（已结束）2010-12-06-工控擂台-怎么理解电气间隙和爬电距离 点击：4058 | 回复：28
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这问题好像饶总版主以前发过类似帖子哦！
爬电距离是沿着电力线分布方向上的电场矢量的积分距离，即在考虑各处空间的电场矢量场分布梯度后计算得到的有效抵抗电离作用的距离（这里假设绝缘介质的介电常数是同质均匀的）；电气间隙是宏观上讲的不等电位的导体间不放电、不闪络、绝缘不被击穿所需的最小空间距离，考虑到介质不一定是均质的以及电场矢量的方向分布不一定是直线的，所以电气间隙不能全程看作是有效爬电距离。当然从上述说明可以看出，在特定前提下，爬电距离与电气间隙是允许相同的。
在不同像带电体间及带电体对地间增加长期绝缘防护材料，客观上相当于改善绝缘介质性质、增强绝缘介质的介电常数；爬电距离不足可考虑改变放电间隙两侧带电体外廓形状，使得器外形从直线形状变为折线或反复弯曲的形状，电场空间分布函数的矢量方向导数因此曲折延伸使得电力线积分距离增大，客观上相当于延长爬电距离、降低电压梯度
无论处于什么现场条件下，都会有一个确定的爬电距离，这个爬电距离是与电气设备绝缘等级及其安装环境所具备的绝缘等级相适应的，所以从这个意义上讲爬电距离是一个“干涉”的概念；而实际的电离、闪络、爬电现象发生是因为另一个相当于“强度”的概念达不到标准，而这个“强度”就是前面所说的电气间隙，在绝缘介质既定的前提下，最常用的防护措施就是加大电气间隙。这就是我基于“强度---干涉理论的”对爬电距离和电气间隙概念的理解。
电气间隙和爬电距离
电气间隙：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。
爬电距离：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.
其形象的表示示意图如图所示，器重的红线部分极为你要了解的电气间隙和爬电距离：
电气间隙和爬电距离的示意图
1.确定电气间隙步骤
确定工作电压峰值和有效值；
确定设备的供电电压和供电设施类别 ；
根据过电压类别来确定进入设备的瞬态过电压大小；
确定设备的污染等级（一般设备为污染等级2）；
确定电气间隙跨接的绝缘类型（功能绝缘、基本绝缘、附加绝缘、加强绝缘）。
2.确定爬电距离步骤
确定工作电压的有效值或直流值；
确定材料组别（根据相比漏电起痕指数，其划分为：Ⅰ组材料，Ⅱ组材料，Ⅲa组材料, Ⅲb组材料。注：如不知道材料组别，假定材料为Ⅲb组）
确定污染等级；
确定绝缘类型（功能绝缘、基本绝缘、附加绝缘、加强绝缘）。
3.确定电气间隙要求值
根据测量的工作电压及绝缘等级，查表（ 4943：2H 和 2J和2K，60065-2001表：表8和表9和表10） 检索所需的电气间隙即可决定距离；作为电气间隙替代的方法，4943使用附录G替换，60065-2001使用附录J替换。
GB 8898-2001：电器间隙考虑的主要因素是工作电压，查图9来确定。 （对和电压有效值在220-250V范围内的电网电源导电连接的零部件，这些数值等于354V峰值电压所对应的那些数值：基本绝缘3.0mm ,加强绝缘6.0mm）
4.确定爬电距离要求值
根据工作电压、绝缘等级及材料组别，查表(GB 4943为表2L，65-2001中为表11）确定爬电距离数值，如工作电压数值在表两个电压范围之间时，需要使用内差法计算其爬电距离。
GB 8898-2001其判定数值等于电气间隙，如满足下列三个条件，电气间隙和爬电距离加强绝缘可减少2mm,基本绝缘可减少1mm:
1.这些爬电距离和电气间隙会受外力而减小，但它们不处在外壳的可触及导电零部件与危险带电零部件之间；
2.它们靠刚性结构保持不变；
3.它们的绝缘特性不会因设备内部产生的灰尘而受到严重影响。
*注意：但直接与电网电源连接的不同极性的零部件间的绝缘，爬电距离和电气间隙不允许减小。基本绝缘和附加绝缘即使不满足爬电距离和电气间隙的要求，只要短路该绝缘，设备仍满足标准要求，则是可以接受的（8898中4.3.1条）。
*GB 4943中只有功能绝缘的电气间隙和爬电距离可以减小，但必须满足 标准5.3.4规定的高压或短路试验。
5.确定爬电距离和电气间隙注意
可动零部件应使其处在最不利的位置；
爬电距离值不能小于电气间隙值；
承受了机械应力试验
电气间隙Clearance
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。
