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PCB板設計、組裝中這些絕緣爬電距離容易被忽視

嘉峪檢測網        2024-03-12 18:02

1、案例問題
 
PCB線路板設計、裝配中有哪些距離容易出錯?
 
2、案例分析
 
筆者在工作中遇到一些PCB線路板距離不夠的案例。
 
案例1
 
PCB板上L與N焊點之間距離過小
 
在某PCB板上L與N之間功能絕緣爬電距離不符合GB?4706.1-2005標準29.2.4條款要求,如圖1所示。
 
圖1  PCB板上L與N之間功能性絕緣爬電距離過小
 
(文中所有圖源:實拍)
 
PCB板上L,N焊點較大(見圖1),并且多股導線有部分超出了PCB銅箔焊盤,導致兩“錫焊點”之間爬電距離比較小,根據工作電壓220V、污染環境3和材料組別Ⅲa,確定最小爬電距離為3.2mm,實際測試距離為不足2mm,應判斷是不滿足要求,所以須短路該部分功能絕緣的情況下重做19章非正常試驗(例如19.11.2),看試驗結果才能最終判斷產品是否合格:如果能通過19章非正常試驗,則不需要考慮此部位距離;反之則應要考核此部位距離。
 
案例2
 
PCB板上FUSE保險管兩引腳之間距離過小
 
 

 
圖2  PCB板上FUSE兩端銅箔之間功能性絕緣爬電距離過小
 
PCB板上FUSE兩端(見圖2),有誤解認為不需要考核功能性絕緣爬電距離,因為FUSE是導通的,電壓降為零。這是片面的認識,在正常工作時的確FUSE兩端電壓降為零,但是在FUSE熔斷后,兩端的電壓降就是電源電壓。如果距離太小,極端情況發生“重新接上”,相當于FUSE這個元件內部是斷開,在外部又導通,失去保護作用。也有誤解認為FUSE兩端在線路板是基本絕緣絕緣,這是概念不清楚。筆者認為這一部位的絕緣與防觸電保護沒有關系,并不是“施加于帶電部件對電擊提供基本防護的絕緣”(基本絕緣),而是滿足功能需要,不同電位部件之間的絕緣(功能性絕緣)。
 
雖然fuse保險失去作用,但還要確定其它部件有沒起替代保護,所以要在短接保險的條件下重復19章的非正常工作試驗,根據試驗結果來判定。
 
類似的不合格案例如圖3所示。
 
圖3  PCB板上FUSE兩端銅箔
 
值得指出,測量爬電距離時要考慮PCB焊盤面綠色的涂層,通過GB 4706.1-2005標準附錄J試驗區分不同的情況:
 
綠色涂層如果很“弱”,就當它沒有;
 
綠色涂層效果一般(A類涂層),則微觀環境污染等級為1級;
 
綠色涂層效果很好(B類涂層),則在涂層下不同導體之間的爬電距離不作要求。
 
另一點要指出,如果此部位短路(即FUSE不起作用),產品仍能通過19章所有的非正常試驗,則不需要考慮此部位的爬電距離。
 
案例3
 
PCB板上不同極性的L與N之間功能性爬電距離受螺釘影響不滿足標準要求
 

 
圖4  L與N之間功能性爬電距離受螺釘影響
 
金屬螺釘大大縮短了PCB板上L與N之間的功能性絕緣距離,原先L與N之間的距離較大,但是金屬螺釘的“插入”,導體縮短了總的爬電距離。
 
希望制造商設計、裝配PCB注意上述容易忽視的問題,為消費者提供安全的電器產品。
 
3、標準條款
 
GB?4706.1-2005《家用和類似用途電器的安全 第1部分:通用要求》標準
 
3.3.1   基本絕緣 basic insulation
 
施加于帶電部件對電擊提供基本防護的絕緣。
 
3.3.2附加絕緣 supplementary insulation
 
萬一基本絕緣失效,為了對電擊提供防護而施加的除基本絕緣以外的獨立絕緣。
 
3.3.3雙重絕緣 double insulation
 
由基本絕緣和附加絕緣構成的絕緣系統。
 
3.3.4加強絕緣 reinforced insulation
 
在本部分規定的條件下,提供等效于雙重絕緣的防電擊等級而施加于帶電部件上的單一絕緣。
 
注:這并不意味該絕緣是個同質體,它也可以由幾層組成,但它不像附加絕緣或基本絕緣那樣能逐一地被進行試驗。
 
3.3.5功能性絕緣 functional insulation
 
僅為器具的固有功能所需,而在不同電位的導電部件之間設置的絕緣。
 
29.2.4 功能性絕緣的爬電距離不應小于表18的規定值。但如該功能性絕緣被短路時器具仍符合第19章要求,爬電距離可減小。
 
 
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