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[導(dǎo)讀]一般來說,爬電距離要求的數(shù)值比電氣間隙要求的數(shù)值要大,布線時須同時滿足這兩者的要求,開槽(槽寬應(yīng)大于1mm)只能增加表面距離即爬電距離而不能增加電氣間隙,所以當電氣間隙不夠時,開槽是不能解決這個問題的,開槽時要注意槽的位置、長短是否合適,以滿足爬電距離的要求。

摘要:

(1)爬電距離:沿絕緣表面測得的兩個導(dǎo)電零部件之間或?qū)щ娏悴考c設(shè)備防護界面之間的最短路徑。

(2)電氣間隙:在兩個導(dǎo)電零部件之間或?qū)щ娏悴考c設(shè)備防護界面之間測得的最短空間距離。即在保證電氣性能穩(wěn)定和安全的情況下,通過空氣能實現(xiàn)絕緣的最短距離。

一般來說,爬電距離要求的數(shù)值比電氣間隙要求的數(shù)值要大,布線時須同時滿足這兩者的要求(即要考慮表面的距離,還要考慮空間的距離),開槽(槽寬應(yīng)大于1mm)只能增加表面距離即爬電距離而不能增加電氣間隙,所以當電氣間隙不夠時,開槽是不能解決這個問題的,開槽時要注意槽的位置、長短是否合適,以滿足爬電距離的要求。

(3)元件及PCB的電氣隔離距離:(電氣隔離距離指電氣間隙和爬電距離的綜合考慮)對于Ⅰ類設(shè)備的開關(guān)電源(一類設(shè)備:采用基本絕緣和保護接地來進行防電擊保護的設(shè)備。(外殼接地的開關(guān)電源屬于此類設(shè)備);二類設(shè)備:采用不僅僅依靠基本絕緣的其它方式(如采用雙重絕緣或加強絕緣)來進行防電擊保護的設(shè)備;三類設(shè)備:不會產(chǎn)生電擊的危險的設(shè)備),在元件及PCB 板上的隔離距離如下:(下列數(shù)值未包括裕量)。


a、對于AC—DC 電源(以不含有PFC 電路及輸入額定電壓范圍為100-240V~為例)
詳解:開關(guān)電源“爬電距離”與“電氣間隙”
b、對于AC—DC 電源(以含有PFC 電路及輸入額定電壓范圍為100-240V~為例)
詳解:開關(guān)電源“爬電距離”與“電氣間隙”
c、對于DC—DC 電源(以輸入額定電壓范圍為36-76V 為例)
詳解:開關(guān)電源“爬電距離”與“電氣間隙”

一、變壓器內(nèi)部的電氣隔離距離:

變壓器內(nèi)部的電氣隔離距離是指變壓器兩邊的擋墻寬度的總和,如果變壓器擋墻的寬度為3mm,那么變壓器的電氣隔離距離值為6mm(兩邊的擋墻寬度相同)。如果變壓器沒有擋墻,那么變壓器的隔離距離就等于所用膠紙的厚度。另外,對于AC-DC 電源,變壓器初、次間繞組應(yīng)用三層膠紙隔離,DC-DC 電源,可只用二層膠紙隔離。


空間距離(Creepage distance):在兩個導(dǎo)電組件之間或是導(dǎo)電組件與物體界面之間經(jīng)由空氣分離測得最短直線距離;

沿面距離(clearance):沿絕緣表面測得兩個導(dǎo)電組件之間或是導(dǎo)電組件與物體界面之間的最短距離.

沿面距離(clearance)不滿足標準要求距離時:PCB 板上可采取兩個導(dǎo)電組件之間開槽的方法,導(dǎo)電組件與外殼、可觸及部分之間距離不夠,則可將導(dǎo)電組件用絕緣材料包住。

將導(dǎo)電組件用絕緣材料包住既解決了空間距離(Creepage distance)也解決了沿面距離(clearance)問題,此方法一般用在電源板上變壓器和周邊組件之間距離不夠時,將變壓器包住。

另外可在不影響產(chǎn)品功能的情況下適當降低兩導(dǎo)體之間的電壓差。

二、電氣間隙的決定:

根據(jù)測量的工作電壓及絕緣等級,即可決定距離

一次側(cè)線路之電氣間隙尺寸要求,見表3 及表4

二次側(cè)線路之電氣間隙尺寸要求通常:一次側(cè)交流部分:保險絲前L—N≥2.5mm,L.N PE(大地)≥2.5mm,保險絲裝置之后可不做要求,但盡可能保持一定距離以避免發(fā)生短路損壞電源。

