 |
Зазоры, пути утечки и испытательные напряжения в оборудовании и печатных платах
D.1 Общие положения
Настоящее приложение является частью МЭК 60664, в котором определены зазоры, пути утечки и испытательные напряжения для их проверки.
Измерение зазоров и путей утечки проводят в соответствии с МЭК 60664.
Цепи, не являющиеся цепями питания, которые не соответствуют требованиям приложения D к зазорам и путям утечки, могут быть признаны соответствующими требованиям настоящего стандарта, если это соответствие подтверждено испытаниями в условиях одной неисправности по 4.4 и если опасные части не становятся доступными в результате неисправности.
D.1.1 Рабочее напряжение
В таблицах D.1-D.2 указаны значения зазоров и путей утечки, соответствующие значениям рабочего напряжения, которое определено МЭК 60664 как «самое высокое среднее квадратическое значение напряжения переменного тока или самое высокое значение напряжения постоянного тока, которое может локально воздействовать на изоляцию цепи при номинальном напряжении питания без учета переходных процессов» в режиме холостого хода или при нормальном применении. Таблицы испытательных напряжений и зазоров приведены в МЭК 60664 с учетом влияния перенапряжений, сопровождающих переходные процессы, на изоляцию.
D.1.2 Примечания к таблицам
В МЭК 60664 изоляционные материалы подразделены на 4 группы в соответствии со значениями сравнительного индекса трекингостойкости СTI (под трекингом понимают образование следов протекания тока на поверхности диэлектрика при его пробое). Более подробная информация дана в МЭК 60664, см. также ГОСТ 27473.
| Группа материалов I: | 600 < CTI. |
| Группа материалов II: | 400 ≤ CTI < 600. |
| Группа материалов IlIa: | 175 ≤ CTI < 400. |
| Группа материалов IIIb: | 100 ≤ CTI < 175. |
Значения пути утечки для плат с покрытием применимы к платам, покрытия которых соответствуют требованиям МЭК 60664-3 к покрытиям типа А.
Испытание импульсным перенапряжением по данным таблиц D.1-D.12 является испытанием «стандартными импульсами» напряжения, имитирующими воздействие молнии, с длительностью фронта 1,2 мкс и длительностью импульса 50 мкс по уровню 50% амплитуды, со спадающей вершиной, без выбросов и неравномерностей (см. МЭК 60060-2).
D.2 Определение зазоров и путей утечки при рабочих напряжениях до 1000 В, если применимы категории монтажа (категории перенапряжения)
D.2.1 Выбор таблиц
Выбор таблиц определяется:
— типом изоляции. Таблицы D.1-D.6 применяют для основной или дополнительной изоляции, таблицы D.7-D.12 — для двойной или усиленной изоляции (см. 6.4-6.6);
— категорией монтажа (категорией перенапряжения) — см. приложение J;
— степенью загрязнения (см. 3.7.2 и 3.7.3). Имеется в виду степень загрязнения микросреды в области зазора; то же в области пути утечки — на рассмотрении.
Примечания:
1 Именно микросреда в области зазора или пути утечки определяет состояние изоляции, а не окружающая среда в целом. Понятие микросреды включает в себя все факторы и параметры, влияющие на изоляцию, в том числе климатические, электромагнитные, способствующие загрязнению.
2 Внутри цельнолитых (без пустот) частей не может быть никаких зазоров или путей утечки (см. определения 3.7.4 и 3.7.5). Среду внутри герметичных компонентов относят к среде со степенью загрязнения 1.
3 Значения в таблицах D.1-D.12 действительны для высоты до 2000 м над уровнем моря. Зазоры для больших высот должны быть корректированы в соответствии с законом Пашена (см. D.9).
4 Значения, приведенные в приложении D, являются минимальными. Изготовитель должен обеспечить соблюдение этих значений с учетом производственных допусков и других возможных факторов.
5 Фазовые сдвиги между цепями или частями цепей (например трансформаторами) могут влиять на действительные значения рабочего напряжения между ними.
D.2.2 Применение таблиц D.1-D.12
Допустима интерполяция значений пути утечки. Интерполяция значений зазора допустима только для цепей или частей, не соединенных непосредственно с сетью питания, а гальванически развязанных от нее трансформатором, преобразователем или эквивалентным устройством, встроенным в оборудование (см. также примечания к таблицам D.13, D.15 и D.16). Требования к зазорам на входах переключающих устройств, связанных с сетью питания, приведены в разделе D.4.
Значение пути утечки должно быть всегда не менее значения зазора.
Путь утечки между двумя цепями определяют исходя из рабочего напряжения, которое действует и оказывает влияние на изоляцию именно между этими цепями.
При определении значений испытательного напряжения и зазора между двумя цепями сначала определяют эти значения для каждой цепи отдельно из соответствующих таблиц, исходя из значения рабочего напряжения каждой цепи. Затем выбирают наибольшие значения испытательного напряжения и зазора.
D.3 Определение зазоров при рабочем напряжении свыше 1000 В (для напряжения переменного тока указаны среднеквадратические значения)
D.3.1 Зазоры для основной или дополнительной изоляции
a) Зазоры для оборудования на рабочие напряжения свыше 1000 В (для напряжения переменного тока — среднеквадратические значения), в котором не используется защита от перенапряжений, а конструкция не относится к однородной, указаны в таблице D.13.
