比對試驗中電氣間隙、爬電距離路徑的分析

趙春嬌

（河北省電子信息產品監督檢驗院，河北石家莊，050071）

比對試驗中電氣間隙、爬電距離路徑的分析

趙春嬌

（河北省電子信息產品監督檢驗院，河北石家莊，050071）

本文簡要介紹了對電氣間隙、爬電距離最短路徑的理解，具體分析了在一次全國醫療器械比對試驗中，尋找最短路徑，測量并計算的過程。

爬電距離；電氣間隙；比對試驗；路徑

0 引言

隨著電子產品的飛速發展，產品的安全性成為必須要重視的一個問題。對于電氣安全，電氣間隙和爬電距離是考察絕緣性能的主要參數，是對設備安全性進行分析的重要途徑。所以我們要準確理解它們的定義并能精確測量其數值。本文針對2012年由中國食品藥品檢定研究院醫療器械檢定所組織的全國醫療器械檢測機構比對試驗的印刷電路板樣品的電氣間隙和爬電距離路徑的確定和測試進行了詳細說明并分析典型錯誤實例。

1 電氣間隙和爬電距離的定義

GB9706.1-2007《醫用電氣設備第1部分：安全通用要求》對電氣間隙和爬電距離定義為，電氣間隙：兩個導體部件之間的最短空氣路徑；爬電距離：沿兩個導體部件之間絕緣材料表面的最短路徑。

GB4793.1-2007《測量、控制和實驗室用電氣設備的安全要求第1部分：通用要求》對電氣間隙和爬電距離的定義為，電氣間隙：兩個導電零部件在空氣中的最短距離；爬電距離：兩個導電零部件沿絕緣材料表面的最短距離。

從兩組定義中都強調了“最短”的要求，下面我們通過一次比對試驗為例，通過具體的分析和計算，來闡述“最短”的概念。

2 比對試驗的樣品和試驗說明

2.1 樣品說明

本次爬電距離和電氣間隙試驗的樣品為一印刷電路板，示意圖如下圖所示：

圖1中，粉色區域代表樣片上的鏤空部分；紅色線代表樣品正面的軌跡線。

圖1

a) 在進行試驗之前，不需對樣品進行任何形式的預處理。試驗的場所應是保持恒定溫度在23±5℃之間的房間。

b) 樣片中的角視為直角。

c) 設定樣品污染等級為2（正常情況）。

2.2 試驗說明

a) 參考標準：本次比對試驗依據的標準為GB9706.1-2007和GB4793.1-2007。并附加CTL決議590。

b) 推薦使用測量工具：游標卡尺、帶刻線的放大鏡、千分尺、讀數顯微鏡或其他測量工具。

c) 分別測量T1與T5、T3與T4、T2與T5之間的電氣間隙和爬電距離。保留小數點后兩位小數。

圖2 電氣間隙和爬電距離的路徑

3 電氣間隙和爬電距離路徑與測量

3.1 基礎測量（詳見表1）

3.2 電氣間隙路徑與測量

該樣片的電氣間隙路徑很簡單，如圖中白色虛線段EF、IK、MF所示，可直接由電子數顯卡尺測量，具體數值見表1。

3.3 爬電距離的路徑與測量

3.3.1 T1與T5之間的爬電距離

T1與T5之間的爬電距離如圖中藍色粗實線所示，為(EB+BG＇+G＇F＇)的線段和。

測量中需關注兩點：

a)因為污染等級為2級，所以x=1mm。圖中的凹槽H，其寬度用讀數顯微鏡測得為0.580mm，小于1mm，根據GB9706.1-2007和GB4793.1-2007可直接跨過槽測量。

b)最短路徑原則。T1與T5之間的爬電距離有兩條路徑，分別為(EB+BG＇+G＇F＇)和(EB+BG+GG＇+G＇F＇)的線段和。由于△BGG＇為直角三角形，根據公理兩邊之和大于第三邊，則（BG+GG＇）的線段和長度大于BG＇的線段長度，所以最短路徑為(EB+BG＇+G＇F＇)的線段和。

分段尺寸見表1，計算過程如下：

∵∠BGG＇=90° ∴BG＇= ==9.903(mm)

EB+BG＇+G＇F＇=10.040+9.903+10.088=30.031≈30.0 3(mm)

3.3.2 T3與T4之間的爬電距離

T3與T4之間的爬電距離如圖中藍色粗實線所示，為(ID+DK)的線段和。

測量中需關注兩點：

a)根據CTL590決議，小于80°角用x線段短接跨越。因為T3與T4之間的爬電距離所經過的∠IDK為鈍角，大于80°，故無需考慮x線段短接跨越。

b)線段DK的長度不便直接測量，可分別延長ID、R＇K相交于D＇點，因為樣片中的角均視為直角，則∠DD＇K=90°。

分段尺寸見表1，計算過程如下：

∵DD＇=RR＇=5.936mm，

D＇K=CD- CL- KL＇=40.07-7.052-25.000=8.018(mm)

∴ID+DK=6.132+9.976=16.108≈16.11(mm)

3.3.3 T2與T5之間的爬電距離

T2與T5之間的爬電距離如圖中藍色粗實線所示，為(MI＇+ID+DK+LC+CN)的線段和。

需關注兩點：

a)未連接的導電零部件，插入的絕緣距離規則。T2與T5之間的爬電距離跨過未連接的導電部件T3、T4，無需計算II＇(即T3的寬度)和KL＇的距離。

b)最短路徑原則。T2與T5之間的爬電距離有兩條路徑，一條為C1=（MI＇+ID+DK+LC+CN）的線段和，另一條為C2=（M＇A+AE＇+T1與T5之間的爬電距離）。分別計算C1、C2的距離并比較大小，選取最短路徑。

分段尺寸見表1，設CT3T4為T3與T4之間的爬電距離=ID+DK=16.108mm；設CT1T5為T1與T5之間的爬電距離

表1 分段尺寸 單位：mm

=30.031mm。

計算過程如下：

C1= MI＇+ID+DK+LC+CN= MI＇+ CT3T4+ LC+CN=15.088+16 .108+7.052+10.145=48.393(mm)≈48.39（mm）；

C2= M＇A+AE＇+ CT1T5=5.139+28.034+30.031=63.204( mm) ≈63.20(mm)

∵63.20mm＞48.39mm，∴選取路徑C1，如圖中藍色粗實線所示。

3.4 結果匯總

Analysis on the path of the electrical gap and the distance of the electric distance in the test

Zhao Chunjiao
(Hebei Province Electronic Information Products Supervision and Inspection Institute, HebeiShijiazhuang, 050071）

This paper briefly introduces the clearances, climb electrical distance shortest path of understanding,specific analysis in a national medical equipment in the comparison,find the shortest path, the measurement and calculation of the process.

distance of the distance；the electrical clearance；the comparison test；the path