安规认证中的安全距离测试方法
【摘要】
本文就针对安规认证中安全距离的测试，详细介绍了安规认证中的工作电压的测量方法和
安全距离的测试方法。
关键词： 爬电距离、电气间隙、基本绝缘、附加绝缘、加强绝缘
一、基本概念
在IEC60950、GB4943的标准中，都规定了根据不同的工作电压等级而需要的最小安全距离，安全距离规定了爬电距离和电气间隙两种。对于开关电源来讲，需要保证最小的安全距离的地方有下面两个方面。
1． 一次测电路对机壳（保护地）的爬电距离和电气间隙。
2． 一次测电路对二次测安全电路之间的爬电距离和电气间隙。
判断爬电距离和电气间隙的最小距离如何确定需要根据电路的工作电压等条件来确定：
1. 工作电压的测量：
1). 一般来讲，判断一次侧电路的爬电距离和电气间隙根据输入电压的有效值来判断，如果输入电压有一定的范围，则取输入电压范围上限的有效值。
2). 判断一次电路和二次电路之间的爬电距离和电气间隙需要测量一次电路和二次电路之间工作电压，测量方法是将一次侧整流以后的参考地与二次侧的参考地连接起来，测量一次电路和二次电路之间工作电压，一般测试的地方是变压器、光耦、电容等跨接在一次电路和二次电路之间工作电压。
3). 测量仪器采用数字示波器来测量，采用示波器的直流耦合档，测试的数据有两个，一个是有效值、一个是最大值。 2. 最小爬电距离的确定：
爬电距离：由实际工作电压V rms 、要求的绝缘类型和所处环境的污染等级、材料属性(由CTI 值决定) 等因素决定。准确的爬电距离根根据GB4943-2001标准中的附表2L 来确定所需的最小爬电距离查得。在查表时，首先还要确定污染等级和材料组别。
1）. 污染等级：对于室内使用的工业用或民用的产品，污染等级为Ⅱ，对于用胶灌封的产品如模块电源，污染等级为Ⅰ，对于室外型产品或其它高污染的环境应为Ⅲ级。
2）. 材料组别：即材料的CTI （相比漏电起痕指数）值，在整流器当中，涉及到CTI 值材料有印制板、变压器骨架等。目前我们的电源产品所使用的PCB 、变压器骨架等材料的CTI 值都属于
— 1 —
Ⅲa 或Ⅲb ，模块电源使用的铝基板的CTI 值属于Ⅱ。
3）. 对于玻璃、云母、陶瓷等类似的材料，要求的最小爬电距离可以使用等于相应的电气间隙的数值。即对于这几种材料，要求的最小电气间隙和爬电距离相等。
4）. 确定爬电距离所使用的工作电压为有效值或直流值，不考虑短期状态或瞬态的干扰，如果使用直流值任何叠加的纹波电压可以忽略不记。
5）. 表中查的数据是基本绝缘所要求的最小爬电距离，对于加强绝缘的最小爬电距离，是查到的数据的两倍。
6）. 表中的数据是按区间来规定的，对于具体的电压值，还要进行计算来确定，比如，如果电压为380V ，应选取表中的300-400V 的区间，300-400的区间电压差是100V ，爬电距离差是4-3.2=0.8mm，0.8/100=0.008mm，即在300V 的基础上每超过1V ，需要增加0.008mm ，380V 超过80V ，需要增加0.64mm ，则基本绝缘需要的最小爬电距离为3.2+0.64=3.84mm，加强绝缘需要的最小爬电距离为3.84×2=7.68mm。
表 2L －最小的爬电距离（单位：mm ）
— 2 —
3. 最小电气间隙的确定：
基本绝缘和加强绝缘的电气间隙要求按表2H 和2J 来确定。 3.1 一次电路的绝缘及一、二次电路之间的绝缘的电气间隙：
由工作电压(Vrms 和Vp) 、要求的绝缘类型和所处环境的污染等级等因素决定。准确的间隙距离等于表 2H 和表2J 查得的结果之和, 即C ＝Cl ＋C2（附加电气间隙）
【Cl ：由表2H 得出，依赖于工作电压之V rms （取自于标签标称值）