一次側(cè)交流對直流部分≥2.0mm

一次側(cè)直流地對大地≥2.5mm (一次側(cè)浮接地對大地)

一次側(cè)部分對二次側(cè)部分≥4.0mm,跨接于一二次側(cè)之間之元器件

二次側(cè)部分之電隙間隙≥0.5mm 即可

二次側(cè)地對大地≥1.0mm 即可

附注:決定是否符合要求前,內(nèi)部零件應(yīng)先施于10N 力,外殼施以30N 力,以減少其距離,使確認為最糟情況下,空間距離仍符合規(guī)定。

三、爬電距離的決定:

通常:
(1)、一次側(cè)交流部分:保險絲前L—N≥2.5mm,L.N 大地≥2.5mm,保險絲之后可不做要求,但盡量保持一定距離以避免短路損壞電源。
(2)、一次側(cè)交流對直流部分≥2.0mm
(3)、一次側(cè)直流地對地≥4.0mm 如一次側(cè)地對大地
(4)、一次側(cè)對二次側(cè)≥6.4mm,如光耦、Y 電容等元器零件腳間距≤6.4mm 要開槽。
(5)、二次側(cè)部分之間≥0.5mm 即可
(6)、二次側(cè)地對大地≥2.0mm 以上
(7)、變壓器兩級間≥8.0mm 以上

四、絕緣穿透距離:

應(yīng)根據(jù)工作電壓和絕緣應(yīng)用場合符合下列規(guī)定:

——對工作電壓不超過50V(71V 交流峰值或直流值),無厚度要求;

——附加絕緣最小厚度應(yīng)為0.4mm;

——當加強絕緣不承受在正常溫度下可能會導(dǎo)致該絕緣材料變形或性能降低的任何機械應(yīng)力時的,則該加強絕緣的最小厚度應(yīng)為0.4mm。

如果所提供的絕緣是用在設(shè)備保護外殼內(nèi),而且在操作人員維護時不會受到磕碰或擦傷,并且屬于如下任一種情況,則上述要求不適用于不論其厚度如何的薄層絕緣材料;

——對附加絕緣,至少使用兩層材料,其中的每一層材料能通過對附加絕緣的抗電強度試驗;

——由三層材料構(gòu)成的附加絕緣,其中任意兩層材料的組合都能通過附加絕緣的抗電強度試驗;

——對加強絕緣,至少使用兩層材料,其中的每一層材料能通過對加強絕緣的抗電強度試驗;

——由三層絕緣材料構(gòu)成的加強絕緣,其中任意兩層材料的組合都能通過加強絕緣的抗電強度試驗。

五、有關(guān)于布線工藝注意點:

如電容等平貼元件,必須平貼,不用點膠如兩導(dǎo)體在施以10N 力可使距離縮短,小于安規(guī)距離要求時,可點膠固定此零件,保證其電氣間隙。

有的外殼設(shè)備內(nèi)鋪PVC 膠片時,應(yīng)注意保證安規(guī)距離(注意加工工藝)零件點膠固定注意不可使PCB 板上有膠絲等異物。

在加工零件時,應(yīng)不引起絕緣破壞。

六、有關(guān)于防燃材料要求:
熱縮套管V—1 或VTM—2 以上;PVC 套管V—1 或VTM—2 以上

鐵氟龍?zhí)坠躒—1 或VTM—2 以上;塑膠材質(zhì)如硅膠片,絕緣膠帶V—1 或VTM—2 以上

PCB 板94V—1 以上

七、有關(guān)于絕緣等級
(1)、工作絕緣:設(shè)備正常工作所需的絕緣
(2)、基本絕緣:對防電擊提供基本保護的絕緣
(3)、附加絕緣:除基本絕緣以外另施加的獨*立絕緣,用以保護在基本絕緣一旦失效時仍能防止電擊
(4)、雙重絕緣:由基本絕緣加上附加絕緣構(gòu)成的絕緣
(5)、加強絕緣:一種單一的絕緣結(jié)構(gòu),在本標準規(guī)定的條件下,其所提供的防電擊的保護等級相當于雙重絕緣

八、爬電距離的確定:
首先需要確定絕緣的種類:

基本絕緣:一次電路與保護地

工作絕緣① :一次電路內(nèi)部;二次電路內(nèi)部

工作絕緣② :輸入部分(輸入繼電器之前)內(nèi)部,二次電路與保護地

加強絕緣:一次電路與二次電路;輸入部分與一次電路;充電板輸出與內(nèi)部線路再查看線路,確定線路之間的電壓差

表一:爬電距離
詳解:開關(guān)電源“爬電距離”與“電氣間隙”

最后,從下表中查出對應(yīng)的爬電距離

表二爬電距離(適用于基本絕緣、工作絕緣② 、加強絕緣)

詳解:開關(guān)電源“爬電距離”與“電氣間隙”

九、電氣間隙的確定:

首先需要確定絕緣的種類:

基本絕緣:一次電路與保護地

工作絕緣① :一次電路內(nèi)部;二次電路內(nèi)部

工作絕緣② :輸入部分(輸入繼電器之前)內(nèi)部,二次電路與保護地

加強絕緣:一次電路與二次電路;輸入部分對一次電路;充電板輸出與內(nèi)部電路再查
看線路,確定線路之間的電壓差

最后,從下表中查出對應(yīng)的電氣間隙

表三電氣間隙(適用于一次電路與二次電路間、一次電路內(nèi)、輸入電路、輸入電路與其他電路)

詳解:開關(guān)電源“爬電距離”與“電氣間隙”

十、設(shè)定爬電距離及電氣間隙的基本步驟

1、確定電氣間隙步驟

確定工作電壓峰值和有效值;

確定設(shè)備的供電電壓和供電設(shè)施類別;

根據(jù)過電壓類別來確定進入設(shè)備的瞬態(tài)過電壓大?。?

確定設(shè)備的污染等級(一般設(shè)備為污染等級2);

確定電氣間隙跨接的絕緣類型(功能絕緣、基本絕緣、附加絕緣、加強絕緣)。

2、確定爬電距離步驟

確定工作電壓的有效值或直流值;

確定材料組別(根據(jù)相比漏電起痕指數(shù),其劃分為:Ⅰ組材料,Ⅱ組材料,Ⅲa組材料, Ⅲb 組材料。 注: 如不知道材料組別,假定材料為Ⅲb 組);

確定污染等級;

確定絕緣類型(功能絕緣、基本絕緣、附加絕緣、加強絕緣)。

3、確定電氣間隙要求值

根據(jù)測量的工作電壓及絕緣等級,查表( 4943:2H 和2J 和2K,60065-2001表:表8 和表9 和表10) 檢索所需的電氣間隙即可決定距離;作為電氣間隙替代的方法,4943 使用附錄G 替換,60065-2001 使用附錄J 替換。

GB 8898-2001:電器間隙考慮的主要因素是工作電壓,查圖9 來確定。(對和電壓有效值在220-250V 范圍內(nèi)的電網(wǎng)電源導(dǎo)電連接的零部件,這些數(shù)值等于354V峰值電壓所對應(yīng)的那些數(shù)值:基本絕緣3.0mm ,加強絕緣6.0mm)

4、確定爬電距離要求值

根據(jù)工作電壓、絕緣等級及材料組別,查表(GB 4943 為表2L,65-2001 中為表11)確定爬電距離數(shù)值,如工作電壓數(shù)值在表兩個電壓范圍之間時,需要使用內(nèi)差法計算其爬電距離。

GB 8898-2001 其判定數(shù)值等于電氣間隙,如滿足下列三個條件,電氣間隙和爬電距離加強絕緣可減少2mm,基本絕緣可減少1mm:

1)這些爬電距離和電氣間隙會受外力而減小,但它們不處在外殼的可觸及導(dǎo)電零部件與危險帶電零部件之間;
2)它們靠剛性結(jié)構(gòu)保持不變;
3)它們的絕緣特性不會因設(shè)備內(nèi)部產(chǎn)生的灰塵而受到嚴重影響。
*注意:但直接與電網(wǎng)電源連接的不同極性的零部件間的絕緣,爬電距離和電氣間隙不允許減小?;窘^緣和附加絕緣即使不滿足爬電距離和電氣間隙的要求,只要短路該絕緣,設(shè)備仍滿足標準要求,則是可以接受的( 8898 中4.3.1 條)。
*GB 4943 中只有功能絕緣的電氣間隙和爬電距離可以減小,但必須滿足標準5.3.4 規(guī)定的高壓或短路試驗。

5、確定爬電距離和電氣間隙注意

可動零部件應(yīng)使其處在最不利的位置;
爬電距離值不能小于電氣間隙值;
承受了機械應(yīng)力試驗;


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