电子产品检测中电气间隙和爬电距离的确定观察

杞媛春

摘  要：随着现代科学技术不断发展，电子产品数量逐渐增多，在人们生活、工作中随处可见各类电子产品。随着电子产品数量的增多，加大电力压力，导致漏电、触电等安全事故频繁发生，因此用电安全已成为人们热点关注话题。国家也制定相关政策指标，并要求相关部门强制执行，其中包括电气间隙和爬电距离。但是由于电子产品规格不同，对电气间隙和爬电距离要求存在较大差异，所以电子产品检测的标准也不相同。文章主要以AC-DC开关电源为研究对象，分析在不同电压状况下，检测电气间隙和爬电距离。

关键词：电子产品检测;电气间隙;爬电距离;观察

中图分类号：TM930         文献标志码：A         文章编号：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，随着电子产品种类日益丰富，用电安全成为人们关注焦点。但是由于电子产品规格、安全标准不同，所以对电气间隙和爬电距离要求不同，计算方式、检测方式也存在较大差异[1]。因此，在计算电气间隙和爬电距离时，根据电子产品不同，采用不同计算方式。本文主要计算AC-DC开关电源在不同电压下的电气间隙和爬电距离。

1 电气间隙和爬电距离简介

电气间隙是指在设备或导电零部件在维持电气性能稳定、安全情况下，测量最短距离，即设备或导电零部件之间最短空气绝缘距离。虽然电气间隙具有绝缘作用，承受较高过电压，防止过电压对电子产品造成损害[2]。但是在电路中使用不同电子产品产生的过电压大小不同，一旦电压值超过承受范围，将破坏电路路线，从而导致整个电路系统瘫痪。因此在计算电气间隙时，应充分考虑内外部承受为高过电压强度，避免发生意外。测量电气间隙并不限制采用任何途径，比如电子产品表面覆有绝缘材料外壳，外壳开孔或缝隙处都应当成导体考虑。由于绝缘材料外壳易被使用者触及，所以测量时，把绝缘材料外壳当作电子产品一部分，将危险降到最低。此外，由于使用电子产品不同、电压保护设备不同，过电压也不相同，因此将过电压进行等级分类，分成Ⅰ～Ⅳ等级，根据过电压等级不同，采取相应保护措施。爬电距离是指沿着两个导电零部件绝缘表面或零部件与设备之间最短安全距离。即电子产品在使用过程中，零部件周围产生电极，形成带电区，带电区的半径就是爬电距离。电子产品使用过程中，绝缘表面被电极化，形成电流，进而形成一条导电通路，出现击穿或表面闪络等情况。产生这些现象的主要原因是，电子产品在长时间使用过程中，产生持续、稳定电压，加速零部件表面绝缘材料电极化。同时周围零部件产生的电压，也是产生这些现象的重要影响因素。因此，在计算爬电距离时，要充分考虑脉冲电压大小、周围环境、绝缘材料等，确保电路正常运行[3]。由此可见，计算电子产品电气间隙和爬电距离具有十分重要意义。一般情况下，污染等级大于1时，爬电距离通常大于电气间隙。两个重要指标通过考虑电压大小、环境污染、绝缘材料等，确定最短距离，确保电子产品稳定、安全运行，避免漏电、电力不稳定，造成安全隐患，给人们提供良好用电环境。

2 影响电气间隙和爬电距离因素

2.1 海拔因素

海拔高度越高，空气密度越低，气压越小。电子产品承受过电压也会发生变化。根据巴斯成定律，和谐电场崩溃电压与气压和两极距离成正比关系。当两极距离一定时，气压越低，崩溃电压越低。而气压与海拔成反比，因此海拔因素是影响电气间隙和爬电距离的重要因素。如果在平原上正常使用的电子产品，应用在高压地域，将造成电子产品损害，无法正常使用。

2.2 电场强度

电场强度直接影响电气间隙和爬电距离。根据电场分布，可分为均匀电场和非均勻电场。此外，电子产品使用数量、规格等都将影响电场均匀程度。在均匀电场情况下，按照正常计算方法进行电气间隙和爬电距离计算。在非均匀场，增大电气间隙和爬电距离，确保电子产品正常使用。