附加电气间隙C2：由表2J 得出，依赖于工作电压之Vp （取自于实际测量值）】 说明：只有当实际工作电压的峰值超过供电电压峰值时，才需要考虑表2J ，否则C2＝0。 具体查表2H 方法（即求取Cl ）如下：
1. 确定设备的供电电压和电源瞬态电压U 。根据其值判断其属于哪一列，U ≤150V or 150V
2. 确定设备的污染性程度：
污染等级 1：设备设计非常严密，灰尘和湿气都不可进入。
污染等级2：设备被设计用于干净的环境，但灰尘和湿气可自由进入。适用于所有EN/IEC60950的设备。
污染等级3：适用于某特定环境、必能传导污染的设备。
3. 依据本标准7.1和7.2确定所要求的绝缘类型。B ：基本绝缘，S ：补充型绝缘，
D ：双重绝缘，R ：加强绝缘；F ：功能绝缘。
4. 确定工作电压V rms 或Vd.c. 。若此时的工作电压为交流，应该是有效值r.m.s 。通常取设备标签上的标称的供电电压值作为给表2H 的工作电压之V rms 。若工作电压介于表2H 中的两电压之间，查表时，取其中较大者。
5. 根据工作电压所对应的行与1～3所对应的列查出要求的最小电气间隙(Cl)。
表2H ：一次电路的绝缘和一、二次电路之间的绝缘的最小电气间隙
— 3 —
具体查表2J （即求取C2）方法如下：
1. 确定设备的供电电压U 。根据其值判断其属于哪一列，U ≤150V or 150V
3. 依据本标准7.1和7.2确定所要求的绝缘类型。其定义同表2H 。
4. 确定测量出的实际的峰值工作电压Vp 。如果Vp 小于供电电压峰值，则表2J 不用考虑，C2为0。如果峰值工作电压介于表2J 中的两电压之间，查表时，取其中较大者。 5. 根据峰值工作电压所对应的行与前1～3所对应的列查出要求的附加电气间隙(C2)。
表2J ：峰值工作电压超过交流电源电压的一次电路的绝缘的附加电气间隙 — 4 —
3.2 二次电路的绝缘的电气间隙：
由表2K 对应的数值来确定二次电路绝缘的电气间隙，具体查表2K 的步骤如下：
a. 确定设备的供电电压和二次电路应承受的瞬态额定电压U 。根据其值判断其属于哪一列，U
≤150V or 150V
b. 确定设备的污染性程度，其定义同表2H 。
c. 依据本标准7.1和7.2确定所要求的绝缘类型。其定义同表2H 。
d. 确定工作电压V rms 或Vd.c. 。这里工作电压为实际测得的值。若此时的工作电压为正弦交
流，应取其有效值r.m.s. ；若为非正弦电压，则取其峰值或d.c. 值。若工作电压介于表2K 中的两电压之间，查表时，取其中较大者。
根据工作电压所对应的行与a ～c 所对应的列查出要求的最小电气间隙。
表2K ：二次电路的绝缘的最小电气间隙（单位：mm ）
(注：非固定的非屏蔽的需承受高压的二次电路应按照表2H 和表2J 确定电气间隙) 。
4．安全距离测试要求及其判定：
在安全距离测试时，都必须施以以下作用力后测试被测试点或元器件之间的安全距离，再用标准要求的最小电气间隙和爬电距离去判断其是否合格。 1). 对设备内部的零件施以10牛顿的力，推至最不利的位置。
— 5 —
2). 对于不超过18公斤的设备，用直径30mm 的圆板，对设备外壳的各个面施以250牛顿的力持续5s 钟，推至最不利的位置。
3). 以无弯节测试手指，对设备的用户可进入部分，施以30牛顿的力持续5s 钟，推至最不利的位置。
参考资料
1. 参考国际标准：Information technology equipment-Safety-Part 1:General requirements ，标准号IEC60950：2000。
2. 参考国内标准：信息技术设备的安全（Safety of information technology equipment ） 标准号GB4943-2001.