电气间隙的大小和老化现象无关。电气间隙能承受很高的过电压，但当过电压值超过某一临界值后，此电压很快就引起电击穿，因此在确认电气间隙大小的时候必须以设备可能会出现的最大的内部和外部过电压（脉冲耐受电压为依据）。在不同场合使用同一电气设备或运用过电压保护器时所出现的过电压大小各不相同。因此根据不同的使用场合将过电压分为Ⅰ至Ⅳ四个等级。
爬电距离：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；
爬电距离
在绝缘材料表面会形成泄漏电流路径。若这些泄漏电流路径构成一条导电通路，则出现表面闪络或击穿现象。绝缘材料的这种变化需要一定的时间，它是由长时间加在器件上的工作电压所引起的，器件周围环境的污染能加速这一变化。
因此在确定端子爬电距离时要考虑工作电压的大小、污染等级及所运用的绝缘材料的抗爬电特性。根据基准电压、污染等级及绝缘材料组别来选择爬电距离。基准电压值是从供电电网的额定电压值推导出来的。
电气间隙和爬电距离
一、对电气间隙和爬电距离概念的理解
1、 电气间隙：不同电位的两个导电部件间最短的空间直线距离。
2、 爬电距离：不同电位的两个导电部件之间沿绝缘材料表面的最短距离。
爬电距离与电气间隙是考核电器产品安全的重要指标，不同带电部件之间或带电部件与金属外壳之间，当他们之间的空气间隙小到一定程度时，在电场的作用下，空气介质将被击穿，绝缘会失效或者暂时失效，因此这之间的气隙应维持在一个使之不会发生击穿的安全距离，这就是电气间隙。爬电距离其实是一个边界平面，这种边界的一个重要特点就是横跨两种截然不同的额定电气强度3每个单位距离的承受电压值4的材料，因此两个导电部件之间的距离应该是按照最弱额定电气强度的绝材料来决定。空气是一种普通、可靠、便宜的电气绝缘介质，通常情况下，对1mm的空气间隙，低于1200v 有效值的电压能够维持其绝缘性能，当电压升到2900v有效值以上时，空气不再是绝缘材料了。而与空气绝缘不同的是，固体绝缘材料是一种不可恢复的绝缘介质，电场强度、热、潮湿等不利因素会造成绝缘材料的不断老化，绝缘性能的下降。因此也可以说，空气中的隔离空间就是“电气间隙”，爬电距离是用来减少7防止8漏电起痕或电弧放电的，显然电压越低，爬电距离和电气间隙数值可以相应减小。另一方面电器的长期使用，还会使电气绝缘属性的减小，如灰尘、其它导电微粒会积累污染绝缘材料表面，引起漏电起痕甚至电气导通，大气中的固体颗粒，尘埃和水能够桥接小的电气间隙。因此，电气间隙和爬电距离的值还与电器的工作环境，污染等级有关。
爬电距离和电气间隙的决定因素如上图所示：
工作环境要求——— 导电性微粒或尘埃，潮湿和冷凝水的堆积，海拔高度的变化
电路工作要求——— 开关负载，内部提 升电压
绝缘属性的要求———热应力、机械应力、绝缘应力，绝缘漏电起痕的特性
二、爬电距离和电气间隙的测试
具体测量步骤步骤如下：
一）电气间隙的测量步骤：
确定工作电压峰值和有效值；
确定设备的供电电压和供电设施类别 ；
根据过电压类别来确定进入设备的瞬态过电压大小；
确定设备的污染等级（一般设备为污染等级 2）；
确定电气间隙跨接的绝缘类型（功能绝缘、基本绝缘、附加绝缘、加强绝缘）。
二）确定爬电距离步骤
确定工作电压的有效值或直流值；
确定材料组别（根据相比漏电起痕指数，其划分为：Ⅰ组材料，Ⅱ组材料，Ⅲa 组材料, Ⅲb组材料。注：如不知道材料组 别，假定材料为Ⅲb 组） 确定污染等级； 确定绝缘类型（功能绝缘、基本绝缘、附加绝缘、加强绝缘）电气间隙、爬电距离的要求值： 电气间隙根据测量的工作电压及绝缘等级，查表（GB4943：2H 和 2J和2K，60065-2001表：表 8 和表 9 和表10） 检索所需的电气间隙即可决定距离；作为电气间隙替代的方法， 4943 使用附录 G替换，60065-2001 使用附录 J 替换。
爬电距离根据工作电压、绝缘等级及材料组别，查表(GB4943 为表 2L，65-2001中为表11)确定爬电距离数值，如工作电压数值在表两个电压范围之间时，需要使用内差法计算其爬电距离。 *GB 4943中只有功能绝缘的电气间隙和爬电距离可以减小，但必须满足 标准 5.3.4 规定的高压或短路试验。
在日常测量电气间隙爬电距离不同的人往往结论有差异，首先要注意是否引入了过多的人为误差，包括测试手段，测量时,一般使用卡尺\千分尺\塞规等,更进一步的手段有读数显微镜\投影法,甚至极精细情况下,有电镜等手段。根据以上四份标准的对比，还可以看出不同的标准对测量电气间隙，爬电距离考核角度、测量要求是有差异的。针对具体产品选用恰当的标准，具体情况具体分析这样才能保证结论的准确性。
三、最小电气间隙和爬电距离参考明细表
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