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CREEPAGE DISTANCES AND CLEARANCES(爬电距离和电气间隙)
(为了让我们的检验员有更专业知识水平来为客户提供优质服务,小弟特转载一些必要认识了解的电器安规要求和浅析)
安规要求说明:
爬电距离不够或电气间隙过小，均直接影响产品的安全与否，能否通过测试．同时，爬电距离和电气间隙的测试也是安规测试中的一个重点和难点，但往往在设计中被忽视掉．
提到爬电距离和电气间隙，就不能不提 IEC 60664 低压系统内设备的绝缘配合 的标准族了，关于爬电距离和电气间隙的一切问题都在这中间有详细和准确的描述和解答，实际上IEC 60664 是我们安规标准的基础。而且远比安规研究的深入。安规标准都是在他的基础上引用的。
由于IEC 60664 内容繁多，这里就仅抛个砖头出来吧。
爬电距离欧标中称“Creepage distance",美标中称”Over surface";欧标中称电气间隙为“Clearance",美标中称"Through air".
基本定义: 爬电距离是指通过两个带电体之间或是带电体与可触及表面之间的沿绝缘表面的最短距离，电器间隙是指两个带电体之间或是带电体与可触及表面之间通过空气的最短距离。这两个距离都要有一端是带电体，所以在电器产品里面对于那些裸露的带电体部分与接地金属或表面才要求测量。具体到灯具里，要求测量的地方大致有，开关端子之间，接线端子与可触及金属或表面之间，灯头的带电体与可触及表面等。
(爬电距离（漏电距离）是在两个导电体之间沿绝缘表面的最短距离要求，而电气间隙是不同带电体之间或带电体与机壳（大地）之间不会发生击穿的安全距离，这两个参数如考虑不周，将会引起电路击穿，绝缘失效。
在确定电气间隙和爬电距离时，应考虑额定电压、污染状况、绝缘材料，表面形状、位置方向、承受电压时间长短等多种使用条件和环境因素。)
距离的测定方法是比较简单的，只是要测的地方太多，显得有些难。工作电压测完后，查标准相关表格，再通过计算，再实测就可以下结论了，关于污染等级，是从产品使用的环境来划分，如果产品不要求做防尘，污染等级一般是二.
文摘:
4.2、电气间隙和爬电距离
设备应同时满足安规上对设备所要求的电气间隙和爬电距离。
电气间隙和爬电距离的具体数值可参考附录5。1附录A。下面所列出的电气间隙和 爬电距离的数值仅作一般情况下参考用，并不代表最后的实际情况。
4.2.1术语解释：
电气间隙：导电体间测得的最短空间距离。
爬电距离：导电体间测得的最短绝缘表面距离。
一般来说，爬电距离要求的数值比电气间隙要求的数值要大，布线时须同时满足这两者的要求（即要考虑表面的距离，还要考虑空间的距离），开槽（槽宽应大于1mm）只能增加表面距离即爬电距离而不能增加电气间隙，所以当电气间隙不够时，开槽是不能解决这个问题的，开槽时要注意槽的位置、长短是否合适，以满足爬电距离的要求。
4.2.2元件及PCB的电气隔离距离：（电气隔离距离指电气间隙和爬电距离的综合考虑）
对于Ⅰ类设备的开关电源（本公司的大部分开关电源均为Ⅰ类设备）,在元件及PCB板上的隔离距离如下：（下列数值未包括裕量）
a、对于AC—DC电源（以不含有PFC电路及输入额定电压范围为100-240V～为例）
电气间隙 爬电距离
L线-N线（保险管之前） 2.0mm 2.5mm
