杞媛春

摘? 要：隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)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(jiàn)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(dǎo)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(diǎn)關(guān)注話題。國(guó)家也制定相關(guān)政策指標(biāo)，并要求相關(guān)部門(mén)強(qiáng)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(duì)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(cè)的標(biāo)準(zhǔn)也不相同。文章主要以AC-DC開(kāi)關(guān)電源為研究對(duì)象，分析在不同電壓狀況下，檢測(cè)電氣間隙和爬電距離。

關(guān)鍵詞：電子產(chǎn)品檢測(cè);電氣間隙;爬電距離;觀察

中圖分類號(hào)：TM930? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ?文章編號(hào)：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?nèi)粘Ｉ詈凸ぷ髦?，隨著電子產(chǎn)品種類日益豐富，用電安全成為人們關(guān)注焦點(diǎn)。但是由于電子產(chǎn)品規(guī)格、安全標(biāo)準(zhǔn)不同，所以對(duì)電氣間隙和爬電距離要求不同，計(jì)算方式、檢測(cè)方式也存在較大差異[1]。因此，在計(jì)算電氣間隙和爬電距離時(shí)，根據(jù)電子產(chǎn)品不同，采用不同計(jì)算方式。本文主要計(jì)算AC-DC開(kāi)關(guān)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(jiǎn)介

電氣間隙是指在設(shè)備或?qū)щ娏悴考诰S持電氣性能穩(wěn)定、安全情況下，測(cè)量最短距離，即設(shè)備或?qū)щ娏悴考g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(guò)電壓，防止過(guò)電壓對(duì)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(guò)電壓大小不同，一旦電壓值超過(guò)承受范圍，將破壞電路路線，從而導(dǎo)致整個(gè)電路系統(tǒng)癱瘓。因此在計(jì)算電氣間隙時(shí)，應(yīng)充分考慮內(nèi)外部承受為高過(guò)電壓強(qiáng)度，避免發(fā)生意外。測(cè)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(kāi)孔或縫隙處都應(yīng)當(dāng)成導(dǎo)體考慮。由于絕緣材料外殼易被使用者觸及，所以測(cè)量時(shí)，把絕緣材料外殼當(dāng)作電子產(chǎn)品一部分，將危險(xiǎn)降到最低。此外，由于使用電子產(chǎn)品不同、電壓保護(hù)設(shè)備不同，過(guò)電壓也不相同，因此將過(guò)電壓進(jìn)行等級(jí)分類，分成Ⅰ～Ⅳ等級(jí)，根據(jù)過(guò)電壓等級(jí)不同，采取相應(yīng)保護(hù)措施。爬電距離是指沿著兩個(gè)導(dǎo)電零部件絕緣表面或零部件與設(shè)備之間最短安全距離。即電子產(chǎn)品在使用過(guò)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(guò)程中，絕緣表面被電極化，形成電流，進(jìn)而形成一條導(dǎo)電通路，出現(xiàn)擊穿或表面閃絡(luò)等情況。產(chǎn)生這些現(xiàn)象的主要原因是，電子產(chǎn)品在長(zhǎng)時(shí)間使用過(guò)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(shí)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(jì)算爬電距離時(shí)，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(yùn)行[3]。由此可見(jiàn)，計(jì)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(jí)大于1時(shí)，爬電距離通常大于電氣間隙。兩個(gè)重要指標(biāo)通過(guò)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(yùn)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(guò)電壓也會(huì)發(fā)生變化。根據(jù)巴斯成定律，和諧電場(chǎng)崩潰電壓與氣壓和兩極距離成正比關(guān)系。當(dāng)兩極距離一定時(shí)，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(yīng)用在高壓地域，將造成電子產(chǎn)品損害，無(wú)法正常使用。

2.2 電場(chǎng)強(qiáng)度

電場(chǎng)強(qiáng)度直接影響電氣間隙和爬電距離。根據(jù)電場(chǎng)分布，可分為均勻電場(chǎng)和非均勻電場(chǎng)。此外，電子產(chǎn)品使用數(shù)量、規(guī)格等都將影響電場(chǎng)均勻程度。在均勻電場(chǎng)情況下，按照正常計(jì)算方法進(jìn)行電氣間隙和爬電距離計(jì)算。在非均勻場(chǎng)，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(jí)

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(dāng)線路中電壓增大時(shí)，無(wú)法承受加大壓力，出現(xiàn)安全隱患。污染等級(jí)1：沒(méi)有污染物或出現(xiàn)干燥且非導(dǎo)電性污染物，可用封閉外殼，或?qū)㈦娐钒灞砻嫱扛?污染等級(jí)2：有部分導(dǎo)電性污染物出現(xiàn)，如水蒸氣冷凝。一般僅有非導(dǎo)電性污染時(shí)，也要考慮因凝露造成的短暫導(dǎo)電性污染;污染等級(jí)3：存在導(dǎo)電性污染，或由于預(yù)期凝露使非導(dǎo)電性污染變成導(dǎo)電性污染;污染等級(jí)4：造成持久性導(dǎo)電性污染，如導(dǎo)電塵埃或雨雪。一般情況下工業(yè)電器選取污染等級(jí)3的環(huán)境，家用或類似用途電器選取污染等級(jí)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(cè)量環(huán)境

在同一電路電源下，使用不同電子產(chǎn)品，測(cè)量電氣間隙和爬電距離。選取AC-DC開(kāi)關(guān)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(fù)變電路、保護(hù)地等。在沒(méi)有污染情況下，測(cè)量開(kāi)關(guān)電壓、電氣間隙和爬電距離。

3.2 測(cè)量準(zhǔn)備工具

測(cè)量準(zhǔn)備工具包括游標(biāo)卡尺、千分尺、投影儀等，在測(cè)量AC-DC開(kāi)關(guān)電源電氣間隙和爬電距離時(shí)，拆分電源。為避免拆分過(guò)程中損害電源零部件或使零部件發(fā)生位移，對(duì)電源進(jìn)行X光片透視，了解電源內(nèi)部構(gòu)造。

4 電氣間隙和爬電距離

4.1 沒(méi)有污染情況下

環(huán)境沒(méi)有被污染情況下，溝槽和凹口寬度小于0.25mm時(shí)，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(cè)量時(shí)為提高精準(zhǔn)度，采用間接計(jì)算方法。首先測(cè)量相關(guān)參數(shù)，再通過(guò)參數(shù)表進(jìn)行計(jì)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(shí)際使用的電源底座與靜觸片小于1.0mm，測(cè)量電氣間隙和爬電距離時(shí)，忽略溝槽和凹口寬度。

4.3 測(cè)量要點(diǎn)

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

4.4 結(jié)果

實(shí)測(cè)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(jí)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(qiáng)絕緣4.68mm;最小爬電距離基本絕緣為3.2mm，加強(qiáng)絕緣為5.3mm。通過(guò)測(cè)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(cè)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(jì)算電氣間隙和爬電距離時(shí)，在標(biāo)準(zhǔn)電壓情況下，使用多種電子產(chǎn)品，進(jìn)行多次測(cè)量，確保計(jì)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(jié)束語(yǔ)

綜上所述，隨著現(xiàn)代科技不斷發(fā)展，市面上出現(xiàn)越來(lái)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(yán)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(jì)算出最短電氣間隙和爬電距離，確保用電安全。

參考文獻(xiàn)：

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