爬电距离和电气间隙路径选取方法及在能力验证中的应用

爬电距离和电气间隙路径选取方法及在能力验证中的应用
摘要：本文介绍了电子产品爬电距离和电气间隙路径的确定依据，分析了污染
等级、V形槽的80°原则、1/3原则对爬电距离的影响。

阐述了爬电距离和电气间
隙路径的确定方法，以及将此方法应用于能力验证中爬电距离和电气间隙路径的
绘制和计算。

关键词：爬电距离；电气间隙；路径选取；能力验证
引言
随着科技和生活的快速发展，在满足安全性的同时，人们对电子产品的便携
性要求越来越高，但是产品体积越小，安全性则相应的会受到影响，特别是爬电
距离和电气间隙会成为电气产品安全事故的主要诱因，也更值得引起我们关注。

在检测电子产品的爬电距离时，需要考虑的因素较多，有电压等级、海拔高度、
污染等级、绝缘类型、表面形状、跨接角度等。

根据爬电距离的定义：爬电距离
是两导电部件间沿绝缘材料表面的最短距离[1]，其测试的第一步是正确绘制出爬
电距离的路径。

在实际测试中，待测的电气产品绝缘材料外表形状不完全平整规则，有时候会有槽、凸起和镂空等形状，如果对爬电距离最短路径确定依据把握
不准，则很容易绘制出错误的路径。

如何正确理解爬电距离的确定依据相关标准，和电子产品材料表面的形状各异，使得爬电距离的路径绘制难度大大提高。

本文针对这一难点，结合IEC
60664-1：2007[1]、CTL590决议[2]和DSH0717（2008）决议[3]，对爬电距离和电
气间隙路径选取和测量方法进行探讨和应用。

本文针对2016年由国家认证认可
监督管理委员会（CNCA）组织，威凯检测技术有限公司承担的能力验证计划“电
气产品的爬电距离和电气间隙试验能力验证”，对一个类似于PCB电路板的特制
试验样块进行了详细说明。

1确定爬电距离的依据
1.1 污染等级
IEC 60664-1：2007[1]规定了不同污染等级对应的X取值的大小，如表1[4]所示：
注：如果有关的电气间隙小于3mm，则尺寸X的最小值可减小至该电气间隙
的1/3[4]。

1.280°原则
当电子产品形状有绝缘槽（如图1所示），此时爬电距离的路径需要跨越这
个V型（角度为φ）的绝缘槽，跨越路径跟槽的角度有很大关系，当φ≥80°时，
爬电距离的路径直接紧贴着槽的V型内表面到达另一条金属带；当φ＜80°时，爬电距离先沿着V型槽的内表面走一段，不直接到达槽的V型角顶点，而是发生了
跨接现象，跨接到V型槽令一边，再沿内表面到达另一条金属带，其中跨接V型
槽的那段距离的大小即为X值。

X值的大小由污染等级来确定，这就是确定爬电
距离路径的80°原则。

CTL590决议明确规定，80°原则适用于所有的电气设备。

1.31/3原则
IEC 60664-1：2007[1]指出 X值与污染等级有关，不同的污染等级，X取值也
不同，具体取值见表1。

但有些特殊情况，X值的大小并不完全按污染等级决定。

DSH0717（2008）决议指出，如果有关的电气间隙小于3mm，最小尺寸X可以减
小到该电气间隙的三分之一[5]。

这个电气间隙并非实测的电气间隙，而是指要求
的电气间隙，即要求的最小电气间隙限值。

2.在能力验证试验中的实际应用
2.1能力验证的样品和试验说明
2.1.1样品说明
本次爬电距离和电气间隙能力验证提供的试验样品为一个类似于PCB电路板
的特制试验样块，采用气泡膜和自封袋包装，本次能力验证的样品已通过均匀性
检验。

示意图如图2所示：
本次试验的部位，分布于样品的正面及背面，详见图3，样品平面示意图：
说明如下：
①只考虑PCB板悬空的情况；
②图3中绿色线条所含区域为镂空部分；
③正面上包含有金属条T1、T2（图3中用红色标记），以及边长为5.5mm
等边三角形的镂空部分；
④背面上包含有金属条T3、T4（图3中用蓝色标记），以及顶端处边长为
1.2mm等边三角形的长条形镂空部分；
⑤样品上所有角都按理论尖角，不按实际圆角处理；
⑥金属条T1、T2、T3、T4紧贴镂空处的边沿；
⑦样品厚度为1.5mm；
⑧样品长度为45.0mm、宽度为30.0mm，金属条T1、T2关于样品宽度的中
线对称分布，金属条T3、T4关于样品宽度的中线对称分布；
⑨T1、T2、T3、T4金属条的长度都为11.0mm，宽度为1.0mm。

