【IEC60331解讀】關(guān)于電氣間隙、爬電距離和固體絕緣要求解讀

1、【IEC60335-1解讀】關(guān)于電氣間隙、爬電距離和固體絕緣要求解讀按照絕緣材料的性質(zhì)來分類，絕緣可以分為氣體絕緣、液體絕緣和固體絕緣。而在家用及類似用途的器具中，主要采用的是固體絕緣和空氣絕緣。隨著時間的推移和器具的使用，固體絕緣會發(fā)生老化。一旦固體絕緣被擊穿，就不能再恢復(fù)。電氣間隙是不同帶電部件或者帶電部件與大地之間空氣的最短距離。一旦距離過小，空氣介質(zhì)被擊穿，絕緣失效。因此兩個導(dǎo)電部件之間要保持一個安全的空間距離。爬電距離是不同帶電部件之間沿絕緣材料表面的最短距離。一旦距離過小，在塵埃的影響下，空氣介質(zhì)被擊穿，形成導(dǎo)電通路，絕緣失效。因此，在設(shè)計器具時，必須考慮爬電距離、電氣間隙和固體絕

2、緣。第29章電氣間隙、爬電距離和固體絕緣一、理解與實施標(biāo)準(zhǔn)的第29章對通過功能絕緣隔開的帶電部件之間的電氣間隙進(jìn)行了規(guī)定，目的是為了確保，來自給器具供電的電源的浪涌或者由器具本身操作產(chǎn)生的浪涌，不會使帶電部件之間絕緣失效而影響器具的正確功能。第29章對由基本絕緣、附加絕緣或者加強(qiáng)絕緣隔開的帶電部件和其它導(dǎo)電部件之間的電氣間隙也進(jìn)行了規(guī)定，目的也是為了確保，來自給器具供電的電源的浪涌或者由器具本身操作產(chǎn)生的浪涌，不會造成絕緣的失效而引起電擊危險。在由功能絕緣隔開的帶電部件之間規(guī)定了爬電距離，是為了確保導(dǎo)電性污染沉積不會造成這些部件之間的短路或者漏電起痕引起著火而影響器具的正確功能。在由基本絕緣、

3、附加絕緣或加強(qiáng)絕緣隔開的帶電部件和其它導(dǎo)電部件之間也規(guī)定了爬電距離，是為了確保導(dǎo)電性污染沉積不會因為漏電起痕而引起電擊或著火等危險。漏電起痕是指生成了一個跨越絕緣表面的永久導(dǎo)電通道（通常是碳），并且在大多數(shù)情況下這個永久導(dǎo)電通道是由絕緣性能的劣化導(dǎo)致的。要產(chǎn)生漏電起痕，絕緣一定含有一些有機(jī)物質(zhì)。在一個污染的環(huán)境里，可能由于器具的使用條件，一段時間后絕緣會被污染物覆蓋。在有水存在的情況下，污染層會產(chǎn)生泄漏電流，而該泄漏電流會加熱表面并引起水層的中斷。在中斷的水層之間會產(chǎn)生小的火花（閃爍）。由火花產(chǎn)生的熱量引起絕緣的碳化和揮發(fā)，導(dǎo)致在表面上形成永久的“碳化通道”。漏電起痕的現(xiàn)象嚴(yán)重限制了有機(jī)絕緣在

4、戶外環(huán)境的使用。形成漏電起痕的快慢取決于聚合物的結(jié)構(gòu)，可以通過給聚合物添加適當(dāng)?shù)奶畛鋭┮种铺蓟姆椒▉泶蟠鬁p小形成漏電起痕的速度。水分并不是形成漏電起痕的必要條件。導(dǎo)電通道也可以由金屬粉末引起，例如，在帶有運(yùn)動部件的器具里，運(yùn)動部件會逐步磨損，金屬粉末會沉積到表面上。29章規(guī)定的爬電距離取決于：(1)可能由器具的工作產(chǎn)生的污染等級(通常是2級污染，但是在某些第2部分特殊要求標(biāo)準(zhǔn)里規(guī)定了3級污染)；(2)正常使用中作用在爬電距離相關(guān)的絕緣上的工作電壓和頻率；(3)絕緣所屬的材料組別(根據(jù)絕緣的相對漏電起痕指數(shù)來規(guī)定材料組別)。當(dāng)想要把電氣間隙和爬電距離的數(shù)值聯(lián)系起來時，記住如下幾點是很重要的：(

5、1)爬電距離永遠(yuǎn)不小于相關(guān)的電氣間隙；(2)當(dāng)進(jìn)行第14章的脈沖電壓試驗時可以使用比規(guī)定值小的電氣間隙，只要同時滿足下述條件：3級污染條件不適用；電氣間隙不會因部件的變形、磨損或者運(yùn)動而減小；器具不是O類或者OI類。為了降低在器具的使用壽命內(nèi)附加絕緣和加強(qiáng)絕緣失效的可能性，29章規(guī)定了穿通這些類型絕緣的距離。對于多層薄絕緣，只要每一層能滿足特定的電氣強(qiáng)度的要求，就不規(guī)定穿通的距離。如果絕緣在非正常工作試驗中測得的溫升能滿足特定的溫升判定準(zhǔn)則的話，對這樣的絕緣也不規(guī)定距離。在后兩種情況中，如果絕緣是可觸及的，絕緣還必須通過刺穿試驗。如果附加絕緣或者加強(qiáng)絕緣經(jīng)受頻率超過30kHz的電壓，則絕緣的厚

