1、電氣間隙和爬電距離（圖文分析）經(jīng)典!IEC 60335-1: 2001家用和類似用途電器的安全 通用要求（第四版）標(biāo)準(zhǔn)在2001年5月公布，但由于配合使用的各個(gè)產(chǎn)品家用和類似用途電器 的安全XX特殊要求很多還沒有制訂出來，所以目前還沒有普遍使用200版本的通用要求。與第三版相比，新版標(biāo)準(zhǔn)在許多方面，特別是在爬電距離和電氣間隙方面有 了很多變化?？梢灶A(yù)見這些變化將會(huì)影響全世界未來 10年家用電器及類似產(chǎn)品 的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，希望引起相關(guān)人員的注意，尤其是家電產(chǎn)品設(shè)計(jì)和測(cè)試方面人員的 足夠重視。歐洲標(biāo)準(zhǔn)化組織在2002年對(duì)EN60335-1 進(jìn)行了換版，而中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) GB4706.1 相信很快更新。據(jù)

2、悉全國(guó)家用電器標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)已經(jīng)于 2003 年9月在煙臺(tái)召開了 GB4706.1-XXXX 標(biāo)準(zhǔn)的起草工作會(huì)議，有希望在今年內(nèi) 完成征求意見稿。下面筆者結(jié)合工作實(shí)踐，給大家介紹一下標(biāo)準(zhǔn)制訂的一些背景情況，并重點(diǎn)對(duì)變化較大的第29章作簡(jiǎn)單介紹。背景介紹：在過去40多年里，第一版（1976），第二版（1988），第三版（1991） 標(biāo)準(zhǔn)關(guān)于爬電距離和電氣間隙的內(nèi)容要求一直沒有什么變化。它們都是以過去積累的經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)制訂出來的，但是現(xiàn)在看來這些要求相對(duì)保守，留有余地太多， 或者說對(duì)制造商的要求高了。例如：對(duì)于230V和小于130V的危險(xiǎn)帶電部件與易觸及部件之間都是 8mm爬電距離和電氣間隙的要求

3、和同樣的交流耐壓測(cè)試值的要求。雖然 TC 61（制訂IEC 60335 標(biāo)準(zhǔn)的委員會(huì)）早在編寫第三版時(shí)，就已經(jīng)注意到這些內(nèi)容 要求不盡合理，并打算修改，可是由于在這方面經(jīng)驗(yàn)不足，更改條件還不成熟， 所以被耽擱了好幾年。最近幾年，隨著 IEC60664絕緣配合系統(tǒng)系列標(biāo)準(zhǔn)的不 斷完善，對(duì)于直流電壓小于1000V和交流電壓小于1500V絕緣配合有了更明 確和具體的電氣間隙和耐壓要求，TC 61委員會(huì)就有了修訂標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)基礎(chǔ)。 因而參照IEC 60664 所制訂白新版IEC 60335 與舊版相比，有很多變化，并 且這些新增內(nèi)容比較復(fù)雜，不太容易理解和掌握。 變化介紹：第3章定義：在新的標(biāo)準(zhǔn)中引入了

4、一些新的概念，原來的一些定義稍作了改動(dòng)。 l 3.3.5功能絕緣functional insulation :為實(shí)現(xiàn)電器正確功能，兩導(dǎo)電體之間的絕緣，沒有安全的功能。其實(shí)這也不是新”的概念，在開關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、電子產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)早就有這個(gè)概念了。大家不妨打開GB4943-1995（ idt IEC60950-1:1991）信息技術(shù)設(shè)備（包括電氣事務(wù)設(shè)備）的安全標(biāo)準(zhǔn)，我們就會(huì)發(fā)現(xiàn)有類似的概念1.2.9.1 工作絕緣：設(shè)備正常工作所需的絕緣，并不起 防電擊作用最常見的功能絕緣的例子：PCB板上帶電件之間的絕緣，如圖1中所示，帶電件1和帶電件2之間的絕緣即為功能絕緣。而在IEC60335-1: 1991版中，會(huì)把

5、它當(dāng)作基本絕緣來考核。第13.3條：電氣強(qiáng)度試驗(yàn)電壓發(fā)生了變化。IEC60335-1 : 1991 （第三版） 標(biāo)準(zhǔn)的要求：絕緣試驗(yàn)電壓值對(duì)其他基本絕緣為1000V對(duì)附加絕緣為2750V對(duì)加強(qiáng)絕緣為3750V可以認(rèn)為器具內(nèi)部的部件工作電壓都是小于 250V ,按額定電壓小于250V的水 平來考核的。但隨著技術(shù)的發(fā)展，越來越多的白色家電采用新的技術(shù)， 譬如家用 空調(diào)變頻技術(shù)，微波爐高壓倍壓電路等，器具使用的是220V的額定電源電壓，但在器具內(nèi)部可能出現(xiàn)高于電源電壓的工作部件，有的部件工作電壓高達(dá)數(shù)千 伏。經(jīng)過大量的實(shí)踐，技術(shù)專家們覺得應(yīng)該修改第三版標(biāo)準(zhǔn)不分工作電壓考核的 情況。請(qǐng)看標(biāo)準(zhǔn)中的表4:

