GB/Z 37754-2019 关于确定不超过2 mm距离的电气间隙和爬电距离的指南 对影响参数进行研究的试验结果

ICS29.080.30

K30

中华人民共和国国家标准化指导性技术文件

/—/:

GBZ377542019IECTR630402016

关于确定不超过2mm距离的电气间隙

和爬电距离的指南对影响参数进行

研究的试验结果

Guidanceonclearancesandcreeaedistancesinarticularfordistances

pgp

—

eualtoorlessthan2mmTestresultsofresearchoninfluencinarameters

qgp

(:,)

IECTR630402016IDT

2019-06-04发布2020-01-01实施

国家市场监督管理总局

发布

中国国家标准化管理委员会

/—/:

GBZ377542019IECTR630402016

目次

前言…………………………Ⅰ

引言…………………………Ⅱ

1范围………………………1

2规范性引用文件…………………………1

3术语和定义………………1

4电气间隙和爬电距离的基础要素和现象………………2

5电气间隙和爬电距离……………………5

—()………

6有关爬电距离特性的附加信息跨接爬电距离表面的电流最小绝缘电阻14

7吸水试验…………………16

8确定尺寸的流程图………………………19

9潮湿条件下爬电距离的耐受电压试验…………………22

参考文献……………………23

/—/:

GBZ377542019IECTR630402016

前言

本指导性技术文件按照/—给出的规则起草。

GBT1.12009

本指导性技术文件使用翻译法等同采用:《关于确定不超过距离的电气

IECTR6304020162mm

间隙和爬电距离的指南对影响参数进行研究的试验结果》。

本指导性技术文件由中国电器工业协会提出。

(/)。

本指导性技术文件由全国低压设备绝缘配合标准化技术委员会SACTC417归口

:、()、

本指导性技术文件起草单位上海电器科学研究院上海电器科学研究所集团有限公司上海电

科电器科技有限公司。

:、、。

本指导性技术文件主要起草人陈雪琴黄兢业曾萍

Ⅰ

/—/:

GBZ377542019IECTR630402016

引言

,,

本指导性技术文件给出了印制板组件和其他等效布局平面的绝缘信息在此情况下其电气间隙和

爬电距离沿着固体绝缘材料表面的路径相同。

。()

本指导性技术文件基于德国年月出版的研究数据的前身在年月开

19895SC28ATC109199011

始分析该研究数据。

项目研究相关的背景资料如下:

———,

研究所用的试品采用与印制线路板相同的工艺流程进行生产电路模块间距从0.16mm~

6.3mm;

———,,、,

试品采用了种不同的材料制造过程对材料表面的影响如模压加工等不作为本研究项

10

目的一部分;

———,、、、,,

试品置于不同的地域如城市农村工业沙漠和沿海区域且定期暴露在电压应力下相关数

据已累积了很长一段时间。

Ⅱ

/—/:

GBZ377542019IECTR630402016

关于确定不超过2mm距离的电气间隙

和爬电距离的指南对影响参数进行

研究的试验结果

1范围

本指导性技术文件描述了印制线路板和类似结构件中不超过2mm的电气间隙和爬电距离的尺寸

,,。

确定方法的研究结果在这些结构中电气间隙和爬电距离沿着固体绝缘表面的路径相同

,

本指导性技术文件给出的信息仅作为研究成果不适用于低压系统内设备的电气间隙和爬电距离

(/)。

尺寸相应要求见GBT16935.1的确定但是相关的电气间隙和爬电距离尺寸可以在功能设计时作

为参考。

本指导性技术文件给出了下述情况下的研究结果:

———与微观环境无关的电气间隙;

———、,;

污染等级和的爬电距离对于具有类似印制线路板设计的小间距产品也适用

123

———避免绝缘表面产生闪络的爬电距离;

———维持最小绝缘电阻所需的最小爬电距离的信息。

本指导性技术文件规定了一种评估尚未分类的绝缘材料表面吸水组别的试验方法。

2规范性引用文件

。,

下列文件对于本文件的应用是必不可少的凡是注日期的引用文件仅注日期的版本适用于本文

。,()。

件凡是不注日期的引用文件其最新版本包括所有的修改单适用于本文件

/—:、(:

低压系统内设备的绝缘配合第部分原理要求和试验

GBT16935.120081IEC60664-1

,)

2007IDT

3术语和定义

/—界定的以及下列术语和定义适用于本文件。

GBT16935.12008

和维护的用于标准化的术语数据库地址如下:

ISOIEC

●电子开放平台::///

IEChttwww.electroedia.or

ppg

●在线浏览平台::///

ISOhttwww.iso.orob

pgp

3.1

非均匀电场inhomoeneousfield

g

非一致电场

电极之间的电压梯度基本上不恒定的电场。

:,,。

注关于电压耐受能力尖端对平面电极结构的非均匀电场条件是最差的情况被称为情况A它可以由一个具有

半径为30m的点电极和一个1m×1m的平面电极来代表。

μ

3.2

均匀电场homoeneousfield

g

一致电场

1

/—/:

GBZ377542019IECTR630402016

电极之间的电压梯度基本恒定的电场。

:,()。

注例如两个球之间每一球的半径均大于二者间的距离的电场情况B

3.3

电击穿electricalbreakdown

,。

当放电完全桥接绝缘时在电应力下绝缘失效导致电极间的电压下降接近至零

:,/—,

注上述定义适用于本指导性技术文件的中的定义适用范围比本指导性技术文

GBT2900.52013212-11-33

件宽泛。

3.4

闪络flashover

在气体或液体介质中沿着固体绝缘表面的电击穿。

:,/—,

注上述定义适用于本指导性技术文件的中的定义适用范围比本指导性技术文

GBT2900.52013212-11-47

件宽泛。

3.5

湿度等级humiditlevel

y

HL

,。

在微观环境定义的预期湿度影响等级用数字表示

3.6

吸水性wateradsortion

p

绝缘材料吸附其表面水分的能力。

3.7

临界相对湿度criticalrelativehumidit

y

()。

当爬电距离的冲击耐受电压其值是在70%相对湿度下测得的值降至95%时的相对湿度值

3.8

吸水组别wateradsortionrou

pgp

表征临界相对湿度对爬电距离的依赖程度的组别特征内容。

3.9

工作电压workinvoltae

gg

,。

在额定电压下在设备的任何特定绝缘两端可能产生的交流电压或直流电压的最高有效值

:。

注不考虑瞬时现象

1

:。

注开路条件和正常工作条件两种情况都要考虑

2

3.10

额定绝缘电压ratedinsulationvoltae

g

,()。

制造商对设备或其部件规定的耐受电压有效值以表征其绝缘的长期耐受能力

:。。

注额定绝缘电压不一定等于设备的额定电压设备额定电压主要与其功能特性有关

3.11

额定电压ratedvoltae

g

、,()。

制造商对元件电器或设备规定的电压值它与运行包括操作和性能等特性有关

:。

注设备可有一个以上的额定电压或可具有额定电压范围

4电气间隙和爬电距离的基础要素和现象

4.1绝缘特性与环境条件的相关性

,,

绝缘的微观环境条件主要取决于设备所处的宏观环境在许多情况下微观环境和宏观环境是相同

2

/—/:

GBZ377542019IECTR630402016

。,。:、、。

的但是微观环境可能会优于或劣于宏观环境例如外壳加热通风或灰尘可能会影响微观环境

:/。

注符合GBT4208规定的防护等级的外壳防护可以提高或降低微观环境的湿度

主要的环境参数如下:

———与电气间隙相关:

●气压;

●

,。

温度如果变化范围大

———与爬电距离相关:

●污染;

●相对湿度;

●

凝露。

———与固体绝缘相关:

●温度;

●

相对湿度。

4.2污染

4.2.1一般要求

,

污染不仅会削弱与引起电痕化的长期有效值电压应力有关的绝缘也会削弱与峰值电压和吸水性

,,。

有关的绝缘使得小间距情况下的冲击耐受能力降低绝缘表面产生闪络

。。

湿度对绝缘表面的影响由湿度等级确定这些等级适用于湿度相同的宏观环境和微观环境

吸水特性对绝缘表面的影响由吸水组别确定。

湿度等级()

4.2.2HL

,

为了评估与绝缘表面产生闪络有关的爬电距离及相应的最小绝缘电阻微观环境的湿度规定以下

3个等级:

———湿度等级():

1HL1

绝缘表面的相对湿度绝不会达到产生凝露的水平。

。()。

因此闪络不受湿度影响湿度等级1HL1的污染等级为1

———湿度等级():

2HL2

在微观环境瞬间变化中绝缘表面的相对湿度偶尔会产生凝露。

因此闪络受湿度的影响。

———湿度等级():

3HL3

绝缘表面的相对湿度经常产生凝露。

因此闪络受湿度影响严重。

4.2.3湿度等级与宏观环境的关系

/、/、//。

宏观环境条件在和中做了规定湿度

GBT16895.18GBT4798.3GBT4798.7GBT4798.9

等级与规定的宏观环境分类之间的关系见表1。

3

/—/:

GBZ377542019IECTR630402016

表1湿度等级与宏观环境之间的关系

()

规定气候分类的标准宏观环境的气候分类湿度等级

/

GBT4798.9Y2Y3Y4

/

GBT4798.33K13K33K6

/

GBT4798.77K17K3

/

GBT16895.18AB5AB7

↓↓↓

=(—)(—)→HL1

()(—)

+=→HL2

()()