—— 完 ——
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安规认证中的安全距离测试方法
【摘要】
本文就针对安规认证中安全距离的测试，详细介绍了安规认证中的工作电压的测量方法和
安全距离的测试方法。
关键词： 爬电距离、电气间隙、基本绝缘、附加绝缘、加强绝缘
一、基本概念
在IEC60950、GB4943的标准中，都规定了根据不同的工作电压等级而需要的最小安全距离，安全距离规定了爬电距离和电气间隙两种。对于开关电源来讲，需要保证最小的安全距离的地方有下面两个方面。
1． 一次测电路对机壳（保护地）的爬电距离和电气间隙。
2． 一次测电路对二次测安全电路之间的爬电距离和电气间隙。
判断爬电距离和电气间隙的最小距离如何确定需要根据电路的工作电压等条件来确定：
1. 工作电压的测量：
1). 一般来讲，判断一次侧电路的爬电距离和电气间隙根据输入电压的有效值来判断，如果输入电压有一定的范围，则取输入电压范围上限的有效值。
2). 判断一次电路和二次电路之间的爬电距离和电气间隙需要测量一次电路和二次电路之间工作电压，测量方法是将一次侧整流以后的参考地与二次侧的参考地连接起来，测量一次电路和二次电路之间工作电压，一般测试的地方是变压器、光耦、电容等跨接在一次电路和二次电路之间工作电压。
3). 测量仪器采用数字示波器来测量，采用示波器的直流耦合档，测试的数据有两个，一个是有效值、一个是最大值。 2. 最小爬电距离的确定：
爬电距离：由实际工作电压V rms 、要求的绝缘类型和所处环境的污染等级、材料属性(由CTI 值决定) 等因素决定。准确的爬电距离根根据GB4943-2001标准中的附表2L 来确定所需的最小爬电距离查得。在查表时，首先还要确定污染等级和材料组别。
1）. 污染等级：对于室内使用的工业用或民用的产品，污染等级为Ⅱ，对于用胶灌封的产品如模块电源，污染等级为Ⅰ，对于室外型产品或其它高污染的环境应为Ⅲ级。
2）. 材料组别：即材料的CTI （相比漏电起痕指数）值，在整流器当中，涉及到CTI 值材料有印制板、变压器骨架等。目前我们的电源产品所使用的PCB 、变压器骨架等材料的CTI 值都属于
— 1 —
Ⅲa 或Ⅲb ，模块电源使用的铝基板的CTI 值属于Ⅱ。
3）. 对于玻璃、云母、陶瓷等类似的材料，要求的最小爬电距离可以使用等于相应的电气间隙的数值。即对于这几种材料，要求的最小电气间隙和爬电距离相等。
4）. 确定爬电距离所使用的工作电压为有效值或直流值，不考虑短期状态或瞬态的干扰，如果使用直流值任何叠加的纹波电压可以忽略不记。
5）. 表中查的数据是基本绝缘所要求的最小爬电距离，对于加强绝缘的最小爬电距离，是查到的数据的两倍。
6）. 表中的数据是按区间来规定的，对于具体的电压值，还要进行计算来确定，比如，如果电压为380V ，应选取表中的300-400V 的区间，300-400的区间电压差是100V ，爬电距离差是4-3.2=0.8mm，0.8/100=0.008mm，即在300V 的基础上每超过1V ，需要增加0.008mm ，380V 超过80V ，需要增加0.64mm ，则基本绝缘需要的最小爬电距离为3.2+0.64=3.84mm，加强绝缘需要的最小爬电距离为3.84×2=7.68mm。
表 2L －最小的爬电距离（单位：mm ）
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3. 最小电气间隙的确定：
基本绝缘和加强绝缘的电气间隙要求按表2H 和2J 来确定。 3.1 一次电路的绝缘及一、二次电路之间的绝缘的电气间隙：
由工作电压(Vrms 和Vp) 、要求的绝缘类型和所处环境的污染等级等因素决定。准确的间隙距离等于表 2H 和表2J 查得的结果之和, 即C ＝Cl ＋C2（附加电气间隙）
【Cl ：由表2H 得出，依赖于工作电压之V rms （取自于标签标称值）