6、表4-電氣強(qiáng)度試驗(yàn)電壓絕緣試驗(yàn)電壓V工作電壓額定電壓VSELV150V250V基本絕緣500100010001.2U+700附加絕緣100017501.2U+1450加強(qiáng)絕緣200030002.4U+2400我們可以看到，附加絕緣和加強(qiáng)絕緣的試驗(yàn)電壓從原來的 2750V和3750V分 別下降到了 1750V和3000V，但是增加了對(duì)工作電壓大于 250V的部件/位置 的試驗(yàn)。第14章：瞬時(shí)過電壓（沖擊電壓試驗(yàn)），它與 29章電氣間隙試驗(yàn)密切相關(guān)。通俗地說，瞬時(shí)過電壓試驗(yàn)?zāi)M閃電瞬時(shí)引入的一個(gè)高電壓，看看器具的電氣承受能力。某種意義上講，也可以說它是第13章電氣強(qiáng)度試驗(yàn)的延伸。第22.3條：增加

7、了直接插入插座式器具的插腳保持力的測(cè)試，要求經(jīng)過70。C處理1h后，沿插腳縱向施加50N拉力，插片不應(yīng)有大于1mm的位移。第29章：電氣間隙，爬電距離和固體絕緣。由于采用了新的體系，而且與前面14章緊密相連，有必要先給大家理一理 29章各條款的聯(lián)系。29章提出總的要求：電氣間隙、爬電距離和固體絕緣要能夠承受電氣應(yīng)力，是 充分的。29.1 條 電氣間隙的要求，并提出基本絕緣和功能絕緣的電氣間隙可以減小的條 件和試驗(yàn)。29.1.1 條 基本絕緣的電氣間隙要求；29.1.2 條 附加絕緣的電氣間隙要求：按表16中基本絕緣的限值；29.1.3 條 加強(qiáng)絕緣的電氣間隙要求：按表16中的限值，但采用額定沖

8、擊電壓 更高一級(jí)別的限值。29.1.4 條 功能絕緣的電氣間隙要求：按表16的限值，但某些情況可以不考慮 （例外情況）。29.1.5 條 對(duì)工作電壓大于額定電壓的情況電氣間隙的要求;29.2 條 爬電距離的要求；17;17中基本絕緣的限值；17中兩倍于基本絕緣的限值；18，但某些情況可以不考慮（例外29.2.1 條 基本絕緣的爬電距離要求：按表29.2.2 條附加絕緣的爬電距離要求：按表29.2.3 條 加強(qiáng)絕緣的爬電距離要求：按表29.2.4 條 功能絕緣的爬電距離要求：按表 情況）；29.3 條附加絕緣和加強(qiáng)絕緣的固體絕緣（穿通絕緣）距離要求;為方便理解，試歸納查電氣間隙的步驟如下：步驟一

9、：根據(jù)過電壓類別、額定電壓查標(biāo)準(zhǔn)中表 15得出額定沖擊電壓;步驟二：查表16得出基本絕緣電氣間隙；步驟三：必要時(shí)，按一定的條件減少基本絕緣的電氣間隙；步驟四：按不同的絕緣，得出相應(yīng)的電氣間隙。舉例：?jiǎn)柲?20V額定電壓電吹風(fēng)內(nèi)部布線到外殼外表面，沿外殼安裝縫（如 圖2）的電氣間隙是多少？解釋：從防觸電的角度分析，內(nèi)部布線的絕緣層提供基本絕緣防護(hù)， 風(fēng)扇外殼提供附加 絕緣防護(hù)，兩者合稱雙重絕緣?，F(xiàn)在要考核附加絕緣的電氣間隙。步驟一：查表15得知額定電壓220V ,過電壓類別II的情況下額定沖擊電壓2500V ;步驟二：查表16得出基本絕緣在額定沖擊電壓 2500V情況下最小電氣間隙為2.0mm

10、;步驟三：按29.1.2條附加絕緣是采用基本絕緣的限值，即 2.0mm。而按IEC60335-1:1991 標(biāo)準(zhǔn)，查表得到4.0mm 的限值，由此可見，要求的確是降低了。IEC60335-1:2001 表15-額定沖擊電壓額定電壓V額定沖擊電壓V過電壓類別IIIPIII50 且0150180015002500150 且0 300150025004000IEC60335-1:2001表16-最小電氣間隙額定沖擊電壓(V)最小電氣間隙(mm)任13300,5 注25000,5 注28000,5 注215001,0 注325002,0 注340003,5 注360006,0 在380008,5 注3

