电气间隙和爬电距离的测量方法

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2024.04.18广东

电气间隙

在两个导电零部件之间或导电零部件与设备防护界面之间测得的最短空间距离。即在保证电气性能稳定和安全的情况下,通过空气能实现绝缘的最短距离。

电气间隙的大小和老化现象无关。电气间隙能承受很高的过电压,但当过电压值超过某一临界值后,此电压很快就引起电击穿,因此在确认电气间隙大小的时候必须以设备可能会出现的最大的内部和外部过电压(脉冲耐受电压为依据)。在不同场合使用同一电气设备或运用过电压保护器时所出现的过电压大小各不相同。因此根据不同的使用场合将过电压分为Ⅰ至Ⅳ四个等级。

爬电距离

沿绝缘表面测得的两个导电零部件之间或导电零部件与设备防护界面之间的最短路径。即在不同的使用情况下,由于导体周围的绝缘材料被电极化,导致绝缘材料呈现带电现象。此带电区(导体为圆形时,带电区为环形)的半径,即为爬电距离;

因此在确定端子爬电距离时要考虑工作电压的大小、污染等级及所运用的绝缘材料的抗爬电特性。根据基准电压、污染等级及绝缘材料组别来选择爬电距离。基准电压值是从供电电网的额定电压值推导出来的。

在IEC60950、GB4943-2011标准中,规定了不同电压等级需要的最小安全距离,而安全距离又包括电气间距和爬电距离两种。对于开关电源主要需要保证最小安全距离的地方有以下两个方面:1、一次侧电路对外壳(保护地)的安全距离。2、一次侧电路对二次侧电路之间的安全距离。

最小电气绝缘间隙主要由表格2J、2K和2L来确定。具体查表方法如下:

1、根据交流电网电压有效值和过电压类别确认交流电网电源瞬态电压(由附录Z和表2J确定);2、首先确定污染等级,再根据实测两点峰值工作电压B和上述确认的交流电网电源瞬态电压值可确定最小电气间隙为C1(由表2K确定);

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GB4943-2011

以Um表示三相系统最高电压,则峰值超过系统最高相对地电压峰值或最高相间电压峰值的任何波形的相对地或相间电压分别为相对地或相间过电压。

——过电压类别Ⅳ是指使用在配电装置电源端的设备(此类设备包含如电表和前级过电流保护设备)上所承受的过电压;

——过电压类别Ⅲ是指安装在配电装置中的设备,以及设备的使用安全(工作可靠)性和适用性必需符合特殊要求者(此类设备包含如安装在配电装置中的开关电器和永久连接至配电装置的工业用设备)上所承受的过电压;

——过电压类别Ⅱ是指由配电装置供电的耗能设备(此类设备包含如器具,可移动式工具及其他家用和类似用途负载)上所承受的过电压。如果此类设备的安全(可靠)性和适用性具有特强要求时,则采用过电压类别Ⅲ;

爬电距离是两个导电体沿绝缘材料表面的最短距离,而最小爬电距离只由表格2N来确定;具体查表方法如下:1、确定污染等级;2、再根据实测工作电压有效值和绝缘材料的材料组别确定最小爬电距离(由表2N确定)。

以ZLG的某电源产品为例,假如开关电源输入有L、N和PE则测试图如下图所示:

以上查询的安全间距只适用于海拔2000m以下,而对于海拔2000以上的情况,安全距离需要乘以一定系数。标准GB/T16935.1的表A2给出了海拔与系数的对应关系,比如海拔5000mm时,最小安全间距需要乘以1.48倍。

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