输入-地（整流桥前） 2.0mm 2.5mm
输入-地（整流桥后） 2.2mm 3.2mm
输入-输出（变压器） 4.4mm 6.4mm
输入-输出（除变压器外） 4.4mm 5.5mm
输入-磁芯、输出-磁芯 2.0mm 2.5mm
b、对于AC—DC电源（以含有PFC电路及输入额定电压范围为100-240V～为例）
电气间隙 爬电距离
L线-N线（保险管之前） 2.0mm 2.5mm
输入-地（整流桥前） 2.0mm 2.5mm
输入-地（整流桥后） 2.2mm 3.2mm
输入-输出（变压器） 5.2mm 9.0mm
输入-输出（除变压器外） 4.4mm 6.4mm
输入-磁芯、输出-磁芯 2.2mm 3.2mm
c、对于DC—DC电源（以输入额定电压范围为36-76V 为例）
电气间隙 爬电距离
（DC+）-（DC-）（保险管之前） 0.7mm 1.4mm
输入-地（保险管之前） 0.7mm 1.4mm
输入-地（保险管之后） 0.9mm 1.4mm
输入-输出（考虑为基本绝缘） 0.9mm 1.4mm
输入-输出（考虑为加强绝缘） 1.8mm 2.8mm
输入-磁芯、输出-磁芯 0.7mm 1.4mm
4.2.3变压器内部的电气隔离距离：
变压器内部的电气隔离距离是指变压器两边的挡墙宽度的总和，如果变压器挡墙的宽度为3mm，那么变压器的电气隔离距离值为6mm（两边的挡墙宽度相同）。如果变压器没有挡墙，那么变压器的隔离距离就等于所用胶纸的厚度。另外，对于AC-DC电源，变压器初、次间绕组应用三层胶纸隔离，DC-DC电源，可只用二层胶纸隔离。下列数值未包括裕量：
要求的隔离距离 挡墙的最小宽度
AC—DC（输入电压100-240V~，未含PFC电路） 6.4mm 3.2mm
AC—DC（输入电压100-240V~，含有PFC电路） 9.0mm 4.5mm
DC—DC（电压36-76V ） 2.8mm 1.4mm
注：变压器的引脚如果没有套上绝缘套管，那么在引脚处的隔离距离可能也仅为胶纸加挡墙的厚度，所以变压器的引脚需要套上绝缘套管且套管要穿过挡墙。
空间距离(Creepage distance):在两个导电组件之间或是导电组件与物体界面之间经由空气分离测得最短直线距离;
沿面距离(clearance):沿绝缘表面测得两个导电组件之间或是导电组件与物体界面之间的最短距离.
沿面距离(clearance)不满足标准要求距离时：PCB板上可采取两个导电组件之间开槽的方法，导电组件与外壳、可触及部分之间距离不够，则可将导电组件用绝缘材料包住。
将导电组件用绝缘材料包住既解决了空间距离(Creepage distance)也解决了沿面距离(clearance)问题，此方法一般用在电源板上变压器和周边组件之间距离不够时，将变压器包住。
另外可在不影响产品功能的情况下适当降低两导体之间的电压差
简单测量和评估方法:
在测量电气间隙与爬电距离时,可以先目测,对远大于标准要求的就完全不用去考虑了.比如果标准是4mm,实际上有10mm,这样就不用看了.
对于距离比较小的部分,就需要用工具来确定,常用的就是游标卡尺了,标准上是小数点1位,而一般的卡尺都在小数点2位,所说还是比较精确的了.对于拐角或是空间较小的部分可以用其它物品代替,我想误差应该不会相差太大.其实在我们产品设计时尽量留有余地那是最好.
我不知道有没有其它专门的测量工具.
