IEC/ UL60950-1 标准电气间隙详解

想了解 IEC/ UL 60950-1:2000安全标准如何影响电源供电或电池供电的信息类产品的设计吗？需要变更设计，但却没把握 IEC/ UL 60950-1:2000的规定对于变更的设计有何影响？本文的问答内容旨在协助您符合 IEC/ UL 60950-1:2000 的安全要求。

第一部分 沿面/爬行距离 (Creepage Distance)

IEC/ UL 60950-1:2000 Zui小沿面距离的规定载录于 2.10.4 条款中。敬请参考表 2L以了解各产品应有的沿面距离要求。若您的产品所测出的工作电压介于表中指定的两个工作电压值之间，您可利用线性内插法 (LinearInterpolation) 计算出所需要的沿面距离。请参见表 2L 之附注 2。
现在就由以下的举例，示范线性插入法的计算运用。
范例 = 电路信息
输入电压：100-240V AC
测出的工作电压：365 Vms, 890 V peak
污染等级：2
材料类别：IIIa 或 IIIb
Q1a：如何计算基本绝缘需要的沿面距离？
300V 需要的沿面距离 = 3.2mm
400V 需要的沿面距离 = 4.0mm
(4.0－3.2)÷(400－300)×65＝0.52
3.2＋0.52＝3.72

A1a. 基本绝缘需要的的Zui小沿面距离 = 3.8mm

注意事项：
须根据表 2L 之附注 2，以无条件进入的方式算到Zui接近的 0.1 mm 单位。

Q1b. 如何计算加强绝缘 (Reinforced Insulation) 需要的沿面距离？
公式：(基本绝缘需要的沿面距离) × 2
==== > 3.72×2=7.44

A1b. 加强绝缘需要的的Zui小沿面距离 = 7.5 mm

注意事项：
须根据表 2L 之附注 2，以无条件进入的方式算到Zui接近的 0.1 mm 单位。
须先将基本绝缘所需的Zui小沿面距离加倍后，再用无条件进入的方式算到Zui接近的 0.1 mm单位。如果基本绝绿的沿面距离已先采用无条件进入，再加倍计算，则计算结果会有 0.1mm 单位的误差。
根据 2.10.4 条款的第三项，万一Zui小沿面距离小于Zui小隔空间隙(Clearance)，则以Zui小隔空直线间隙做为沿面距离的间距。

第二部分 空间间隙 (Clearance)

以下将说明如何针对上例的加强绝缘要求，算出Zui小的隔空间隙。
敬请参照 2.10.3.2 条款的表 2H 及表 2J 以了解您的设备之隔空间隙要求。
Q2. 如何计算加强绝缘所需要的隔空间隙？
根据 2.10.3.2 条款规定，当电路的工作电压值 (Peak)超过交流电源供电器的电压时，可采取两个步骤决定Zui小的隔空间隙。

A2. 步骤1：请查阅「表 2H ─ 初级电路 (Primary Circuits) 以及初级电路和次级电路 (SecondaryCircuits) 之间绝缘所需的Zui小隔空间隙」
从Zui大工作电压等于交流电供应电压的位置 240 Vac 的 300 Vrms 列，向右移到名称为 「Nominal AC mainssupply voltage > 150 V 300 V」的电流突波电压 (Transient Voltage) 2500V字段，您可从表 2H 找到加强绝缘所需的Zui小隔空间隙 = 4.0mm。 

步骤 2：请查阅「表 2J ─ 初级电路的工作电压值超过额定 (Nominal)交流电源供应电压值时，绝缘所需的额外隔空间隙」
在名称为「Nominal AC mains supply voltage > 150 V 300 V」的电流突波电压(Transient Voltage) 2500V 字段里，从横列中选出数值Zui接近的量测出工作电压值 (= 933V)。注意选出的电压不能小于已测出的工作电压。运用「表 2J」此列，即可找出加强绝缘的「额外隔空间隙」(= 1.4mm)。
将步骤 1 和步骤 2 取得的Zui小隔空间隙相加 ─ 4.0+1.4=5.4，就可得到加强绝缘的Zui小隔空间隙为 5.4 mm。

本范例中，计算出的隔空间隙小于沿面距离，我们可判断上例设备的间隙，加强绝缘时所需的沿面距离是 7.5mm。

以上范例属于极为一般的情况，已将任何特定条件除外。具体详情请参考适用的相关标准。

影响绝缘配置 (Insulation Coordination) 的因素之一 ─ 材料类别

材料类别 (Materials Group) 是根据材料的 CTI 值分类。CTI ─ 比较留痕指数 (ComparativeTracking Index / 单位：(伏特数) 是依据 UL 746C 或 IEC 60112 测试而产生的数据。 UL认可组件目录 (Recognized Component Directory) 列出了某些符合 UL746C 及 IEC60112 标准的绝缘胶带 (Insulated Tapes)。

在决定Zui小的沿面距离前，除非事先已知隔空间隙路径中所采用的物料之 CTI 值，否则即设定物料类别为 IIIa 或 IIIb。

若您打算因为更好或更高等级的 CTI 值，而缩小变压器结构中的Zui小沿面距离，请注意下列事项：
绝缘胶带和加边胶带 (Margin Tapes) 的薄膜 (Film) 及粘着面之 CTI值，必须依据变压器的结构而有不同的考虑。

注意事项：

Zui内部线圈 (Winding) 的Zui小沿面距离，可从加边胶带粘着边或线轴 (Bobbin) 表面等两个较差的 CTI值中取得。除了加边胶带的 CTI 值外，还必须检查线轴物料的 CTI 值。

利用较佳的 CTI值来决定所需的沿面距离可缩减沿面距离的结果。当工作电压所需隔空间隙大于沿面距离时，您必须以隔空间隙值做为要求的沿面距离值。