++=→HL3

=微观环境与宏观环境湿度相同;

(—)微观环境湿度低于宏观环境湿度;

()微观环境湿度高于宏观环境湿度。

+

注:/中使用不同的气候分类。

GBT4798.9

相比电痕化指数()

4.2.4CTI

,,

关于电痕化由于污染表面干燥使表面泄漏电流中断而产生闪烁时其闪烁过程中集中释放的能量

,。

使绝缘材料受到损伤绝缘材料的特性可根据其损伤程度大致显现出来在闪烁作用下绝缘材料可能

出现以下情况:

———绝缘材料性能不发生衰变;

———();

放电作用使绝缘材料蚀损电腐蚀

———,(

由于电介质导电性污染和电场强度的综合效应在绝缘材料表面上逐渐形成导电通道电痕

化)。

::

注电痕化或电腐蚀发生在以下条件

———,

承载表面泄漏电流的液膜破裂时和

———,,

外施电压足以击穿小间隙该间隙在液膜破裂时形成和

———,。

表面泄漏电流大于限值该电流产生的能量足以分解液膜下的绝缘材料绝缘的恶化随着电流通过的时

间增长而加剧。

。

在各种不同的污染和电压下绝缘材料的性能是非常复杂的在这些不同条件下许多材料可能呈现

。,,

两种甚至以上三种特性然而经验和试验表明具有较高相关性能的绝缘材料的等级分类与按相比电

()。。

痕化指数CTI相应的等级分类大致相同因此本技术报告采用CTI值进行绝缘材料分类

本指导性技术文件将绝缘材料按其值划分为四组,值是根据/—使用溶液

CTICTIGBT42072003

。:

A所测得的具体分组如下

绝缘材料组别Ⅰ600≤CTI;

绝缘材料组别Ⅱ400≤CTI<600;

绝缘材料组别Ⅲa175≤CTI<400;

绝缘材料组别Ⅲb100≤CTI<175。

()。

绝缘材料可采用耐电痕化指数PTI来表明耐电痕化性能某一绝缘材料属于上述四种绝缘材料

。/—

组别之一是基于其PTI值不小于该材料组别规定的较小值来决定根据GBT42072003规定的方

4

/—/:

GBZ377542019IECTR630402016

法使用溶液验证。

APTI

/—(),

按GBT42072003中相比电痕化指数CTI试验比较各种绝缘材料在试验条件下的性能可提

,,。

供定性比较同时就绝缘材料具有形成漏电痕迹的趋向来说相比电痕化指数试验也可给出定量比较

、,,

对于玻璃陶瓷或其他无机绝缘材料由于不会发生电痕化所以爬电距离无需大于其相应的为实

。。,

现绝缘特性相关性而要求的电气间隙用于非均匀电场条件的尺寸适用然而相关的闪络特性需要

重点考虑。

4.2.5闪络特性

,、、。

在设备的寿命周期内应考虑绝缘材料由于电气强度热机械和化学特性可能产生的应力

。,

吸水特性是一种与绝缘材料特性相关的表面现象鉴于吸水特性对闪络性能的影响根据第章

7

,:

的试验程序绝缘材料分成如下几种吸水组别

———();

吸水组别W1影响可忽略

———();

吸水组别W2微弱影响

———吸水组别W3(中度影响);

———()。

吸水组别W4强烈影响

:、、。

注材料吸水组别的分类可能会受填充物添加剂模压方法和表面加工等的影响

5电气间隙和爬电距离

5.1一般要求

。

电气间隙应以承受所要求的瞬时过电压和稳态电压来确定爬电距离尺寸的确定应避免在潮湿条

件下由于电痕化和闪络引起的失效。

5.2电气间隙

5.2.1影响准则

确定电气间隙的影响因素

选择电气间隙应考虑下列影响因素:

———冲击过电压;

———稳态耐受电压和暂态过电压;

———再现峰值电压;

———电场条件;

———海拔。

:,,

注表规定的电气间隙对用在海拔以下的设备具有足够的冲击电压耐受能力对用在高于海拔

122000m2000m

的设备,适用。

5.2.2

:,,。

注机械影响如振动或外施力则要求有较大的电气间隙

2

耐受瞬时电压的电气间隙

根据表确定的不超过的电气间隙能够承受所要求的冲击耐受电压。

22mm

,(/—

对于直接接至电网的设备其所要求的冲击耐受电压就是额定冲击电压见GBT16935.12008

的表F.1)。

5

/—/:

GBZ377542019IECTR630402016

表2与绝缘特性相关的耐受瞬时过电压的电气间隙

空气中海拔2000m及以下的最小电气间隙

情况c情况c

AB

冲击耐受电压a

非均匀电场条件均匀电场条件

kV

(/)(/)

见GBT16935.1见GBT16935.1

mm