电气产品爬电距离和电气间隙试验能力验证探讨

【摘要】实验室能力验证，是指利用实验室间检测结果的比对来确定实验室检测能力的一项技术活动，是对实验室技术能力和管理状况进行考核的方法之一，是保障实验室资质认定工作质量有效性的重要抓手。爬电距离和电气间隙是家用电器产品检测中重要的安全检测项目，由于产品的多样性和结构的复杂性，正确理解标准中爬电距离和电气间隙的涵义是进行准确检测的关键。此文结合本人参与国家家电研究院举办的《电气产品的爬电距离和电气间隙试验能力验证》结果进行分析、探讨。

【关键词】爬电距离；电气间隙；能力验证

本人所在实验室参加了2013年度8月由国家认证认可监督管理委员会（CNCA）组织，中国家用电器研究院承担的能力验证计划（项目编号为：CNCA-13-B20）《电气产品的爬电距离和电气间隙试验能力验证》。针对举办方反馈的中期报告，本实验室在141间实验室结果比对中Z值均小于2（小于2为满意值，2和3之间为有问题值，大于3为不合格），结果为满意。下简述实验要求：

1.样品说明

本次试验的样品为一片印刷线路板，见图1。样品采用气泡膜和自封袋包装，编号请见样品包装。

图1 样品照片

2.检测方法说明

2.1 本次能力验证计划要求实验室按照日常检测程序进行试验，分别测量：

（1）T1到T2的爬电距离和电气间隙，并绘制路径图；

（2）T1到R1的电气间隙，并绘制路径图；

（3）T3到R1的爬电距离，并绘制路径图。

2.2 本次能力验证计划依据的基础方法标准为GB/T16935.1-2008，GB8898、GB4943、GB2099.1、GB16915.1、GB14536.1、GB15092.1、GB19212.1、GB7000.1、GB12350等产品标准也在相关章节中引用了方法标准的要求，可作为试验依据；此外还应考虑CTL决议单590和717的相关要求。

2.3 在进行试验之前，不需对样品进行任何形式的预处理。试验的场所应是保持恒定温度在20±5℃之间的房间。

2.4 设定样品污染等级为3。

2.5 样片中的角全部按“尖角”考虑，不视为圆角。

2.6 如图2，红点为左侧镂空半圆的圆心。

图2 红点为左侧镂空半圆的圆心位置

3.分析过程

针对本次实验要求，本实验主要参照IEC60664-1-2007标准相关知识，确定路径，列出分析过程：

3.1 定义

爬电距离：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：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。

3.2 使用设备

显微镜（观看），游标卡尺（测量）。

3.3 分析过程

（1）T1到T2的爬电距离和电气间隙，并绘制路径图

T1到T2爬电距离：

计算过程：

经测量：BC=14.51mm、 AB=37.78mm、CD=17.91mm

∠BCA=arctan（BC/AB）=arctan （14.51mm/ 37.78mm）=21.01。

AC===40.47mm

弧BC=2πR×∠BCA/180o=3.14×40.47mm×（21.01o/180 o） =14.83mm

故T1T2爬电距离=弧BC+CD=14.83mm+ 17.91mm=32.74mm

注：T1T2爬电距离=弧BC+CD，CD间涉及一条沟槽（见图红圈所示），按标准IEC60 664-1规定：

经测量，此窄沟宽度小于1.0mm，CD间可以直接跨过沟槽，取CD两点距离即可。

T1到T电气间隙，并绘制路径图；

显微镜下用游标卡尺直接测量BD为：29.37 mm。

（2）T1到R1的电气间隙，并绘制路径图

显微镜下用游标卡尺直接测量T1、R1电气间隙EF为：27.18mm。

（3）T3到R1的爬电距离，并绘制路径图

计算过程：

经测量：ON=O“N”=14.65mm、 OM=17.73mm、板厚N N”=1.57mm

∠O“P”N”=arcsin（O“N”/O“P”）= arcsin（14.65mm/40.47mm）=21.22。

弧 O“N”=弧 ON=2πR×∠O“P”N” /180o=3.14×40.47mm×（21.22 o/180o）=14.98mm

M N=弧ON+ OM=32.71mm

故T3到R1的爬电距离MN”===32.75mm

提交结果后，中国家电研究院技术中心反馈的结果：（本实验室代码034）

4.结果分析、体会

（1）本实验爬电距离和电气间隙路径分析正确，是实验迈向正确方向的开头。与此同时，要求实验者具备高度的专业水平，对标准的熟悉程度、分析样品严谨工作态度（路径的确定有时需要先列出有可能的路径好几条，经理论计算才能确定最终最短路径，分析过程需要大量的时间和精力），在此同时遗漏分析点会直接导致路径与结果不一致。

（2）选择测量工具不精确导致测量值误差大直接影响Z值，本实验上交四个结果Z值分别为1.27、1.18、0.70、1.01均小于2，与此次实验选择显微镜、游标卡尺这些精细的测量工作有关。但1.27、1.18、1.01这三个值跟实验参加者预期值偏大的原因分析归结于：分析测量半圆直径AC值偏大，由于AC=，本实验室收到反馈结果后，再次测量AB、BC为37.54mm、14.50最终得出结果与141家实验室结果比对后，Z值均小于1。因此所见，多次测量确定选取的最终测量值的选择取决于仪器外，对实验人员的测量精确度的要求也是很高的。

（3）按照本次实验的要求来看，本次实验比较全面的考核了实验室是否具备精准的仪器设备、高水平的专业检测人员。结合本人实验室经验分析，本次实验看重避轻，本实验样品要求测量的电气间隙和爬电距离避开了：宽度≥1mm的平行沟槽、V型沟槽、未粘结的接缝、梯形槽、螺钉等情况分析。让参加本实验人员抓住重点、清晰思路、成功解题。

参考文献

[1]IEC 60664-1：2007 低压系统内设备的绝缘配合.第1部分：原则、要求和试验.

注：国家科技支撑计划（2012BAH25F09）资助。

作者简介：林容芳（1983—），女，广东江门人，大学本科，现供职于江门出入境检验检疫局技术中心。