6、度必須滿足IEC60644-2中6.2條的要求。評價電氣間隙和爬電距離的方法如下：(一)電氣間隙(1)根據(jù)器具的額定電壓(RV)和安裝處的過電壓類別，從IEC60335-1的表15中得出器具的額定脈沖電壓(Riv)0注：家用器具屬于II類過電壓類別。(2)利用(1)得到的額定脈沖電壓(Riv)從IEC60335-1的表16中得出最小電氣間隙。(3)對于基本絕緣、附加絕緣和功能絕緣，電氣間隙按照(2)的方式得出。（4）對于加強(qiáng)絕緣，電氣間隙按照（2）的方式得出，但卻是使用下一個更高等級的額定脈沖電壓（Riv）0（5）對于如下情況可以放寬：a）基本絕緣 在管狀外鞘電熱元件末端的基本絕緣； 如果降壓

7、變壓器帶有一個單獨(dú)的接地屏蔽層或者次級是接地的，則在這種降壓變壓器的次級電路中的基本絕緣。b）功能絕緣 在PTC發(fā)熱元件表面上的功能絕緣； 在漆包線交叉點上的功能絕緣； 在變壓器和分壓器次級電路中的功能絕緣。 6）對于I類、II類和III類器具，只要減小后的電氣間隙能經(jīng)受住第14章的脈沖電壓測試，基本絕緣和功能絕緣的電氣間隙就可以減小。在下述情況下，這種放寬條件不適用：a）3級污染；或者b）由于部件的磨損、變形、運(yùn)動或裝配，電氣間隙可能已被減小。在這種情況下，除非脈沖電壓Rv小于1500V,否則由（2）得出的電氣間隙要增加0.5mm（7）在升壓變壓器的次級電路和諧振電路里，電氣間隙是通過IEC

8、60664-1的表F.7a或者對于頻率超過30kHz的通過IEC60664-4來直接判定。如果按照（2）得出的值更大時，就用（2）得出的值。（二）爬電距離(1) 確定絕緣暴露環(huán)境的污染級別。微環(huán)境通常是2級污染。如果絕緣是有特殊防護(hù)的，在這種情況下，1級污染適用。如果絕緣遭受了例如電刷碳灰的導(dǎo)電性污染，在這種情況下，3級污染適用。如果微環(huán)境由于器具本身的操作可受到冷凝、清潔劑或者烹飪的污染的話，那么3級污染適用，這將會在第2部分特殊要求標(biāo)準(zhǔn)中指出。注：對于家用器具，微環(huán)境是2級污染。(2) 確定跨過絕緣的工作電壓（WV）（也可參見下面（4）的注）并通過絕緣的CTI來確定絕緣所屬的材料組別。然后

9、，將這些信息結(jié)合（1）得出的污染等級，從IEC60335-1的表17中得出基本絕緣和從IEC60335-1的表18中得出功能絕緣要求的爬電距離。在IEC60335-1第5版中，表17和表18中小于630V的工作電壓現(xiàn)在已用具體值來表示而不再用范圍值。對于落在這些具體值內(nèi)的工作電壓，爬電距離通過插值法獲得。第5版引入這些變化是為了與IEC60664-1保持一致。(3)(4)(5)(6)(7)(8)注：完整版家用電器安全國際標(biāo)準(zhǔn)理解與案例分析一基于IEC60335-1第5.1版已上傳至“世界認(rèn)證地圖”。二、新舊版主要差異(詳見文末)三、案例分析案例1:問題描述對于家用電器內(nèi)部的電機(jī)轉(zhuǎn)子，電機(jī)繞組和

10、電機(jī)軸之間要求滿足雙重絕緣或加強(qiáng)絕緣的要求。電機(jī)轉(zhuǎn)軸上的絕緣材料只包含一層同質(zhì)體。工作電壓250V,污染等級3級，材料組別III類。對于電機(jī)繞組漆包線導(dǎo)線和電機(jī)轉(zhuǎn)軸(各自的滾珠軸承)之間的爬電距離，為保證滿足雙重絕緣或加強(qiáng)絕緣，要求的限值應(yīng)該是多少？有兩種理解：(1)根據(jù)條款29.2.3,限值應(yīng)該是8.0mm(兩彳的4.0mm),表17注1不適用。(2)或者將爬電距離分成29.2.1中基本絕緣的爬電距離和29.2.2中附加絕緣的爬電距離兩部分?？偟呐离娋嚯x限值就為5.5mm=1.5mm艮據(jù)表17注1中基本絕緣的爬電距離)+4.0mm(根據(jù)29.2.2中附加絕緣的爬電距離)。ShjftimuhL

11、ionBallibearing制力由M-MotorshaftVJhdtiitherequiredlimit.rdLeforllhcreepdedistancefordout>tearreinforcedins.ul5thn?標(biāo)準(zhǔn)條款I(lǐng)EC60335-1的29.2條符合性分析：分兩種情況分析：（1）根據(jù)條款29.2.3,如果軸絕緣是一個單層同質(zhì)體，則它被認(rèn)為是加強(qiáng)絕緣，限值應(yīng)該是8.0mm（兩彳§的4.0mm）,表17注1不適用。（2）如果軸絕緣不是一個單層同質(zhì)體，而是一個雙重絕緣系統(tǒng)，那么對于這個包含基本絕緣和附加絕緣的雙重絕緣系統(tǒng)的爬電距離，應(yīng)該根據(jù)條款29.2.1和29.2.2來確定。在這種情況下，爬電距離的限值應(yīng)為5.5mm=1.5mm根據(jù)表17注1中基本絕緣的爬電距離）+4.0mm（根據(jù)29.2.2中附加絕緣的爬電距離）。案例2:問題描述IEC60335-2-40的29.2條污染等級是如何確定？本文作者黃文秀中國電器科學(xué)研究院有限公司標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)專家中國電器科學(xué)研究院有限公司標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)專家，擔(dān)任全國家電標(biāo)委會美容及其它器具分委會秘書長，負(fù)責(zé)制