安規(guī)之電氣間距和爬電距離

　　本文從安規(guī)距離基本定義入手，解析了IEC60950、GB4943-2011標(biāo)準(zhǔn)中的爬電距離和電氣間隙的查詢方法并描述了工作電壓測(cè)試規(guī)范，最后針對(duì)實(shí)測(cè)電壓波形圖進(jìn)行了分析與計(jì)算。從理論解析到實(shí)例分析，一步到位讓你輕松了解開關(guān)電源的安規(guī)間距。

　　基本概念

　　在IEC60950、GB4943-2011標(biāo)準(zhǔn)中，規(guī)定了不同電壓等級(jí)需要的最小安全距離，而安全距離又包括電氣間距和爬電距離兩種。對(duì)于開關(guān)電源主要需要保證最小安全距離的地方有以下兩個(gè)方面：

　　1、一次側(cè)電路對(duì)外殼(保護(hù)地)的安全距離;

　　2、一次側(cè)電路對(duì)二次側(cè)電路之間的安全距離。

　　電氣間隙

　　電氣間隙是兩個(gè)導(dǎo)電體之間在空氣中的最短距離，而最小電氣絕緣間隙主要由表格2J、2K和2L來(lái)確定。具體查表方法如下：

　　1、根據(jù)交流電網(wǎng)電壓有效值和過(guò)電壓類別確認(rèn)交流電網(wǎng)電源瞬態(tài)電壓(由附錄Z和表2J確定);

　　表2J 交流電網(wǎng)電源瞬態(tài)電壓

　　2、首先確定污染等級(jí)，再根據(jù)實(shí)測(cè)兩點(diǎn)峰值工作電壓B和上述確認(rèn)的交流電網(wǎng)電源瞬態(tài)電壓值可確定最小電氣間隙為C1(由表2K確定);

　　表2K 一次電路絕緣以及一次電路與二次電路之間絕緣最小電氣間隙(海拔2000m以下)

　　單位為mm

　　3、確定污染等級(jí)后，再根據(jù)實(shí)測(cè)兩點(diǎn)峰值工作電壓B和電網(wǎng)電源瞬態(tài)電壓確認(rèn)附加電氣間隙C2(由表2L確定);

　　表2L 一次電路的附加電氣間隙(適用于海拔2000m以下)

　　單位為mm

　　4、如果B大于交流電網(wǎng)峰值則最小電氣間隙為C1+C2，如果B小于或等于交流電網(wǎng)峰值則最小電氣間隙就等于C1。

　　爬電距離　　

爬電距離是兩個(gè)導(dǎo)電體沿絕緣材料表面的最短距離，而最小爬電距離只由表格2N來(lái)確定;具體查表方法如下：

　　1、確定污染等級(jí);

　　2、再根據(jù)實(shí)測(cè)工作電壓有效值和絕緣材料的材料組別確定最小爬電距離(由表2N確定)。

　　表2N 最小爬電距離

　　單位為mm

　　一次電路和二次電路之間的電壓測(cè)試方法

　　假如開關(guān)電源輸入有L、N和PE則測(cè)試圖如下圖1所示：

　　圖1

　　假如開關(guān)電源輸入只有L、N則測(cè)試圖如下圖2所示：

　　圖2

　　實(shí)例分析

　　實(shí)測(cè)100~240VAC輸入開關(guān)電源初次級(jí)最大電壓波形如下圖3所示，工作電壓峰值為500V，工作電壓有效值為265V，根據(jù)表2J可知交流電網(wǎng)電源瞬態(tài)電壓為2500V。

　　圖3

　　電氣間隙計(jì)算：按照污染等級(jí)2的基本絕緣要求可知

　　即最小電氣間隙的基本絕緣為C1+C2=2.34mm(由于峰值電壓500V大于輸入電壓峰值)，加強(qiáng)絕緣為4.68mm;

　　爬電距離計(jì)算：按照污染等級(jí)2、材料類別Ⅲ可知265V有效值電壓在表2N的250V和320V之間，而250V時(shí)基本絕緣為2.5mm，320V的基本絕緣為3.2mm，即265V電壓基本絕緣為  

　　即加強(qiáng)絕緣為5.3mm

　　海拔對(duì)安全距離影響　　

以上查詢的安全間距只適用于海拔2000m以下，而對(duì)于海拔2000以上的情況，安全距離需要乘以一定系數(shù)。標(biāo)準(zhǔn)GB/T 16935.1的表A2給出了海拔與系數(shù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，比如海拔5000mm時(shí)，最小安全間距需要乘以1.48倍。