防爆电气间隙和爬电距离的检查

(佳木斯防爆电机研究所，黑龙江佳木斯154005)

0 引言

电气间隙和爬电距离是两个不同的概念，两者之间既有联系又有区别，前者与纯空气的绝缘强度(或者是击穿电压)密切关联，后者则与固体表面击穿电压(表面放电电压、污染等级)密切关联，在同一个分布电场里，电气间隙和爬电距离相当于两个并联的击穿通道。试验证明，沿绝缘材料表面放电，电压大大低于纯电气间隙的击穿电压，为了保证防爆电气设备的安全使用，对于不同电压等级和不同绝缘材料分别规定了电气间隙和爬电距离值。因此，在防爆电器的检测过程中，必须严格测量电气间隙和爬电距离的值，这对防爆电气设备的安全运行起着重要作用。

1 结构概念

为使防爆电器具有可靠的绝缘能力，在电器的绝缘结构中任何带电部件的“电气间隙”和“爬电距离”均应符合防爆规程的要求 。

1.1 电气间隙

是指具有电位差的两个导电部件间的最短直线距离。与额定冲击耐受电压、电场条件及污染等级有关。防爆电器的绝缘结构中电气间隙主要指如下三种，详见表1。

表1 电气间隙

1.2 爬电距离

是指具有电位差的两个导电部件间沿绝缘表面的最短距离。与电器的额定就绝缘电压(或实际工作电压)、污染等级及绝缘材料的组别有关。两个绝缘材料部件之间的接缝应认为是表面的一部分。

1.3 电场条件

电场条件分为两种：均匀电场条件和非均匀电场条件。均匀电场是指电极之间的电压梯度基本上恒定的电场，例如，两球之间，每一球的半径均大于两者间的距离的电场。非均匀电场是指电极之间的电压梯度不恒定的电场。例如静电系电表两电极间的电场就属于非均匀电场。

1.4 污染等级

污染等级是根据导电的或吸湿的尘埃、游离气体或盐类和相对湿度的大小，以及由于吸湿或凝露导致表面介电强度和电阻率下降事件发生的频度，而对环境条件作出的分级。为了便于确定电气间隙和爬电距离，按其所处的周围环境可分为4个污染等级，1级：无污染或仅有干燥的非导电性污染，对设备没有影响；2级：一般情况下只有非导电性污染，但是由于凝露偶尔成造的暂时的导电性；3级：存在导电性污染，或者由于凝露使干燥的非导电性污染变成导电性污染，工业用电器通常适用于3级污染环境；4级：造成持久性的导电性污染。

1.5 绝缘材料组别

绝缘材料按其相比漏电起痕指数(CTT值)划分为4个组别，详见表2。

表2 绝缘材料组别

2 检查依据

2.1 电气间隙

电器在空气中的最小电气间隙如表3所示，最小电气间隙与额定耐受电压、电场条件及污染等级有关。

表3 电器在空气中的最小电气间隙

注：空气中最小电器间隙是1.2μs/5μs冲击电压为基础，其气压为80，相当于2000m海拔处正常的大气压力。

电气间隙应使电器具有承受额定冲击耐受电压的能力，表3中规定的最小电气间隙是以冲击电压为基础，按海拔2000m考虑的，也适用于海拔2000m以下范围。电器应采用大于表4中情况B规定的最小电器间隙，若采用小于情况A规定的最小电气间隙，可不必进行冲击耐受电压试验而用测量来验证即可。

2.2 爬电距离

电器的最小爬电距离如表4所示，由表4可见，最小爬电距离与电器的额定工作电压，污染等级及绝缘材料的组别有关。

表4 电器的最小爬电距离

注：1绝缘在实际工作电压32V及以下不会产生漏电起痕现象，但必须考虑电解腐蚀的可能性，因此规定最小爬电距离。

①材料组别Ⅰ、Ⅱ、Ⅲa、Ⅲb；

②材料组别Ⅰ、Ⅱ、Ⅲa；

③该区域的爬电距离尚未确定，因此材料组别Ⅲb一般不被推荐用于污染等级3、电压630以上和污染等级4；

④额定绝缘电压127、208、415的爬电距离可采用相应的较低电压值，125、200、400；

⑤印刷线路材料专用的最小爬电距离可以在此两列数值中选定。

安装在污染等级1和2的电器，其最小爬电应不小于表3中规定的最小电气间隙，对安装在污染等级3和4的电器，虽然最小电气间隙允许按表3已选定为小于情况A的规定值，但为了减少过电压引起击穿的危险性，电器的最小爬电距离应不小于情况A规定的最小电气间隙。

3 测量方法

在测量电器间隙和爬电距离时，关键是应该了解测量的部位，应测量电器极与极之间，不同电压的电路导体之间及带电导体部件与外露导电部件之间的最小电气间隙和爬电距离。测量时应采用的工具是分度值为0.02mm的游标卡尺。电器按规定的方法测得的电气间隙和爬电距离的最小值应满足有关标准规定的要求，电气间隙和爬电距离的测量及计算方法应按GB/T 4048.1附录G进行。

3.1 基本要求

如表5中图所示，槽的宽度X基本上适用于以污染等级为函数的所有例子，其具体对应关系是污染等级为1、2、3、4的槽宽度的最小值分别为0.25mm、1.0mm、1.5mm、2.5mm。

对于支持触头的固定的和移动的绝缘件间的爬电距离，其相对运动的绝缘件无最小X值的要求。如果有关的电气间隙小于3 mm，槽宽度的最小值可减小至该电气间隙的1/3。

3.2 测量方法

测量电气间隙和爬电距离的方法见表5，表5中举例对气隙和槽之间或在各种绝缘形式之间没有区别。 表5中所列图形中虚线的长度表示电气间隙，中间带点的两条实线的长度表示爬电距离。

表5 电气间隙和爬电距离

3.3 筋的使用

由于筋受污染物的影响小且筋的干透效果好，筋的使用大大地减少了泄露电流的形成，因此，假定筋的最小高度为2mm时，爬电距离可以减少到规定值的0.8倍，如图1所示，对于支持触头的固定和移动的绝缘件间的爬电距离见图2。

图1 筋的使用

图2 支持触头的绝缘件间的爬电距离

4 结语

防爆电器的电气间隙和爬电距离是鉴定防爆电器质量的一个重要环节，检测的目的就是验证产品的性能是否符合相关标准的规定，检测产品在设计制造上影响安全运行的缺陷，防爆电器对爬电距离和电气间隙做出限制，是为了防止在两导电体之间，通过绝缘材料表面或空间可能出现的漏电起痕和电气击穿事故。因此，新的IEC/61347对爬电距离和电气间隙部分进行了较大篇幅的修改和完善。充分体现了防爆电器对爬电距离和电气间隙检测的重要性。