定义

电气间隙:

在两个导电零部件之间或导电零部件与设备防护界面之间测得的最短空间距离。即在保证电气性能稳定和安全的情况下,通过空气能实现绝缘的最短距离。

爬电距离:

由于导体周围的绝缘材料被电极化,导致绝缘材料呈现带电的现象。此带电区的半径,即为爬电距离。

绝缘的几种类型

功能绝缘:

导电部分之间的绝缘,且仅是保证系统的正常运行

基本绝缘:

导电部分之间的绝缘,用来防止雷击

补充绝缘:

除基本绝缘之外的一种绝缘方式,如果基本绝缘失败的话用来进一步防止点击。

双绝缘:

基本绝缘和补充绝缘的组合。

增强绝缘:

一个单绝缘系统,通过决定相关的标准,提供防止点击的保护,等效于双绝缘。

安全绝缘:

指导电部分的距离,包括双绝缘或者增强绝缘。

绝缘材料等级

绝缘材料等级依据 CTI 值划分,所以需要先了解一下 CTI 是什么?
CTI:相对漏电起痕指数,材料表面能经受住50滴电解液(0.1%氯化氨水溶液)而形成漏电痕迹的最高电压值,单位为 (V)

材料组I 材料组II 材料组IIIa 材料组IIIb
CTI≥600 400≤CTI<400 175≤CTI<400 100≤CTI<170

注:
I/II/III是罗马数字,分别对应数字1/2/3
详见:https://www.luomashuzi.com/

开关电源材料组通常按照材料组3a,少数在材料组2,高压模组一般是材料组1。

过电压

过电压是指工频下交流电压均方根值升高,超过额定值的10%,并且持续时间大于1分钟的长时间电压变动现象;过电压的出现通常是负荷投切的瞬间的结果。正常使用时在感性或容性负载接通或断开情况下发生。通俗的说,是电力系统在特定条件下所出现的超过工作电压的异常电压升高。过电压属于电力系统中的一种电磁扰动现象。


确定安全电气间隙的基本步骤

1.根据实际的额定电压查表15,比如220V,过电压类别II的情况下额定冲击电压2500V,这个过电压的等级划分有标准的,Ⅱ类指的是:如家用电器、手提工具和类似负荷;
2.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;
所以在我们平时接触到的220V家用电器的范畴里,电气间隙至少应保持在2mm以上,注意:电气间隙指的是空气距离。

爬电距离的确定步骤

1.确定被考核部位的工作电压;
2.确定被考核部位的材料组别(CTI指数);
3.确定被考核部位的污染等级;
4.按不同的绝缘,在相应的表中查在该工作电压、材料组别和污染等级下的爬电距离要求。

在基本绝缘的条件下:我们使用的FR4的CTI值一般低于250V。也就是属于材料组别中的IIIa和IIIb。对应的是上表中的3级污染情况下的4.0mm,即:我们平时接触到的220V家用电,即强电,应该与PCB板子上的弱电保持4mm以上的安全距离

另外,强弱电之间的开槽是可以增加爬电距离的。比如,如果强弱电之间的板上间距只能保持在3mm,那在其中间开个槽就能够符合安全标准了,注意:捷配PCB开槽的线宽应在0.8mm及以上。至于开槽与爬电距离的详细对应关系,网上众说纷纭,暂不赘述。

对于pcb设计中的爬电距离经验介绍:

1)PCB设计中弱电距离应大于15mil,强电应大于100mil,如果距离不够可以考虑开槽,开槽大于1mm。对于一个槽(>1mm),唯一的要求是,现有的爬电距离,再加上槽宽度和的两倍槽深度必须等于或大于的爬电距离。凹槽也不能削弱PCB基板的强度而使PCB板达不到硬度测试要求。
2)关于PGND ,CGND,48V,60V电源,这些信号的爬电距离:推荐为2mm,如果因为器件管脚、结构等作2mm有困难,最小可以做到1mm。特别是负片层、一定要做到。
3)隔离器下面的所有层的空间不能放置走线,过孔,焊盘,以保持最大的爬电距离。
4)en61347-1中没有pcb板爬电距离的规定。
ul60950安全标准:电源高压侧初级走线间隔4mm初级与次级走线间隔8mm低压边及控制线走线间隔0.3mm


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