浅谈爬电距离的规定与设计.doc

All empires fall， you just have to know where to push. IEC 603351: 2001新标准的变化简介广州日用电器检测所 陈灿坤 罗军波IEC 60335-1:2001家用和类似用途电器的安全 通用要求（第四版）标准在2001年5月公布，但由于配合使用的各个产品家用和类似用途电器的安全 XX特殊要求很多还没有制订出来，所以目前还没有普遍使用2001版本的通用要求。与第三版相比，新版标准在许多方面，特别是在爬电距离和电气间 All empires fall， you just have to know where to push。 隙方面有了很多变化.可以预见这些变化将会影响全世界未来10年家用电器及类似产品的结构设计，希望引起相关人员的注意，尤其是家电产品设计和测试方面人员的足够重视。欧洲标准化组织在2002年对EN60335-1进行了换版,而中国国家标准GB4706.1相信很快更新。据悉全国家用电器标准化技术委员会已经于2003年9月在烟台召开了GB4706.1-XXXX标准的起草工作会议，有希望在今年内完成征求意见稿。下面笔者结合工作实践，给大家介绍一下标准制订的一些背景情况，并重点对变化较大的第29章作简单介绍。背景介绍:在过去40多年里，第一版（1976)，第二版（1988），第三版(1991）标准关于爬电距离和电气间隙的内容要求一直没有什么变化。它们都是以过去积累的经验为基础制订出来的，但是现在看来这些要求相对保守，留有余地太多，或者说对制造商的要求高了。例如：对于230V和小于130V的危险带电部件与易触及部件之间都是8mm爬电距离和电气间隙的要求和同样的交流耐压测试值的要求.虽然TC 61（制订IEC 60335标准的委员会)早在编写第三版时，就已经注意到这些内容要求不尽合理，并打算修改,可是由于在这方面经验不足,更改条件还不成熟，所以被耽搁了好几年。最近几年，随着IEC60664绝缘配合系统系列标准的不断完善，对于直流电压小于1000V和交流电压小于1500V绝缘配合有了更明确和具体的电气间隙和耐压要求，TC 61委员会就有了修订标准的技术基础。因而参照IEC 60664所制订的新版IEC 60335与旧版相比，有很多变化，并且这些新增内容比较复杂，不太容易理解和掌握。变化介绍：第3章定义：在新的标准中引入了一些新的概念，原来的一些定义稍作了改动。l 3。3。5功能绝缘functional insulation：为实现电器正确功能,两导电体之间的绝缘，没有安全的功能。其实这也不是“新”的概念，在开关标准、电子产品标准早就有这个概念了。大家不妨打开GB49431995（idt IEC 60950-1:1991）信息技术设备（包括电气事务设备）的安全标准，我们就会发现有类似的概念1。2.9.1“工作绝缘：设备正常工作所需的绝缘，并不起防电击作用”。最常见的功能绝缘的例子：PCB板上带电件之间的绝缘，如图1中所示， 带电件1和带电件2之间的绝缘即为功能绝缘。而在IEC60335-1：1991版中，会把它当作基本绝缘来考核。第13.3条：电气强度试验电压发生了变化。IEC60335-1：1991（第三版）标准的要求：试验电压值：对其他基本绝缘为1000V对附加绝缘为2750V-对加强绝缘为3750V可以认为器具内部的部件工作电压都是小于250V，按额定电压小于250V的水平来考核的.但随着技术的发展,越来越多的白色家电采用新的技术，譬如家用空调变频技术，微波炉高压倍压电路等,器具使用的是220V的额定电源电压,但在器具内部可能出现高于电源电压的工作部件,有的部件工作电压高达数千伏。经过大量的实践,技术专家们觉得应该修改第三版标准不分工作电压考核的情况.请看标准中的表4：表4-电气强度试验电压绝缘试验电压V额定电压V工作电压SELV150V150V且250V250V基本绝缘500100010001.2U+700附加绝缘100017501.2U+1450加强绝缘200030002.4U+2400我们可以看到，附加绝缘和加强绝缘的试验电压从原来的2750V和3750V分别下降到了1750V和3000V，但是增加了对工作电压大于250V的部件/位置的试验。第14章：瞬时过电压（冲击电压试验)，它与29章电气间隙试验密切相关。通俗地说，瞬时过电压试验模拟闪电瞬时引入的一个高电压,看看器具的电气承受能力.某种意义上讲,也可以说它是第13章电气强度试验的延伸。第22.3条：增加了直接插入插座式器具的插脚保持力的测试，要求经过70C处理1h后，沿插脚纵向施加50N拉力，插片不应有大于1mm的位移。第29章：电气间隙，爬电距离和固体绝缘。