关于电气间隙和爬电距离要求的研究

技术·创新/Technology and Innovation

关于电气间隙和爬电距离要求的研究

王卓立 吴文辉 谢曾平 陈信勇

（珠海格力电器股份有限公司检测中心 珠海 519070）

摘要：对电气安全标准GB 4706.1-2005、GB/T 16935.1-2008的电气间隙和爬电距离要求进行解读，同时，结合家电产品的特殊结构和电路进行分析，总结选取电气间隙、爬电距离正确路径的方法。说明在测量电气间隙和爬电距离时需要结合实际情况考虑，并特别注意X值的计算，避免出现设计和检验缺陷。

关键词：电气间隙；爬电距离；污染等级；过电压类别；脉冲电压

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ　ｔｈｅ　ｃｌｅａｒａｎｃｅ　ａｎｄ　ｃｒｅｅｐａｇｅ　ｄｉｓｔａｎｃｅ　ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ　ｏｆ　ｓｔａｎｄａｒｄ　ＧＢ　４７０６．１－２００５，　ＧＢ／Ｔ　１６９３５．１－２００８，　ｐｒｏｐｏｓｅｄ　ｔｈｅ　ｒｉｇｈｔ　ｐａｔｈ　ｏｆ　ｃｌｅａｒａｎｃｅ　ａｎｄ　ｃｒｅｅｐａｇｅ　ｄｉｓｔａｎｃｅ　ｂｙ　ａｎａｌｙｚｉｎｇ　ｓｐｅｃｉａｌ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ａｎｄ　ｃｉｒｃｕｉｔ　ｏｆ　ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ　ｐｒｏｄｕｃｔｓ．　Ｉｔ　ｉｓ　ｉｎｄｉｃａｔｅｄ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ａｃｔｕａｌ　ｓｉｔｕａｔｉｏｎ　ｓｈｏｕｌｄ　ｂｅ　ｃｏｎｓｉｄｅｒｅｄ　ｗｈｅｎ　ｍｅａｓｕｒｉｎｇ　ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ　ｃｌｅａｒａｎｃｅ　ａｎｄ　ｃｒｅｅｐａｇｅ　ｄｉｓｔａｎｃｅ，　ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙ　ｔｈｅ　ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｘ　ｖａｌｕｅ，　ｗｈｉｃｈ　ｍｅａｎｓ　ａｖｏｉｄｉｎｇ　ｔｈｅ　ｄｅｓｉｇｎ　ａｎｄ　ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ　ｄｅｆｅｃｔｓ　ａｓ　ｆａｒ　ａｓ　ｐｏｓｓｉｂｌｅ．

Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｃｌｅａｒａｎｃｅ；　ｃｒｅｅｐａｇｅ　ｄｉｓｔａｎｃｅ；　ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ　ｄｅｇｒｅｅ　；　ｏｖｅｒｖｏｌｔａｇｅ　ｃａｔｅｇｏｒｙ；　ｉｍｐｕｌｓｅ　ｖｏｌｔａｇｅ

Ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｏｎ　Ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ　ｏｆ　Ｃｒｅｅｐａｇｅ　Ｄｉｓｔａｎｃｅ　ａｎｄ　Ｃｌｅａｒａｎｃｅ

引言

电器在实际使用过程中，各部件往往存在各种过电压，使得电器部件的爬电距离和电气间隙不仅仅要承受电器的额定电压，还需有承受像雷击、开关过电压等正常使用中出现的电气应力的能力。电气间隙的影响因素包括微观环境和过电压类别；爬电距离的影响因素包括工作电压、微观环境、材料ＣＴＩ。本文基于标准ＧＢ　４７０６．１－２００５、ＧＢ／Ｔ　１６９３５．１－２００８分析电气间隙和爬电距离的测量方法和要求，建模分析和实例论证正确的测量路径，供大家探讨。

１电气间隙、爬电距离的理解和判定

１．１　定义理解

１）电气间隙

电气间隙是两导电部件之间或导电部件同易触及部件间的空间最短距离。电气间隙的最小尺寸应使得通过器具的瞬态过电压和设备内部产生的峰值电压不能使其击穿；其目的是防范跨接在绝缘上的是瞬态过电压或峰值电压。