Примечание — Термин «однородная конструкция» означает, что в этой конструкции форма и расположение проводников, между которыми существуют зазоры, таковы, что электрические поля в зазорах можно считать практически однородными (для целей настоящего стандарта).
Зазоры в таблице D.13 приведены для высоковольтных вторичных цепей, при этом первичные цепи являются низковольтными по МЭК 60664. Значения для цепей типа 1 используют в том случае, когда первичная цепь является установкой категории монтажа II (категория перенапряжения II), а значения для цепей типа 2 — когда первичная цепь является установкой категории монтажа III (категория перенапряжения III).
Примечание — См. также обоснование в D.11.1.
b) При необходимости допустимые значения зазора, взамен указанных в таблице D.13, могут быть рассчитаны в соответствии с разделом D.5.
D.3.2 Зазоры для усиленной изоляции
Зазоры для усиленной изоляции должны быть вдвое больше зазоров, определенных для основной или дополнительной изоляции.
D.4 Зазоры на входах переключающих устройств, связанных с сетью питания
Зазоры между цепями, непосредственно подсоединенными к сети питания, и другими цепями или доступными частями должны быть не менее указанных в таблицах D.1-D.12. Однако, если может произойти, например, увеличение значения рабочего напряжения до удвоенного значения и пиковое значение напряжения превысит соответствующее значение напряжения между фазой и землей по таблице D.14, значения зазоров должны быть рассчитаны в соответствии с разделом D.5.
Значения зазоров для цепей с защитой от перенапряжения (см. раздел D.5), которые расположены между полюсами сети питания, могут быть рассчитаны в соответствии с разделом D.5.
D.5 Определение зазоров, когда не применимы ни раздел D.2, ни таблица D.13
D.5.1 Общие положения
Раздел D.5 позволяет рассчитывать зазоры в том случае, когда максимальное напряжение U max(амплитудное значение рабочего напряжения U wплюс значение переходного напряжения U i) удовлетворяет одному из следующих условий:
a) управляющие цепи оборудования снижают его более, чем на допустимые импульсные напряжения по таблице D.14. В цепях, не являющихся цепями питания, могут быть использованы зазоры менее указанных в разделе D.2. Меньшие значения допустимы только в тех частях цепей питания, которые снабжены защитой от перенапряжения;
b) оно превосходит допустимое импульсное напряжение по таблице D.14;
c) оно включает в себя рабочее напряжение по разделу D.4;
d) оно включает в себя рабочее напряжение, являющееся суммой напряжений более чем одной цепи, или напряжение сложной формы (содержащее множество гармоник и постоянную составляющую).
Примечание — Термин «защита от перенапряжения» означает, что в оборудовании использованы встроенные средства ограничения пикового значения переходного перенапряжения (см. также раздел D.10).
Значение переходного напряжения, вызванного такими явлениями, как разряд молнии или переключение нагрузки, суммируют с амплитудным значением рабочего напряжения, повышая тем самым уровень максимального напряжения.
D.5.2 Расчет зазоров для основной или дополнительной изоляции в неоднородной конструкции
При расчете требуемых зазоров используют таблицу D.15 (см. также D.11.2). В таблице D.15 указаны две группы значений зазоров. Группа зазоров D1относится к зазорам, допустимым для «стандартного импульса» напряжения 1,2/50 мкс с максимальным значением U max. Группа зазоров D2относится к рабочему напряжению (постоянного тока, переменного тока или сложной формы), когда переходные напряжения отсутствуют. В этом случае значение U maxи амплитудное значение рабочего напряжения U wсовпадают.
Расчет проводят в последовательности:
a) определяют наибольшее амплитудное значение рабочего напряжения U wдля нормальных условий испытаний по 4.3;
b) определяют значение максимального напряжения U maxкак пиковое значение, полученное в результате прибавления значения переходного напряжения U iк амплитудному значению рабочего напряжения U w:
U max=U w+U i
c) определяют значения зазоров D1и D2по таблице D.15, оба для значений максимального напряжения;
d) проводят интерполяцию между значениями зазоров D1 и D2 , зависящую от отношения амплитудного значения рабочего напряжения к значению максимального напряжения.
Рассчитывают отношение U w/U max.
Коэффициент интерполяции Fопределяют по графику рисунка D.1.
Рисунок D.1 — Коэффициент интерполяции для расчета зазоров
Рассчитывают зазор по формуле
D=D1+F(D2-D1)
После расчета зазора определяют, при необходимости, поправку на высоту свыше 2000 м над уровнем моря (см. раздел D.9). Если полученное значение меньше минимального, его увеличивают до минимального (минимальное значение зазора равно 0,1 мм при степени загрязнения 1 и 0,2 мм — при степени загрязнения 2) (см. таблицу II МЭК 60664).
D.5.3 Зазоры для усиленной изоляции
Зазоры для усиленной изоляции должны быть вдвое больше зазоров, рассчитанных для основной или дополнительной изоляции.