電子產(chǎn)品檢測中電氣間隙和爬電距離的確定觀察

杞媛春

摘? 要：隨著現(xiàn)代科學技術不斷發(fā)展，電子產(chǎn)品數(shù)量逐漸增多，在人們生活、工作中隨處可見各類電子產(chǎn)品。隨著電子產(chǎn)品數(shù)量的增多，加大電力壓力，導致漏電、觸電等安全事故頻繁發(fā)生，因此用電安全已成為人們熱點關注話題。國家也制定相關政策指標，并要求相關部門強制執(zhí)行，其中包括電氣間隙和爬電距離。但是由于電子產(chǎn)品規(guī)格不同，對電氣間隙和爬電距離要求存在較大差異，所以電子產(chǎn)品檢測的標準也不相同。文章主要以AC-DC開關電源為研究對象，分析在不同電壓狀況下，檢測電氣間隙和爬電距離。

關鍵詞：電子產(chǎn)品檢測;電氣間隙;爬電距離;觀察

中圖分類號：TM930? ? ? ? ?文獻標志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2095-2945（2020）11-0088-02

Abstract： With the continuous development of modern science and technology， the number of electronic products is gradually increasing， and all kinds of electronic products can be seen everywhere in people's life and work. With the increase in the number of electronic products， increasing power pressure， resulting in leakage， electric shock and other security accidents occur frequently， so the safety of power use has become a hot topic of concern. The state also formulates relevant policy indicators and requires relevant departments to enforce them， including electrical gap and creeping distance. However， due to the different specifications of electronic products， there are great differences in the requirements of electrical gap and creeping distance， so the testing standards of electronic products are also different. This paper mainly takes the AC-DC switching power supply as the research object to analyze the detection of electrical gap and creeping distance under different voltage conditions.

Keywords： electronic product inspection; electrical gap; creeping distance; observation

前言

在人們日常生活和工作中，隨著電子產(chǎn)品種類日益豐富，用電安全成為人們關注焦點。但是由于電子產(chǎn)品規(guī)格、安全標準不同，所以對電氣間隙和爬電距離要求不同，計算方式、檢測方式也存在較大差異[1]。因此，在計算電氣間隙和爬電距離時，根據(jù)電子產(chǎn)品不同，采用不同計算方式。本文主要計算AC-DC開關電源在不同電壓下的電氣間隙和爬電距離。

1 電氣間隙和爬電距離簡介

電氣間隙是指在設備或導電零部件在維持電氣性能穩(wěn)定、安全情況下，測量最短距離，即設備或導電零部件之間最短空氣絕緣距離。雖然電氣間隙具有絕緣作用，承受較高過電壓，防止過電壓對電子產(chǎn)品造成損害[2]。但是在電路中使用不同電子產(chǎn)品產(chǎn)生的過電壓大小不同，一旦電壓值超過承受范圍，將破壞電路路線，從而導致整個電路系統(tǒng)癱瘓。因此在計算電氣間隙時，應充分考慮內外部承受為高過電壓強度，避免發(fā)生意外。測量電氣間隙并不限制采用任何途徑，比如電子產(chǎn)品表面覆有絕緣材料外殼，外殼開孔或縫隙處都應當成導體考慮。由于絕緣材料外殼易被使用者觸及，所以測量時，把絕緣材料外殼當作電子產(chǎn)品一部分，將危險降到最低。此外，由于使用電子產(chǎn)品不同、電壓保護設備不同，過電壓也不相同，因此將過電壓進行等級分類，分成Ⅰ～Ⅳ等級，根據(jù)過電壓等級不同，采取相應保護措施。爬電距離是指沿著兩個導電零部件絕緣表面或零部件與設備之間最短安全距離。即電子產(chǎn)品在使用過程中，零部件周圍產(chǎn)生電極，形成帶電區(qū)，帶電區(qū)的半徑就是爬電距離。電子產(chǎn)品使用過程中，絕緣表面被電極化，形成電流，進而形成一條導電通路，出現(xiàn)擊穿或表面閃絡等情況。產(chǎn)生這些現(xiàn)象的主要原因是，電子產(chǎn)品在長時間使用過程中，產(chǎn)生持續(xù)、穩(wěn)定電壓，加速零部件表面絕緣材料電極化。同時周圍零部件產(chǎn)生的電壓，也是產(chǎn)生這些現(xiàn)象的重要影響因素。因此，在計算爬電距離時，要充分考慮脈沖電壓大小、周圍環(huán)境、絕緣材料等，確保電路正常運行[3]。由此可見，計算電子產(chǎn)品電氣間隙和爬電距離具有十分重要意義。一般情況下，污染等級大于1時，爬電距離通常大于電氣間隙。兩個重要指標通過考慮電壓大小、環(huán)境污染、絕緣材料等，確定最短距離，確保電子產(chǎn)品穩(wěn)定、安全運行，避免漏電、電力不穩(wěn)定，造成安全隱患，給人們提供良好用電環(huán)境。

2 影響電氣間隙和爬電距離因素

2.1 海拔因素

海拔高度越高，空氣密度越低，氣壓越小。電子產(chǎn)品承受過電壓也會發(fā)生變化。根據(jù)巴斯成定律，和諧電場崩潰電壓與氣壓和兩極距離成正比關系。當兩極距離一定時，氣壓越低，崩潰電壓越低。而氣壓與海拔成反比，因此海拔因素是影響電氣間隙和爬電距離的重要因素。如果在平原上正常使用的電子產(chǎn)品，應用在高壓地域，將造成電子產(chǎn)品損害，無法正常使用。