案例说明:
浙江xxx电器有限公司
白色塑料壳绝缘为左右开式（外壳可分为左右两瓣或叫两半儿）不是上下开式或叫上盖下底儿式
左右两瓣的连结有的一批用自攻丝螺钉；或有一批使用空心铝管铆钉铆住……
外形：上扁孔——竖（长）孔——为零（地）线；
下扁孔——横（长）孔——为一个火线（Ｂ相）；
左扁孔——竖孔——为火线（Ａ相）；
右扁孔——竖孔——为火线（Ｃ相）。
打开塑壳，看看内部结构就发现问题了：
“左扁孔——Ａ相火线”，与“下扁孔——Ｂ相火线”的连结到Ａ、Ｂ接线柱的二个铜条之间的距离小得惊人！
猜猜它敢小成什么样儿？
它才仅仅有４ＭＭ！
这就是说：它这个“３８０Ｖ １６Ａ”的插座的 Ａ、Ｂ两相间的电气间隙和爬电距离才仅有４ＭＭ。
这与上述规定中说的“大于３００Ｖ 小于６６０Ｖ”的电压（３８０Ｖ当在这个范围内）爬电距离应为１４ＭＭ，电气间隙应为８ＭＭ，
４ＭＭ——→１４ＭＭ
４ＭＭ——→８ＭＭ，
差得多么悬殊！
它这样违反规定的后果是什么呢？
我曾见到过两例这样的插座在插上插头时爆炸起火团的事例。
操作人被炸出的火团灼热了手套和手，
被火团晃眼睛老半天看周围都是在冒金星儿。
这样间隙只有４ＭＭ的３８０Ｖ １６Ａ的插座发生闪络的事故在我的周围在我的远方（大家伙儿的身边），估计还会发生。
所以我想提醒：
购买、使用、安装了插座，懂点电工的工人师傅们有空儿拆开插座检查检查看有无不符合８ＭＭ（电气间隙）和１４ＭＭ（爬电距离）的现象以免购买、使用了仅有４ＭＭ间隙（或者更小）的插座，而发生闪络，灼着或吓着了您或您的亲友。
为了不过多地挫伤其市场，这里隐去了制造商的详细名称，大家自己拆开看看吧（当然得是懂电工知识的人才去拆噢！注意安全）——对于铝管铆钉式的４扁孔插座拆开后不易恢复原状，但若是一次想购买使用大量的１６Ａ插座，比如一次想用十几个，二十几个，为了安全为了不闪络，拆开一个，拆废一个插座也是值得的。
当然，质量监督部门，能控制住，不让这样违规的电器进入市场为最好啦！
附外：
不要用爬电距离小的接线板
Ｄ－Ｄ 为（爬电距离）
二个导电体（接线螺钉） 爬电距离Ｄ－Ｄ大于（５－８ＭＭ）（后有注释叫注１）
电机的接线盒是电机绕阻和外部电源联接的部件。为了正确制造和使用接线盒，机械部制订了小型笼型三相异步电动机接线盒的标准中对接线盒主要零部件的电气参数、机械性能及进线螺孔的连接尺寸都作了详细的规定。
问题讨论:
1: 在安规上爬电距离和空间距离的测量和计算确实算上门学问了,如果变压器次级是3层绝缘线 或者是铜线的话 区别有多大?
答: 3层绝缘线满足Reinforced insulation，测量时候从线的根部测量；铜线的话，工作绝缘，测量取最短的距离。关于安规距离测量的方面有些疑问，IEC给出的图示也不完美，而且IEC60664-1中的，和IEC60950-1,60065中的也有些差别。应该像标准委员会提出异议
(很多元件内部的爬电距离和电气间隙是比较难测量的，比如光耦，不能用通常的卡尺、塞尺。爬电距离和电气间隙都是导体间的距离，其主要区别正如楼上所说的，一个是“through air”，一个是“over surface”。相同平面，距离较近的导体，爬电距离和电气间隙比较好测。但通常情况都需要空间几何的知识，来算出折线距离，而且又要遵守标准图解中描述的一些规则，如槽和肋条的跨越等，需要不断实践和经验积累。)
2: 爬电距离与电气间隙在我脑海中概念一直较模糊。借此机会好好了解一下。也顺便也问一下，在结构设计中，一般在什么地方（即那些电气结构），特别要注意到爬电距离及电气间隙,比如在灯具设计中.......................
答: 我们工厂有与到过G9灯头爬电距离过不了的情况,当时是用G9灯头带铁支架,测试机构说爬电距离过不了,自己仔细一量,确实如此,灯头支架与灯头出线口太近,只有4mm,后来改用G9灯头塑胶(电木)外壳就没问题了.建议大家以后有用G9,G5.3...等灯头时,注意支架与灯头线的最近距离,最好不用金属支架.在选用端子台或接线盒,开关的时候也要注意爬电距离,
3: 如果两个导电部件之间或导电部件与金属外壳之间的电气间隙不够，甚至小于基本绝缘的要求。 但他们之间会灌胶， 这样的话怎么算？
答: 首先，你需要向认证机构说明你的胶是用来做增加绝缘距离用的。再次，认证机构就会将你的胶用来做试验，看是否能够用于增加绝缘距离用。如果可以，那么就按你的胶的厚度来计算距离。这是我的个人意见，不知道说的对不对。 |
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发表于 2009-4-3 00:28:24
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