安規之電氣間距和爬電距離

　　本文從安規距離基本定義入手，解析了IEC60950、GB4943-2011標準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試規范，最后針對實測電壓波形圖進行了分析與計算。從理論解析到實例分析，一步到位讓你輕松了解開關電源的安規間距。

　　基本概念

　　在IEC60950、GB4943-2011標準中，規定了不同電壓等級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。對于開關電源主要需要保證最小安全距離的地方有以下兩個方面：

　　1、一次側電路對外殼(保護地)的安全距離;

　　2、一次側電路對二次側電路之間的安全距離。

　　電氣間隙

　　電氣間隙是兩個導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來確定。具體查表方法如下：

　　1、根據交流電網電壓有效值和過電壓類別確認交流電網電源瞬態電壓(由附錄Z和表2J確定);

　　表2J 交流電網電源瞬態電壓

　　2、首先確定污染等級，再根據實測兩點峰值工作電壓B和上述確認的交流電網電源瞬態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、確定污染等級后，再根據實測兩點峰值工作電壓B和電網電源瞬態電壓確認附加電氣間隙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大于交流電網峰值則最小電氣間隙為C1+C2，如果B小于或等于交流電網峰值則最小電氣間隙就等于C1。

　　爬電距離　　

爬電距離是兩個導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來確定;具體查表方法如下：

　　1、確定污染等級;

　　2、再根據實測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試方法

　　假如開關電源輸入有L、N和PE則測試圖如下圖1所示：

　　圖1

　　假如開關電源輸入只有L、N則測試圖如下圖2所示：

　　圖2

　　實例分析

　　實測100~240VAC輸入開關電源初次級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，根據表2J可知交流電網電源瞬態電壓為2500V。

　　圖3

　　電氣間隙計算：按照污染等級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)，加強絕緣為4.68mm;

　　爬電距離計算：按照污染等級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  

　　即加強絕緣為5.3mm

　　海拔對安全距離影響　　

以上查詢的安全間距只適用于海拔2000m以下，而對于海拔2000以上的情況，安全距離需要乘以一定系數。標準GB/T 16935.1的表A2給出了海拔與系數的對應關系，比如海拔5000mm時，最小安全間距需要乘以1.48倍。