【IEC60335-1解读】关于电气间隙、爬电距离和固体绝缘要求解读

【IEC60335-1解读】关于电气间隙、爬电距离和固体绝缘要求解读————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：2【IEC 60335-1解读】关于电气间隙、爬电距离和固体绝缘要求解读按照绝缘材料的性质来分类，绝缘可以分为气体绝缘、液体绝缘和固体绝缘。

而在家用及类似用途的器具中，主要采用的是固体绝缘和空气绝缘。

随着时间的推移和器具的使用，固体绝缘会发生老化。

一旦固体绝缘被击穿，就不能再恢复。

电气间隙是不同带电部件或者带电部件与大地之间空气的最短距离。

一旦距离过小，空气介质被击穿，绝缘失效。

因此两个导电部件之间要保持一个安全的空间距离。

爬电距离是不同带电部件之间沿绝缘材料表面的最短距离。

一旦距离过小，在尘埃的影响下，空气介质被击穿，形成导电通路，绝缘失效。

因此，在设计器具时，必须考虑爬电距离、电气间隙和固体绝缘。

第29章电气间隙、爬电距离和固体绝缘一、理解与实施标准的第29章对通过功能绝缘隔开的带电部件之间的电气间隙进行了规定，目的是为了确保，来自给器具供电的电源的浪涌或者由器具本身操作产生的浪涌，不会使带电部件之间绝缘失效而影响器具的正确功能。

第29章对由基本绝缘、附加绝缘或者加强绝缘隔开的带电部件和其它导电部件之间的电气间隙也进行了规定，目的也是为了确保，来自给器具供电的电源的浪涌或者由器具本身操作产生的浪涌，不会造成绝缘的失效而引起电击危险。

在由功能绝缘隔开的带电部件之间规定了爬电距离，是为了确保导电性污染沉积不会造成这些部件之间的短路或者漏电起痕引起着火而影响器具的正确功能。

在由基本绝缘、附加绝缘或加强绝缘隔开的带电部件和其它导电部件之间也规定了爬电距离，是为了确保导电性污染沉积不会因为漏电起痕而引起电击或着火等危险。

漏电起痕是指生成了一个跨越绝缘表面的永久导电通道（通常是碳），并且在大多数情况下这个永久导电通道是由绝缘性能的劣化导致的。

要产生漏电起痕，绝缘一定含有一些有机物质。

在一个污染的环境里，可能由于器具的使用条件，一段时间后绝缘会被污染物覆盖。

在有水存在的情况下，污染层会产生泄漏电流，而该泄漏电流会加热表面并引起水层的中断。

在中断的水层之间会产生小的火花（闪烁）。

由火花产生的热量引起绝缘的碳化和挥发，导致在表面上形成永久的“碳化通道”。

漏电起痕的现象严重限制了有机绝缘在户外环境的使用。

形成漏电起痕的快慢取决于聚合物的结构，可以通过给聚合物添加适当的填充剂抑制碳化的方法来大大减小形成漏电起痕的速度。

水分并不是形成漏电起痕的必要条件。

导电通道也可以由金属粉末引起，例如，在带有运动部件的器具里，运动部件会逐步磨损，金属粉末会沉积到表面上。

29章规定的爬电距离取决于：（1）可能由器具的工作产生的污染等级（通常是2级污染，但是在某些第2部分特殊要求标准里规定了3级污染）；（2）正常使用中作用在爬电距离相关的绝缘上的工作电压和频率；（3）绝缘所属的材料组别（根据绝缘的相对漏电起痕指数来规定材料组别）。

当想要把电气间隙和爬电距离的数值联系起来时，记住如下几点是很重要的：（1）爬电距离永远不小于相关的电气间隙；（2）当进行第14章的脉冲电压试验时可以使用比规定值小的电气间隙，只要同时满足下述条件：● 3级污染条件不适用；●电气间隙不会因部件的变形、磨损或者运动而减小；●器具不是O类或者OI类。

为了降低在器具的使用寿命内附加绝缘和加强绝缘失效的可能性，29章规定了穿通这些类型绝缘的距离。

对于多层薄绝缘，只要每一层能满足特定的电气强度的要求，就不规定穿通的距离。

如果绝缘在非正常工作试验中测得的温升能满足特定的温升判定准则的话，对这样的绝缘也不规定距离。

在后两种情况中，如果绝缘是可触及的，绝缘还必须通过刺穿试验。

如果附加绝缘或者加强绝缘经受频率超过30kHz的电压，则绝缘的厚度必须满足IEC 60644-2中6.2条的要求。

评价电气间隙和爬电距离的方法如下：（一）电气间隙（1）根据器具的额定电压(RV)和安装处的过电压类别，从IEC 60335-1的表15中得出器具的额定脉冲电压(R)。