2.2 電場強度

電場強度直接影響電氣間隙和爬電距離。根據(jù)電場分布，可分為均勻電場和非均勻電場。此外，電子產(chǎn)品使用數(shù)量、規(guī)格等都將影響電場均勻程度。在均勻電場情況下，按照正常計算方法進行電氣間隙和爬電距離計算。在非均勻場，增大電氣間隙和爬電距離，確保電子產(chǎn)品正常使用。

2.3 污染等級

電氣間隙與爬電距離易受污染影響。外界環(huán)境污染將增大絕緣材料電阻，從而分散一部分電壓。當線路中電壓增大時，無法承受加大壓力，出現(xiàn)安全隱患。污染等級1：沒有污染物或出現(xiàn)干燥且非導電性污染物，可用封閉外殼，或將電路板表面涂覆;污染等級2：有部分導電性污染物出現(xiàn)，如水蒸氣冷凝。一般僅有非導電性污染時，也要考慮因凝露造成的短暫導電性污染;污染等級3：存在導電性污染，或由于預期凝露使非導電性污染變成導電性污染;污染等級4：造成持久性導電性污染，如導電塵埃或雨雪。一般情況下工業(yè)電器選取污染等級3的環(huán)境，家用或類似用途電器選取污染等級2的環(huán)境。

3 電氣間隙和爬電距離確定

3.1 電氣間隙和爬電距離測量環(huán)境

在同一電路電源下，使用不同電子產(chǎn)品，測量電氣間隙和爬電距離。選取AC-DC開關電源，主要包括交流輸入部分、整流后高壓直流部分、ACDC變換部分、人體操作可能接觸復變電路、保護地等。在沒有污染情況下，測量開關電壓、電氣間隙和爬電距離。

3.2 測量準備工具

測量準備工具包括游標卡尺、千分尺、投影儀等，在測量AC-DC開關電源電氣間隙和爬電距離時，拆分電源。為避免拆分過程中損害電源零部件或使零部件發(fā)生位移，對電源進行X光片透視，了解電源內部構造。

4 電氣間隙和爬電距離

4.1 沒有污染情況下

環(huán)境沒有被污染情況下，溝槽和凹口寬度小于0.25mm時，可忽略溝槽和凹口寬度;溝槽和凹口寬度大于0.25mm，考慮溝槽和凹口寬度。由于電氣間隙和爬電距離較小，在測量時為提高精準度，采用間接計算方法。首先測量相關參數(shù)，再通過參數(shù)表進行計算[4]。

4.2 污染情況下

環(huán)境在污染情況下，溝槽和凹口寬度小于1.0m，可忽略溝槽和凹口寬度。實際使用的電源底座與靜觸片小于1.0mm，測量電氣間隙和爬電距離時，忽略溝槽和凹口寬度。

4.3 測量要點

電路輸入大地電壓，即交流輸入LN對地，整流后高壓直流對大地，原邊地對大地、副邊對大地等，全部采用基本絕緣。內部器件，由于不存在電擊風險，只需采用功能絕緣，確保電路正常工作，降低擊穿、打火風險;對于一次電路對二次電路，必須加強絕緣，防止人員在接觸二次電路時，發(fā)生具有危險性的電擊。

4.4 結果

實測100～240VAC輸入電壓初次電壓，工作電壓峰值為500V，工作有效值為265V，交流電網(wǎng)電源瞬態(tài)電壓為2500V。在污染等級為2的基本絕緣求得：最小電氣間隙基本絕緣距離為2.34mm，加強絕緣4.68mm;最小爬電距離基本絕緣為3.2mm，加強絕緣為5.3mm。通過測量數(shù)據(jù)分析得出，在同一電壓、環(huán)境污染條件下，使用不同絕緣材料，測量電氣間隙和爬電距離具有較大差異，零部件之間電氣間隙與爬電距離數(shù)值不同[5]。使用途徑不同、使用絕緣材料不同，電氣間隙與爬電距離也不相同。因此在計算電氣間隙和爬電距離時，在標準電壓情況下，使用多種電子產(chǎn)品，進行多次測量，確保計算出的電氣間隙和爬電距離不影響電路流量大小，確保電子產(chǎn)品正常工作[6]。

5 結束語

綜上所述，隨著現(xiàn)代科技不斷發(fā)展，市面上出現(xiàn)越來越多電子產(chǎn)品，給線路增加較大壓力，極易出現(xiàn)漏電、斷路、短路等情況，從而造成嚴重安全事故發(fā)生。故根據(jù)電子產(chǎn)品規(guī)格、使用電壓大小、絕緣材料等，計算出最短電氣間隙和爬電距離，確保用電安全。

參考文獻：

[1]鄭虹，張健.電子產(chǎn)品檢測中電氣間隙和爬電距離的確定[J].中國計量學院學報，2007，18（01）：87-92.

[2]黃科.印制板中爬電距離和電氣間隙檢測的探討[J].印制電路信息，2013，13（06）：58-62.

[3]姚磊，陳燦坤，等.數(shù)學建模在電子電器爬電距離和電氣間隙測量中的應用[J].環(huán)境技術，2017（06）：59-65.

[4]徐杰睿.數(shù)學建模在電子電器爬電距離和電氣間隙測量中的應用[J].中國科技信息，2018（13）：69-70.

[5]魯奇，施帥.爬電距離和電氣間隙測量方法[J].上海計量測試，2012，18（03）：46-48.

[6]王磊.爬電距離、電氣間隙測量不確定度評定[J].品牌與標準化，2011，28（16）：40.