２）爬电距离

爬电距离是两导电部件间沿着固体绝缘材料表面所测量的最短距离。爬电距离的最小尺寸应使得绝缘在对应的污染等级和工作电压下不会产生闪络或击穿。其考核绝缘在对应污染等级和工作电压下的耐受能力。

１．２　电气间隙的判定要求

首先，根据ＧＢ／Ｔ　１６９３５．１－２００８，中过电压类别等级定义，可判定器具的过电压类别。

通过过电压类别和器具的额定电压确定额定脉冲电压，额定脉冲电压实际是用来模拟电气间隙可能承受的过电压值。依据ＧＢ　４７０６．１－２００５表１５进行额定脉冲电压的数值判定。

确定的额定脉冲电压值即可依据ＧＢ　４７０６．１－２００５　表１６对应出最小电气间隙。

１．３　爬电距离的判定要求

先依据ＧＢ　４７０６．１－２００５中２９．２条款对绝缘部分的材料组别和污染等级进行判定。

108日用电器/Electrical Appliances

2018年08月/Aug.2018 109

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基本绝缘和附加绝缘的最小爬电距离值是由器具工作电压、材料组、污染等级三个条件同时进行判定的。依据ＧＢ　４７０６．１－２００５　表１７可对应最小爬电距离值。

加强绝缘的最小爬电距离值是同条件下基本绝缘判定值的两倍。功能性绝缘则依据ＧＢ　４７０６．１－２００５　表１８进行判定。

２实例的建模测量与判定

测量结构比较复杂的家用电器的最小电气间隙、爬电距离，需要初步判断适当路径，再建模辅助以便选择出合理路径，最后通过合适的测量工具测算出最终结果。本次选取电器产品中较为突出的样品（图１），从标准角度分析样品，说明实际测量中需要注意的问题。

２．１　样品基本情况

１）样品在海拔２　０００　ｍ以下使用，污染等级为２；２）样品额定电压２２０　Ｖ，频率５０　Ｈｚ；３）所有带电部件均按加强绝缘考虑；４）不考虑插头插入时的情况。

测量出Ｌ、Ｎ金属导片之间的最小电气间隙和爬电距离，判定该产品是否符合标准要求。

２．２　电气间隙测量与判定

样品为墙壁插座，可判断其为过电压类别ＩＩ。通过额定电压２２０　Ｖ，根据表１可确定额定脉冲电压为２　５００　Ｖ，从而确定加强绝缘的最小电气间隙是３　ｍｍ。

电气间隙的路径相对容易确定，该相邻导电部件在空气中的直接连线点，取最短距离。

通过目测，确定Ｌ、Ｎ之间的最小间距为通过底部绝缘凸台的距离。可能路径有：

１）路径ａ：凸台顶边以及凸台顶角分别做延长线连接于Ｌ、Ｎ导片处（如图２蓝线）；

２）路径ｂ：凸台顶边以及分别从凸台顶角处各作垂直于Ｌ、Ｎ导片的线（如图２红色实线）。

根据连接点到直线上各点的所有线段中，垂线段最短，故确定路径ｂ为最小电气间隙路径。

实际测得电气间隙８．３７　ｍｍ＞３　ｍｍ，判定该样品符

合标准要求。

２．３　爬电距离的测量与判定

样品工作电压２２０　Ｖ，污染等级为２，考虑最严苛情况，选用材料等级Ⅲ　ｂ，判定最小加强绝缘爬电距离为５　ｍｍ。

由于导片距离凸台两侧距离较小，实际测量最小间距小于１　ｍｍ。根据ＧＢ／Ｔ　１６９３５．１－２００８中６．２条款，对

污染等级和沟槽宽度Ｘ的规定如下（如表１、图３）。所考虑的路径包括一个宽度大于Ｘ　ｍｍ的Ｖ形槽。

规则：爬电距离路径沿着槽的轮廓但被Ｘ　ｍｍ接线把槽底“短路”。（根据ＣＴＬ决议５９０，内角＜８０　

°时

图1 插座示意图

图2 路径示意图污染等级

尺寸X 的最小值

10.25 mm 2 1 mm 3

1.5 mm

表1 污染等级对应X 最小值