìn)行比較。測(cè)量功能絕緣

13、的爬 電距離并與表 18規(guī)定的最小值進(jìn)行比較。 測(cè)量加強(qiáng)絕緣的爬電距離并與表 17規(guī)定的最小 值進(jìn)和比較。按設(shè)計(jì)絕緣要求進(jìn)行判斷是否合格：A:基本絕緣：其爬電距離不應(yīng)少于表17的規(guī)定值。除了 1級(jí)污染外，如果IEC60335 -1中14章（瞬間過(guò)壓）的試驗(yàn)用來(lái)檢查 特殊的電氣間隙，相應(yīng)的爬電距離應(yīng)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(yīng)不小于表 17對(duì)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(qiáng)絕緣：其爬電距離應(yīng)不小于表17對(duì)基本絕緣的規(guī)定值白兩倍。但注：表 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(yīng)小于表18的規(guī)定值。但如

14、該功能性絕緣被短路時(shí)器具及符合19章（非正常工作）要求，爬電距離可減小。工作電壓（V）爬電距離（mm ）防污等級(jí)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>400 且0 5001.32.53.65.06.37.18.0>500 且0 8001.83.24.56.28.09.010.0&g

15、t;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 10