由于采用了新的体系,而且与前面14章紧密相连,有必要先给大家理一理29章各条款的联系.29章提出总的要求：电气间隙、爬电距离和固体绝缘要能够承受电气应力，是充分的。29.1条 电气间隙的要求，并提出基本绝缘和功能绝缘的电气间隙可以减小的条件和试验。29.1。1条 基本绝缘的电气间隙要求；29.1.2条 附加绝缘的电气间隙要求：按表16中基本绝缘的限值；29.1.3条 加强绝缘的电气间隙要求：按表16中的限值，但采用额定冲击电压更高一级别的限值.29。1.4条 功能绝缘的电气间隙要求：按表16的限值，但某些情况可以不考虑（例外情况)。29。1.5条 对工作电压大于额定电压的情况电气间隙的要求；29.2条 爬电距离的要求；29.2.1条 基本绝缘的爬电距离要求:按表17；29。2.2条 附加绝缘的爬电距离要求：按表17中基本绝缘的限值；29。2。3条 加强绝缘的爬电距离要求：按表17中两倍于基本绝缘的限值;29。2。4条 功能绝缘的爬电距离要求：按表18,但某些情况可以不考虑（例外情况）；29。3条 附加绝缘和加强绝缘的固体绝缘（穿通绝缘）距离要求；为方便理解，试归纳查电气间隙的步骤如下：步骤一：根据过电压类别、额定电压查标准中表15得出额定冲击电压；步骤二：查表16得出基本绝缘电气间隙；步骤三：必要时,按一定的条件减少基本绝缘的电气间隙;步骤四：按不同的绝缘，得出相应的电气间隙。 举例：问某220V额定电压电吹风内部布线到外壳外表面，沿外壳安装缝（如图2）的电气间隙是多少？ 解释：从防触电的角度分析,内部布线的绝缘层提供基本绝缘防护，风扇外壳提供附加绝缘防护，两者合称双重绝缘。现在要考核附加绝缘的电气间隙。步骤一：查表15得知额定电压220V,过电压类别II的情况下额定冲击电压2500V;步骤二: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；步骤三：按29.1.2条附加绝缘是采用基本绝缘的限值，即2。0mm.而按IEC603351：1991标准，查表得到4.0mm的限值,由此可见，要求的确是降低了。IEC60335-1:2001 表15-额定冲击电压额定电压V额定冲击电压V过电压类别IIIIII5033050080050且15080015002500150且300150025004000IEC603351：2001 表16最小电气间隙额定冲击电压(V)最小电气间隙(mm）注13300，5注25000，5注28000,5注215001，0注325002，0注340003,5注360006，0注380008,5注31000011，5注3注1：这些尺寸要求只适合于空气中的电气间隙。注2：由于大规模生产会产生一些误差,比标准IEC 60664中更小的电气间隙要求因此未被采用。注3：在整个产品寿命周期里,有可能会造成间隙的减少,考虑到这些原因,表16的要求比标准IEC 60664中最小间隙增加了0。5mm。 IEC603351:2001 表17-基本绝缘的最小爬电距离工作电压（V）爬电距离(mm）防污等级1 2 3材料组别 材料组别a/ba/b500.20.60。91.21。51。71.9a50 且 1250。30.81。11.51。92。12.4125 且 2500。61.31。82。53。23。64.0250 且 4001.02。02。84。05.05.66.3400 且 5001.32.53.65.06。37。18。0500 且 8001。83.24。56。28。09.010.0800 且 10002。44。05。68.010.011。012.51000 且 12503.25。07。110。012.514.016.01250 且 16004。26.39.012。516。018.020。01600 且 20005.68。011。016.020.022。025.02000 且 25007。510.014.020。025。028.032.02500 且 320010.012.518.025。032.036.040。03200 且 400012。516。022.032。040。045。050.04000 且 500016。020。028。040.050。056.063。05000 且 630020。025。036。050.063。071.080。06300 且 800025.032.045.063。080.090。0100.08000 且 1000032。040.056.080。0100.0110.0125。010000 且 1250040.050。071。0100.0125。0140.0160.0a如果部件的工作电压小于50V，允许使用b的材料IEC60335-1:2001 表18功能绝缘的最小爬电距离工作电压（V)爬电距离（mm）防污等级1 2 3材料组别 材料组别a/ba/b500.20.60.81.11.41.61.8a50 且 1250.30。