11、1000011,5 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中更小的電氣間隙要求因此未被米用。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 。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/ mb50 125 250 400 且 500 且 800 1000 且 1250 且 1600 且 2000 且 2500 且 3200 且 4000 且 5000 且 6300 且 8000

12、且 10000 且 1250040.050.071.0100.0125.0140.0160.0IEC60335-1:2001表17-基本絕緣的最小爬電距離a如果部件的工作電壓小于 50V ,允許使用mb的材料工作電壓（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/ mb50 且 125 且 250 且 0 400b0.81.62.23.24.04.55.0400 且 500 且 800 且 1000 且 1250 且 1600 且 2000 且 2500 且 3200 且 4000 且 5000 且 6300 且 8000 且 10000 且 1250

13、040.050.071.0100.0125.0140.0160.0IEC60335-1:2001表18-功能絕緣的最小爬電距離a如果部件的工作電壓小于 50V ,允許使用mb的材料對(duì)于基本絕緣和功能絕緣的電氣間隙可以有條件地減少，條件是：a）通過第14章的瞬時(shí)過電壓（沖擊電壓）測(cè)試；b）結(jié)構(gòu)上能保證不變形：在裝配時(shí)或發(fā)生磨損或有相對(duì)位移的情況下，電氣問 隙不會(huì)受到影響。因此螺絲，聯(lián)接線等必須可靠聯(lián)接，不會(huì)發(fā)生脫落。這里剛性 聯(lián)接能被接受。要強(qiáng)調(diào)對(duì)于0類和0I類器具的基本絕緣在污染等級(jí) 3的情況還是要按表16 執(zhí)行，電氣間隙的要求不能減少。查爬電距離的要求的步驟可歸納為：步驟一：確定被考核部位的

14、工作電壓；步驟二：確定被考核部位的材料組別（CTI指數(shù)）；步驟三：確定被考核部位的污染等級(jí)；步驟四：按不同的絕緣，在相應(yīng)的表中查在該工作電壓、 材料組別和污染等級(jí)下 的爬電距離要求。在討論電氣間隙、爬電距離的問題時(shí)，值得注意以下幾個(gè)問題：1、零部件與整機(jī)的問題：在參照IEC 60664 制訂標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，TC 61標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì) 在選用電氣間隙要求時(shí)，增加了 0.5mm 的余量（參照前面表16注3）。雖然零 部件標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)也參照IEC 60664 標(biāo)準(zhǔn)制訂零部件標(biāo)準(zhǔn)，但他們選用最低的電 氣間隙要求制訂他們的標(biāo)準(zhǔn)。（因?yàn)镮EC 60664只給出了在不同情況下的絕緣 配合系統(tǒng)，沒有對(duì)每個(gè)不同產(chǎn)品有具體電氣間

15、隙的要求，因此每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)會(huì)根據(jù)產(chǎn)品的特點(diǎn)進(jìn)行選擇。所以不同類型的產(chǎn)品就會(huì)有不同要求。）因此出現(xiàn)了 這個(gè)問題：如果我們對(duì)零部件按照標(biāo)準(zhǔn)最低電氣間隙要求進(jìn)行考核，那么，符合零部件標(biāo)準(zhǔn)的零件不一定就能符合整機(jī)要求。因此我們?cè)谶x用零部件時(shí)就需特別 注意。這個(gè)問題在新的修改版中有望得到解決。2、漆包線的問題：在第三版的標(biāo)準(zhǔn)中雖然沒有功能絕緣這個(gè)概念，但是浸漬 過的繞組電氣間隙有1,0mm 的減少。但在第四版的標(biāo)準(zhǔn)，只有在額定沖擊電壓 大于1500V 的情況下，才允許有0.5mm 的減少。3、根據(jù)表16的不同額定沖擊電壓的值可以查出基本絕緣，附加絕緣，加強(qiáng)絕 緣和功能絕緣的電氣間隙要求。但是，對(duì)于加強(qiáng)絕緣的電氣間隙要求，在表 16 中要選高一級(jí)別的額定沖擊電壓對(duì)應(yīng)的限值。4、對(duì)于電熱管（防塵）和PTC元件，它們的電氣間隙要求被減少到 1.0 mm 。5、由于新版電氣間隙要求比舊版減少很多，因此新版第 22.31條的要求與舊 版的就有了很大變化。原來要求是：螺絲或?qū)Ь€等脫落后，要保證50 %的要求，