电气间隙和爬电距离(图文分析)经典！

davii007

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tanhailin

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tpas

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sonic

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davidmob

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preston

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jxcyf

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电气间隙和爬电距离(图文分析)经典！

IEC 60335-1：2001《家用和类似用途电器的安全 通用要求》（第四版）标准在2001年5月公布，但由于配合使用的各个产品《家用和类似用途电器的安全 XX特殊要求》很多还没有制订出来，所以目前还没有普遍使用2001版本的《通用要求》。
与第三版相比，新版标准在许多方面，特别是在爬电距离和电气间隙方面有了很多变化。可以预见这些变化将会影响全世界未来10年家用电器及类似产品的结构设计，希望引起相关人员的注意，尤其是家电产品设计和测试方面人员的足够重视。
欧洲标准化组织在2002年对EN60335-1进行了换版，而中国国家标准GB4706.1相信很快更新。据悉全国家用电器标准化技术委员会已经于2003年9月在烟台召开了GB4706.1-XXXX标准的起草工作会议，有希望在今年内完成征求意见稿。
下面笔者结合工作实践，给大家介绍一下标准制订的一些背景情况，并重点对变化较大的第29章作简单介绍。
背景介绍：在过去40多年里，第一版(1976)，第二版(1988)，第三版(1991)标准关于爬电距离和电气间隙的内容要求一直没有什么变化。它们都是以过去积累的经验为基础制订出来的，但是现在看来这些要求相对保守，留有余地太多，或者说对制造商的要求高了。
例如：对于230V和小于130V的危险带电部件与易触及部件之间都是8mm爬电距离和电气间隙的要求和同样的交流耐压测试值的要求。虽然TC 61(制订IEC 60335标准的委员会)早在编写第三版时，就已经注意到这些内容要求不尽合理，并打算修改，可是由于在这方面经验不足，更改条件还不成熟，所以被耽搁了好几年。最近几年，随着IEC60664绝缘配合系统系列标准的不断完善，对于直流电压小于1000V和交流电压小于1500V绝缘配合有了更明确和具体的电气间隙和耐压要求，TC 61委员会就有了修订标准的技术基础。因而参照IEC 60664所制订的新版IEC 60335与旧版相比，有很多变化，并且这些新增内容比较复杂，不太容易理解和掌握。
变化介绍：
第3章定义：在新的标准中引入了一些新的概念，原来的一些定义稍作了改动。
l         3.3.5功能绝缘functional insulation：为实现电器正确功能，两导电体之间的绝缘，没有安全的功能。其实这也不是“新”的概念，在开关标准、电子产品标准早就有这个概念了。大家不妨打开GB4943-1995（idt IEC 60950-1:1991）《信息技术设备（包括电气事务设备）的安全》标准，我们就会发现有类似的概念1.2.9.1“工作绝缘：设备正常工作所需的绝缘，并不起防电击作用”。
最常见的功能绝缘的例子：PCB板上带电件之间的绝缘，如图1中所示，
                     
　
带电件1和带电件2之间的绝缘即为功能绝缘。而在IEC60335-1：1991版中，会把它当作基本绝缘来考核。
第13.3条：电气强度试验电压发生了变化。IEC60335-1：1991（第三版）标准的要求：

试验电压值：

——对其他基本绝缘为       
1000V

——对附加绝缘为       
2750V

——对加强绝缘为       
3750V

可以认为器具内部的部件工作电压都是小于250V，按额定电压小于250V的水平来考核的。但随着技术的发展，越来越多的白色家电采用新的技术，譬如家用空调变频技术，微波炉高压倍压电路等，器具使用的是220V的额定电源电压，但在器具内部可能出现高于电源电压的工作部件，有的部件工作电压高达数千伏。经过大量的实践，技术专家们觉得应该修改第三版标准不分工作电压考核的情况。请看标准中的表4：

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绝缘       
试验电压V

额定电压V       
工作电压

SELV       
≤150V       
＞150V且≤250V       
＞250V

基本绝缘       
500       
1000       
1000       
1.2U+700

附加绝缘               
1000       
1750       
1.2U+1450

加强绝缘               
2000       
3000       
2.4U+2400

我们可以看到，附加绝缘和加强绝缘的试验电压从原来的2750V和3750V分别下降到了1750V和3000V，但是增加了对工作电压大于250V的部件/位置的试验。
第14章：瞬时过电压（冲击电压试验），它与29章电气间隙试验密切相关。通俗地说，瞬时过电压试验模拟闪电瞬时引入的一个高电压，看看器具的电气承受能力。某种意义上讲，也可以说它是第13章电气强度试验的延伸。
第22.3条：增加了直接插入插座式器具的插脚保持力的测试，要求经过70°C处理1h后，沿插脚纵向施加50N拉力，插片不应有大于1mm的位移。
第29章：电气间隙，爬电距离和固体绝缘。由于采用了新的体系，而且与前面14章紧密相连，有必要先给大家理一理29章各条款的联系。
29章提出总的要求：电气间隙、爬电距离和固体绝缘要能够承受电气应力，是充分的。
29.1条 电气间隙的要求，并提出基本绝缘和功能绝缘的电气间隙可以减小的条件和试验。
29.1.1条 基本绝缘的电气间隙要求；
29.1.2条 附加绝缘的电气间隙要求：按表16中基本绝缘的限值；
29.1.3条 加强绝缘的电气间隙要求：按表16中的限值，但采用额定冲击电压更高一级别的限值。
29.1.4条 功能绝缘的电气间隙要求：按表16的限值，但某些情况可以不考虑（例外情况）。
29.1.5条 对工作电压大于额定电压的情况电气间隙的要求；
29.2条 爬电距离的要求；
29.2.1条 基本绝缘的爬电距离要求：按表17；
29.2.2条 附加绝缘的爬电距离要求：按表17中基本绝缘的限值；
29.2.3条 加强绝缘的爬电距离要求：按表17中两倍于基本绝缘的限值；
29.2.4条 功能绝缘的爬电距离要求：按表18，但某些情况可以不考虑（例外情况）；
29.3条 附加绝缘和加强绝缘的固体绝缘（穿通绝缘）距离要求；

为方便理解，试归纳查电气间隙的步骤如下：
步骤一：根据过电压类别、额定电压查标准中表15得出额定冲击电压；
步骤二：查表16得出基本绝缘电气间隙；
步骤三：必要时，按一定的条件减少基本绝缘的电气间隙；
步骤四：按不同的绝缘，得出相应的电气间隙。

举例：问某220V额定电压电吹风内部布线到外壳外表面，沿外壳安装缝（如图2）
的电气间隙是多少？

jxcyf

解释：
从防触电的角度分析，内部布线的绝缘层提供基本绝缘防护，风扇外壳提供附加绝缘防护，两者合称双重绝缘。现在要考核附加绝缘的电气间隙。
步骤一：查表15得知额定电压220V，过电压类别II的情况下额定冲击电压2500V；
步骤二：查表16得出基本绝缘在额定冲击电压2500V情况下最小电气间隙为2.0mm；
步骤三：按29.1.2条附加绝缘是采用基本绝缘的限值，即2.0mm。
而按IEC60335-1:1991标准，查表得到4.0mm的限值，由此可见，要求的确是降低了。
IEC60335-1:2001 表15-额定冲击电压

额定电压V       
额定冲击电压V

过电压类别       

I       
II       
III

≤50       
330       
500       
800

＞50且≤150       
800       
1500       
2500

＞150且≤300       
1500       
2500       
4000