71。01.41.82.02.2125 且 2500.41。01.42.02。52.83。2250 且 400b0。81。62.23。24。04。55。0400 且 5001。02。02。84。05.05。66。3500 且 8001。83.24。56.38。09.010.0800 且 10002.44。05.68。010.011.012。51000 且 12503。25.07.110.012。514.016.01250 且 16004.26.39.012.516。018。020。01600 且 20005.68.011。016。020.022.025.02000 且 25007.510.014。020.025.028。032。02500 且 320010.012。518。025。032.036。040.03200 且 400012。516。022。032。040。045.050。04000 且 500016。020.028。040。050.056.063。05000 且 630020.025。036.050.063.071。080。06300 且 800025.032。045.063.080.090.0100.08000 且 1000032.040。056。080.0100.0110.0125。010000 且 1250040.050.071。0100.0125。0140.0160。0a如果部件的工作电压小于50V，允许使用b的材料对于基本绝缘和功能绝缘的电气间隙可以有条件地减少，条件是:a）通过第14章的瞬时过电压（冲击电压）测试; b)结构上能保证不变形：在装配时或发生磨损或有相对位移的情况下,电气间隙不会受到影响。因此螺丝，联接线等必须可靠联接，不会发生脱落。这里刚性联接能被接受。 要强调对于 0 类和 0I 类器具的基本绝缘在污染等级3的情况还是要按表16执行,电气间隙的要求不能减少。查爬电距离的要求的步骤可归纳为：步骤一：确定被考核部位的工作电压；步骤二：确定被考核部位的材料组别（CTI指数）;步骤三：确定被考核部位的污染等级；步骤四：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。在讨论电气间隙、爬电距离的问题时,值得注意以下几个问题：1、 零部件与整机的问题：在参照IEC 60664制订标准时，TC 61标准委员会在选用电气间隙要求时, 增加了0。5mm的余量(参照前面表16注3）。虽然零部件标准委员会也参照IEC 60664标准制订零部件标准，但他们选用最低的电气间隙要求制订他们的标准。(因为IEC 60664只给出了在不同情况下的绝缘配合系统，没有对每个不同产品有具体电气间隙的要求，因此每个标准委员会会根据产品的特点进行选择。所以不同类型的产品就会有不同要求.) 因此出现了这个问题:如果我们对零部件按照标准最低电气间隙要求进行考核，那么，符合零部件标准的零件不一定就能符合整机要求。因此我们在选用零部件时就需特别注意。这个问题在新的修改版中有望得到解决。 2、 漆包线的问题：在第三版的标准中虽然没有功能绝缘这个概念,但是浸渍过的绕组电气间隙有1,0mm的减少。但在第四版的标准,只有在额定冲击电压大于1500V的情况下，才允许有0.5mm的减少.3、 根据表16的不同额定冲击电压的值可以查出基本绝缘，附加绝缘，加强绝缘和功能绝缘的电气间隙要求。但是，对于加强绝缘的电气间隙要求，在表16中要选高一级别的额定冲击电压对应的限值.4、 对于电热管（防尘)和PTC元件，它们的电气间隙要求被减少到1。0 mm。5、 由于新版电气间隙要求比旧版减少很多，因此新版第22.31条的要求与旧版的就有了很大变化.原来要求是:螺丝或导线等脱落后，要保证50的要求，而现在严格按100 满足表 16 要求。6、 我们需要改变这个观念：由于过去电气间隙有足够多的余量,如果电气间隙满足要求了，交流耐压测试(电气强度试验)要求一般都没有什么问题，因此，我们往往比较注意电气间隙的要求,经常会忽略交流耐压测试.现在情况有所不同，电气间隙要求减少许多，我们在考虑电气间隙同时,还要考虑交流耐压和冲击电压的测试。有时,我们最终还以冲击电压测试为准考核电气间隙(如基本绝缘和功能绝缘)，当然前提是结构上还要满足一些附加条件,前面已讨论过这个问题，这里不再重复.以上是笔者的一些个人意见和见解,如有不妥之处，请大家指正。笔者很荣幸能够参加GB4706。1XXXX（对应于新版的IEC60335-1)的国家标准起草工作,同时也希望能够有机会在工作中,标准宣贯研讨会中和大家共同探讨，有意者可留意我们的网站的培训通知，或是直接联系培训部。本文版权归GTIHEA所有，未经许可不许专载