注：由于样品间工艺存在差异，请按照①-⑨提供的说明及数据进行本次测量。

2.1.2 检测要求和方法说明
2.1.2.1此次能力验证计划要求每个实验室按照正常检测程序进行试验，要求
测量：
（１）T1与T2之间的爬电距离和电气间隙测量路径；
（２）T3与T4之间的爬电距离和电气间隙测量路径；
（３）T1与T3之间的爬电距离测量路径。

2.1.2．2 本次能力验证计划依据的基础方法标准包括：GB/T 16935.1-2008[4]、IEC 60664-1：2007。

此外，本次计划还应考虑相关的CTL决议（NO.0717、NO.590）。

2.1.2.3试验说明
（１）试验前，样品不需要进行预处理。

测试时应使实验室环境温度保持在（２０±５）℃之间。

（２）设T1和T2之间的污染等级为1级，T3和T4之间的污染等级为3级，T1和T3之间的污染等级为2级
（３）设T1和T2之间的最小电气间隙限值为0.75mm，T3和T4之间最小电
气间隙限值为4.5mm。

根据上述条件，分别找出T1和T2之间，以及T3和T4之间的爬电距离和电
气间隙、T1和T3之间的爬电距离的路径，并使用我们提供的平面图绘制出相应
的路径。

1.2爬电距离和电气间隙路径与测量
1.2.1电气间隙的路径与测量
该样品的电气间隙路径很简单，如下图4所示，可直接用投影仪测量，具体
数据见表2。

①T1与T2之间的电气间隙
A点为T1的端点，D点为T2的端点
根据CTL决议（NO.0717、NO.590）及GB/T 16935.1-2008
∴ L电气间隙=LAD=2.7mm，即AD之间的连线
的端点，根据CTL决议（NO.0717、NO.590）及GB/T 16935.1-2008
∴L电气间隙=LAD=1.2mm，即AD之间的连线
2.2.2爬电距离的路径绘制与测量
①T1与T2之间的爬电距离
A点为T1的端点，D点为T2的端点，E点为等边三角形的顶点，∠BEC=60o 根据DSH0717（2008）。

由于T1、T2之间的最小电气间隙限值为0.75mm，
即要求的电气间隙为0.75mm。

∴X取值为要求的电气间隙的三分之一。

取LBC=LBE=LEC=0.25mm
则L爬电距离=LAB+LBC+LCD=（2.7-0.25）×2+0.25=5.15mm
根据CTL决议（NO.0717、NO.590）及 GB/T 16935.1-2008，所以，L爬电距
离=LAD=1.2mm，即AD之间的连线。

②T1与T3之间的爬电距离路径绘制与测量（请根据实际情况提供适当的不
会产生歧义的路径描述图和文字说明）。

爬电距离和电气间隙作为电器产品安全性能中的重要指标之一，在测试中需要特别注意
几点：
1.跨接最短距离X的理解，三分之一原则：“X的值较小到相关电气间隙的1/3”是指减小
到要求的电气间隙的三分之一，而不是实测的电气间隙值。

2.X在不同污染等级下跨接距离的取值不同，在实际样品测试中要关注污染等级对爬电距
离和电气间隙测试的影响和正确取值。

3.爬电距离和电气间隙应考虑空间立体结构，在实际测试中，需要应用立体几何和平面
几何知识对模型进行综合分析。

参考文献：
[1] EC 60664-1：2007 Insulation coordination for equip-ment within lowvoltage systems-partl：principles，requirement and test[S].2007.
[2]CTL 590决议IECEE[S].2007.
[3]CTL DSH 0717 Creepage Clearance Groove.2008.
[4][5]GB/T 16935.1-2008《低压系统内设备的绝缘配合第1部分原理、要求和试验》.
[5]王莹. 关于IEC60664-1[J]. 安全与电磁兼容，2010，（02）：87-89.[5]。