附加电气间隙C2：由表2J 得出，依赖于工作电压之Vp （取自于实际测量值）】 说明：只有当实际工作电压的峰值超过供电电压峰值时，才需要考虑表2J ，否则C2＝0。 具体查表2H 方法（即求取Cl ）如下：
1. 确定设备的供电电压和电源瞬态电压U 。根据其值判断其属于哪一列，U ≤150V or 150V
2. 确定设备的污染性程度：
污染等级 1：设备设计非常严密，灰尘和湿气都不可进入。
污染等级2：设备被设计用于干净的环境，但灰尘和湿气可自由进入。适用于所有EN/IEC60950的设备。
污染等级3：适用于某特定环境、必能传导污染的设备。
3. 依据本标准7.1和7.2确定所要求的绝缘类型。B ：基本绝缘，S ：补充型绝缘，
D ：双重绝缘，R ：加强绝缘；F ：功能绝缘。
4. 确定工作电压V rms 或Vd.c. 。若此时的工作电压为交流，应该是有效值r.m.s 。通常取设备标签上的标称的供电电压值作为给表2H 的工作电压之V rms 。若工作电压介于表2H 中的两电压之间，查表时，取其中较大者。
5. 根据工作电压所对应的行与1～3所对应的列查出要求的最小电气间隙(Cl)。
表2H ：一次电路的绝缘和一、二次电路之间的绝缘的最小电气间隙
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具体查表2J （即求取C2）方法如下：
1. 确定设备的供电电压U 。根据其值判断其属于哪一列，U ≤150V or 150V
3. 依据本标准7.1和7.2确定所要求的绝缘类型。其定义同表2H 。
4. 确定测量出的实际的峰值工作电压Vp 。如果Vp 小于供电电压峰值，则表2J 不用考虑，C2为0。如果峰值工作电压介于表2J 中的两电压之间，查表时，取其中较大者。 5. 根据峰值工作电压所对应的行与前1～3所对应的列查出要求的附加电气间隙(C2)。
表2J ：峰值工作电压超过交流电源电压的一次电路的绝缘的附加电气间隙 — 4 —
3.2 二次电路的绝缘的电气间隙：
由表2K 对应的数值来确定二次电路绝缘的电气间隙，具体查表2K 的步骤如下：
a. 确定设备的供电电压和二次电路应承受的瞬态额定电压U 。根据其值判断其属于哪一列，U
≤150V or 150V
b. 确定设备的污染性程度，其定义同表2H 。
c. 依据本标准7.1和7.2确定所要求的绝缘类型。其定义同表2H 。
d. 确定工作电压V rms 或Vd.c. 。这里工作电压为实际测得的值。若此时的工作电压为正弦交
流，应取其有效值r.m.s. ；若为非正弦电压，则取其峰值或d.c. 值。若工作电压介于表2K 中的两电压之间，查表时，取其中较大者。
根据工作电压所对应的行与a ～c 所对应的列查出要求的最小电气间隙。
表2K ：二次电路的绝缘的最小电气间隙（单位：mm ）
(注：非固定的非屏蔽的需承受高压的二次电路应按照表2H 和表2J 确定电气间隙) 。
4．安全距离测试要求及其判定：
在安全距离测试时，都必须施以以下作用力后测试被测试点或元器件之间的安全距离，再用标准要求的最小电气间隙和爬电距离去判断其是否合格。 1). 对设备内部的零件施以10牛顿的力，推至最不利的位置。
— 5 —
2). 对于不超过18公斤的设备，用直径30mm 的圆板，对设备外壳的各个面施以250牛顿的力持续5s 钟，推至最不利的位置。
3). 以无弯节测试手指，对设备的用户可进入部分，施以30牛顿的力持续5s 钟，推至最不利的位置。
参考资料
1. 参考国际标准：Information technology equipment-Safety-Part 1:General requirements ，标准号IEC60950：2000。
2. 参考国内标准：信息技术设备的安全（Safety of information technology equipment ） 标准号GB4943-2001.
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