【摘 要】簡單介紹了電氣間隙和爬電距離理論，并以EN50124-1標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)對連接器設(shè)計(jì)進(jìn)行舉例說明。

【關(guān)鍵詞】電氣間隙；爬電距離；電連接器設(shè)計(jì)

0.引言

在武器裝備、軌道交通、電力工業(yè)、日常民品的各類電子系統(tǒng)中，電連接器在器件與器件、組件與組件、系統(tǒng)與系統(tǒng)之間進(jìn)行電氣連接和信號傳遞 ，是構(gòu)成一個完整系統(tǒng)所必須的基礎(chǔ)元件。因此，電連接器除了要滿足一般的性能要求外，特別重要的要求是涉及整個主機(jī)的電氣安全。在電連接器的設(shè)計(jì)中，絕緣性必須考慮電氣間隙和爬電距離指標(biāo)要求，通過對標(biāo)準(zhǔn)要求的理解，正確合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使電氣性能得到很大提升。

1.電氣間隙和爬電距離概述

1.1電氣間隙

在兩個導(dǎo)電零部件之間或?qū)щ娏悴考c設(shè)備防護(hù)界面之間測得的最短空間距離。即在保證電氣性能穩(wěn)定和安全的情況下，通過空氣能實(shí)現(xiàn)絕緣的最短距離。

不同帶電部件之間或帶電部件與大地之間，當(dāng)它們的空氣間隙小到一定程度同時電場達(dá)到一定強(qiáng)度時，空氣介質(zhì)將被擊穿，絕緣會失效或者暫時失效，因此兩個導(dǎo)電部件之間應(yīng)該維持一個不會發(fā)生擊穿的安全距離，這就是電氣間隙。最小電氣間隙由額定沖擊電壓決定。

1.2爬電距離

沿絕緣表面測得的兩個導(dǎo)電零部件之間，在不同的使用情況下，由于導(dǎo)體周圍的絕緣材料被電極化，導(dǎo)致絕緣材料呈現(xiàn)帶電現(xiàn)象，此帶電區(qū)的半徑即為爬電距離。爬電距離即兩導(dǎo)電部分之間沿絕緣體材料表面的最短距離。

在電流產(chǎn)生的電場的作用下，導(dǎo)體周圍的絕緣材料被電極化，導(dǎo)致絕緣材料呈現(xiàn)帶電現(xiàn)象，在絕緣材料表面會形成泄漏電流路徑，若這些泄漏電流路徑構(gòu)成一條導(dǎo)電通路，則出現(xiàn)表面閃絡(luò)或擊穿現(xiàn)象。絕緣材料的這種變化需要一定的時間，它是由長時間加在器件上的工作電壓所引起的。

2.電連接器絕緣性電氣設(shè)計(jì)

按EN50124確定最小電氣間隙的參數(shù)設(shè)計(jì)步驟如下：

最小爬電距離根據(jù)額定絕緣電壓、宏觀環(huán)境條件和材料組別確定。最小爬電距離不低于最小電氣間隙。

EN50124也規(guī)定了電氣間隙和爬電距離的測量方法。其中規(guī)定了槽的寬度的最小值。在圖2中，若CD間距小于EN50124中規(guī)定的槽寬度X，則爬電距離直接跨過槽測量，此時爬電距離和電氣間隙的距離相同。槽寬度X的最小值根據(jù)污染等級確定。

按EN50124標(biāo)準(zhǔn)確定額定電壓600V電連接器的電氣間隙和爬電距離：

額定電壓為600V，按標(biāo)準(zhǔn)要求查表D.1得額定絕緣電壓最小值為720V，按過電壓等級為OV2，查表A.2得額定沖擊電壓為5000V，按宏觀條件為PD4，查表A.3得最小電氣間隙為8.5mm。

30%玻纖增強(qiáng)尼龍66的相對耐漏電起痕指數(shù)為500，按EN50124中2.6.1.3的規(guī)定材料組別為Ⅱ，按額定絕緣電壓為800V，宏觀條件為PD4，查表A.6得最小爬電距離為20。

按GB/T 11918-2001中對電氣間隙和爬電距離的規(guī)定，額定電壓為600V的插頭插座的最小電氣間隙為8mm，最小爬電距離為10mm，不考慮產(chǎn)品的使用環(huán)境。但是GB/T 11918-2001的適用范圍是額定電壓在690V以下的產(chǎn)品。

圖3是安費(fèi)諾一款電連接器插座產(chǎn)品，額定電壓為1500V，查EN50124得最小爬電距離為30mm。該圖中的產(chǎn)品通過尺寸測繪得出爬電距離為57mm，通過前后絕緣體互插折回的結(jié)構(gòu)，很大程度增加了電氣間隙和爬電距離，提高了電絕緣性能。

3.結(jié)語

在各種軍機(jī)、武器裝備和軌道交通設(shè)備中，電連接器的用量較大，特別是飛機(jī)上使用電連接器的用量特大。一般來講一架飛機(jī)電連接器的使用量可達(dá)數(shù)百件至幾千件，涉及到好幾萬個線路。那么，根據(jù)電氣理論，通過合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可使得電連接器的絕緣性能得到可靠提高，從設(shè)計(jì)的根源解決絕緣不可靠的危害。

【參考文獻(xiàn)】

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