2.3 污染等级

电气间隙与爬电距离易受污染影响。外界环境污染将增大绝缘材料电阻，从而分散一部分电压。当线路中电压增大时，无法承受加大压力，出现安全隐患。污染等级1：没有污染物或出现干燥且非导电性污染物，可用封闭外壳，或将电路板表面涂覆;污染等级2：有部分导电性污染物出现，如水蒸气冷凝。一般仅有非导电性污染时，也要考虑因凝露造成的短暂导电性污染;污染等级3：存在导电性污染，或由于预期凝露使非导电性污染变成导电性污染;污染等级4：造成持久性导电性污染，如导电尘埃或雨雪。一般情况下工业电器选取污染等级3的环境，家用或类似用途电器选取污染等级2的环境。

3 电气间隙和爬电距离确定

3.1 电气间隙和爬电距离测量环境

在同一电路电源下，使用不同电子产品，测量电气间隙和爬电距离。选取AC-DC开关电源，主要包括交流输入部分、整流后高压直流部分、ACDC变换部分、人体操作可能接触复变电路、保护地等。在没有污染情况下，测量开关电压、电气间隙和爬电距离。

3.2 测量准备工具

测量准备工具包括游标卡尺、千分尺、投影仪等，在测量AC-DC开关电源电气间隙和爬电距离时，拆分电源。为避免拆分过程中损害电源零部件或使零部件发生位移，对电源进行X光片透视，了解电源内部构造。

4 电气间隙和爬电距离

4.1 没有污染情况下

环境没有被污染情况下，沟槽和凹口宽度小于0.25mm时，可忽略沟槽和凹口宽度;沟槽和凹口宽度大于0.25mm，考虑沟槽和凹口宽度。由于电气间隙和爬电距离较小，在测量时为提高精准度，采用间接计算方法。首先测量相关参数，再通过参数表进行计算[4]。

4.2 污染情况下

环境在污染情况下，沟槽和凹口宽度小于1.0m，可忽略沟槽和凹口宽度。实际使用的电源底座与静触片小于1.0mm，测量电气间隙和爬电距离时，忽略沟槽和凹口宽度。

4.3 测量要点

电路输入大地电压，即交流输入LN对地，整流后高压直流对大地，原边地对大地、副边对大地等，全部采用基本绝缘。内部器件，由于不存在电击风险，只需采用功能绝缘，确保电路正常工作，降低击穿、打火风险;对于一次电路对二次电路，必须加强绝缘，防止人员在接触二次电路时，发生具有危险性的电击。

4.4 结果

实测100～240VAC输入电压初次电压，工作电压峰值为500V，工作有效值为265V，交流电网电源瞬态电压为2500V。在污染等级为2的基本绝缘求得：最小电气间隙基本绝缘距离为2.34mm，加强绝缘4.68mm;最小爬电距离基本绝缘为3.2mm，加强绝缘为5.3mm。通过测量数据分析得出，在同一电压、环境污染条件下，使用不同绝缘材料，测量电气间隙和爬电距离具有较大差异，零部件之间电气间隙与爬电距离数值不同[5]。使用途径不同、使用绝缘材料不同，电气间隙与爬电距离也不相同。因此在计算电气间隙和爬电距离时，在标准电压情况下，使用多种电子产品，进行多次测量，确保计算出的电气间隙和爬电距离不影响电路流量大小，确保电子产品正常工作[6]。

5 结束语

综上所述，随着现代科技不断发展，市面上出现越来越多电子产品，给线路增加较大压力，极易出现漏电、断路、短路等情况，从而造成严重安全事故发生。故根据电子产品规格、使用电压大小、绝缘材料等，计算出最短电气间隙和爬电距离，确保用电安全。

参考文献：

[1]郑虹，张健.电子产品检测中电气间隙和爬电距离的确定[J].中国计量学院学报，2007，18（01）：87-92.

[2]黄科.印制板中爬电距离和电气间隙检测的探讨[J].印制电路信息，2013，13（06）：58-62.

[3]姚磊，陈灿坤，等.数学建模在电子电器爬电距离和电气间隙测量中的应用[J].环境技术，2017（06）：59-65.

[4]徐杰睿.数学建模在电子电器爬电距离和电气间隙测量中的应用[J].中国科技信息，2018（13）：69-70.

[5]鲁奇，施帅.爬电距离和电气间隙测量方法[J].上海计量测试，2012，18（03）：46-48.

[6]王磊.爬电距离、电气间隙测量不确定度评定[J].品牌与标准化，2011，28（16）：40.