IV注：家用器具属于II类过电压类别。

（2）利用（1）得到的额定脉冲电压(R)从IEC 60335-1的表16中得出最小电气间隙。

IV（3）对于基本绝缘、附加绝缘和功能绝缘，电气间隙按照（2）的方式得出。

（4）对于加强绝缘，电气间隙按照（2）的方式得出，但却是使用下一个更高等级的额定)。

脉冲电压(RIV（5）对于如下情况可以放宽：a) 基本绝缘——在管状外鞘电热元件末端的基本绝缘；——如果降压变压器带有一个单独的接地屏蔽层或者次级是接地的，则在这种降压变压器的次级电路中的基本绝缘。

b) 功能绝缘——在PTC发热元件表面上的功能绝缘；——在漆包线交叉点上的功能绝缘；——在变压器和分压器次级电路中的功能绝缘。

(6) 对于I类、II类和III类器具，只要减小后的电气间隙能经受住第14章的脉冲电压测试，基本绝缘和功能绝缘的电气间隙就可以减小。

在下述情况下，这种放宽条件不适用：a) 3级污染；或者b) 由于部件的磨损、变形、运动或装配，电气间隙可能已被减小。

在这种情况下，除非脉冲电压R小于1500V，否则由（2）得出的电气间隙要增加0.5mm。

IV（7）在升压变压器的次级电路和谐振电路里，电气间隙是通过IEC 60664-1的表F.7a 或者对于频率超过30kHz的通过IEC 60664-4来直接判定。

如果按照（2）得出的值更大时，就用（2）得出的值。

（二）爬电距离（1）确定绝缘暴露环境的污染级别。

微环境通常是2级污染。

如果绝缘是有特殊防护的，在这种情况下，1级污染适用。

如果绝缘遭受了例如电刷碳灰的导电性污染，在这种情况下，3级污染适用。

如果微环境由于器具本身的操作可受到冷凝、清洁剂或者烹饪的污染的话，那么3级污染适用，这将会在第2部分特殊要求标准中指出。

注：对于家用器具，微环境是2级污染。

（2）确定跨过绝缘的工作电压(WV)（也可参见下面（4）的注）并通过绝缘的CTI来确定绝缘所属的材料组别。

然后，将这些信息结合（1）得出的污染等级，从IEC 60335-1的表17中得出基本绝缘和从IEC 60335-1的表18中得出功能绝缘要求的爬电距离。

在IEC 60335-1第5版中，表17和表18中小于630V的工作电压现在已用具体值来表示而不再用范围值。

对于落在这些具体值内的工作电压，爬电距离通过插值法获得。

第5版引入这些变化是为了与IEC 60664-1保持一致。

（3）（4）（5）（6）（7）（8）注：完整版《家用电器安全国际标准理解与案例分析—基于IEC 60335-1第5.1版》已上传至“世界认证地图”。

二、新旧版主要差异（详见文末）三、案例分析案例1：问题描述对于家用电器内部的电机转子，电机绕组和电机轴之间要求满足双重绝缘或加强绝缘的要求。

电机转轴上的绝缘材料只包含一层同质体。

工作电压 250V，污染等级3级，材料组别III 类。

对于电机绕组漆包线导线和电机转轴（各自的滚珠轴承）之间的爬电距离，为保证满足双重绝缘或加强绝缘，要求的限值应该是多少？有两种理解：（1）根据条款29.2.3，限值应该是8.0mm（两倍的4.0mm），表17注1不适用。

（2）或者将爬电距离分成29.2.1中基本绝缘的爬电距离和29.2.2中附加绝缘的爬电距离两部分。

总的爬电距离限值就为5.5mm=1.5mm（根据表17注1中基本绝缘的爬电距离）+4.0mm （根据29.2.2中附加绝缘的爬电距离）。

标准条款IEC 60335-1的29.2条符合性分析：分两种情况分析:(1)根据条款29.2.3，如果轴绝缘是一个单层同质体，则它被认为是加强绝缘，限值应该是8.0mm（两倍的4.0mm），表17注1不适用。

(2)如果轴绝缘不是一个单层同质体，而是一个双重绝缘系统，那么对于这个包含基本绝缘和附加绝缘的双重绝缘系统的爬电距离，应该根据条款29.2.1和29.2.2来确定。

在这种情况下，爬电距离的限值应为5.5mm=1.5mm（根据表17注1中基本绝缘的爬电距离）+4.0mm（根据29.2.2中附加绝缘的爬电距离）。

案例2：问题描述IEC 60335-2-40的29.2条污染等级是如何确定？本文作者黄文秀中国电器科学研究院有限公司标准法规专家中国电器科学研究院有限公司标准法规专家，担任全国家电标委会美容及其它器具分委会秘书长，负责制修订国家标准、行业标准50多项。

现担任IEC/SC59L（小家电性能测试方法分技术委员会）WG6、MT3和MT4等3个标准工作组的召集人，主导制修订多项IEC标准；IEC62947（智能坐便器性能）标准起草质量人的共享学习平台工作组的核心成员。

编撰出版多本著作，发表数十篇论文。

2016年荣获国际电工委员会“IEC 1906奖”。

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