第36期2020年12月No.36December ，2020
摘要：电气间隙和爬电距离测量是电气领域能力验证的结构项目之一，主要考核实验室对路径的选择
和计算过程的正确与否。文章以2020年国家认监委（CNCA ）组织的CNCA-20-14电气产品的爬电距离与电气间隙试验能力验证为例，介绍了电气间隙和爬电距离能力验证的测量过程和不确定评定方法。关键词：电气间隙；爬电距离；能力验证中图分类号：F407.6文献标志码：A 安
伟1，2
，余
洋3，王雪1
（1.江苏扬子检验认证有限公司，江苏南京210038；2.南京大学信息管理学院，江苏南京210023；
3.南京大学环境学院，江苏南京210023）
作者简介：安伟（1982—），男，湖北黄冈人，高级工程师，硕士；研究方向：电子与通信工程。
江苏科技信息
Jiangsu Science &Technology Information
引言
电气间隙和爬电距离测量主要测量不同电位的两个导电部件间最短的空间直线距离以及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。电气间隙和爬电距离主要影响产品的电气安全以及人身安全，如防火、防触电等。按照CNAS-R02能力验证规则要求，电气领域结构判定的频次要求为1次/2年，因此电气间隙和爬电距离测量经常作为电气领域能力验证的结构项目之一，考核实验室路径的选择和计算过程。本文以2020年国家认监委（CNCA ）组织的CNCA-20-14电气产品的爬电距离与电气间隙试验能力验证为例，介绍电气间隙和爬电距离能力验证的测量过程、不确定评定方法以及能力验证结果评定方法。1测量说明
爬电距离和电气间隙试验的样品为一块特殊定制的印刷电路板，如图1a 和1b 所示，分为A 和B 两面，样品污染等级为2。其中，白区域代表样片上的镂空部分，T1，T2，T3，T4，R1和R2等代表印制板铜走线，样片中的角全部按尖角考虑，不视为圆角，槽的底部为直角。依据的标准包括GB 470
6.1—2005《家用和类似用途电器的安全第一部分：通用要求》，此外还应考虑CTL 决议单590和717的相关要求。爬电距离、电气间隙的路径确定及测量包括：T1到T2的爬电距离、T2到T4的爬电距离和电气间隙、T1到R1的电气间隙共4个项目［1］。测量的难点在于样品中存在沟槽、凹槽等，有些测量部位不在同一平面，因此在测量过程中，需要应用到X 值跨接、V 型槽的80°应用原则、空间展开等方法，这些方法的应用将在测量过程中进行分析。
2测量过程及分析
2.1T1到T2的爬电距离2.1.1路径选择
T1到T2的爬电距离沿着镂空边缘经过A1-A2，在V 型槽底部进行跨接经过A2-A3，沿着绝缘材料表面经过A3-A4，沿着凹槽底部经过A4-A5，最后连接A5-A6，形成最终路径，如图2所示。
T1到T2的爬电距离=
（A1-A2）+
（A2-A3）+（A3-A4）+（A4-A5）+（A5-A6）。2.1.2考核要点
首先，在A2-A3处，考核要点为V 型槽的80°应
图1特制的印刷电路板
图2T1到T2的爬电距离测量路径
用原则和X 值跨接，按照CTL DSH 590决议，V 型槽底
部的内夹角小于80°时，爬电距离在拐角处用X 值连线短接测量。X 值是根据相应污染等级规定的最小值，如表1所示。按照样品污染等级为2，X 值为1.00mm 。
其次，在A4-A5处，考核要点为凹槽跨接，按照
GB/T 16935.1—2008的举例［2］
（例1和例2），当凹槽宽度大于X 值，爬电距离的路径将沿着凹槽绝缘材料表面，当凹槽宽度小于等于X 值，爬电距离的路径将跨接凹槽。实际测量时，凹槽宽度为1.37mm 。
最后，在A5-A6段，需确认A5-A6是否是A5到T2导体的最短点，只需测量T2导体的长度与凹槽的深度，如果T2导体的长度大于凹槽的深度，A6即为垂直于T2导体的垂点，如果T2导体的长度小于或等于凹槽的深度，A6即为T2导体的端点。2.2T2到T4的爬电距离2.2.1路径选择
T2到T4的爬电距离沿着镂空横截面经过B1-B2，B2为R2端点；将R2所在平面和镂空横截面展开到T2、T4平面，B3点为B5到R2导体的垂点，B4为垂线镂空横截面的交点，B5为T4的端点，如图3（a ）和3（b ）所示。
T2到T4的爬电距离=（B1-B2）+（B3-B4）+（B4-B5）。
2.2.2考核要点
首先，按照GB/T 16935.1—2008的举例［2］，当存在浮动导电部件分开时，爬电距离分成几个部分，因
此应考虑R2作为浮动导电部件，T2到T4爬电距离应
分为T2到R2、R2到T4两个部分的爬电距离。然后将计算值与B1-B5的直接距离进行比较，选取最小值的路径作为最终路径。
其次，R2到T4的爬电距离需要将R2所在平面和镂空横截面展开到T2、T4所在平面，构建辅助点B4，利用勾股定理分别计算B3-B4和B4-B5。当需要测量的两个部件不在同一个平面时，通过将不同平面展开到同一平面，并构建辅助点，即可快速到路径。2.3T2到T4的电气间隙
T2到T4的电气间隙的思路与上述T2到T4的爬电距离类似，但需注意爬电距离和电气间隙的关系，爬电距离不能小于相关的电气间隙。2.4T1到R1的电气间隙2.4.1路径选择
将R1所在平面和镂空横截面展开到T1所在平面，T1到R1的电气间隙即为T1端点C1与R1端点C3的连线长度。C2为连线与镂空横截面的交点，如图4（a ）和4（b ）所示。
T1到R1的电气间隙=（C1-C2）+（C2-C3）。2.4.2考核要点
T1到R1电气间隙主要考核空间展开分析能力，技巧在于将R1所在平面和镂空横截面展开到T1所在平面，并构建辅助点C2。此时需要注意C3点的确定，如果R1导体的长度够长，C3可能为垂直于R1导体的垂点，如果R1导体的长度不够长，C3即为R1导体的端点。
3不确定度分析
此次能力验证没有要求不确定度分析结果，本文结合CNAS-GL007《电器领域不确定度的评估指南》，提出此次能力验证不确定度分析的方法。根据上述测量的不同情况，可以分为以下几种。
（1）单独用数显游标卡尺测量，通过几个数值相
表1不同污染等级下的X 值污染等级
123
尺寸X 的最小值/mm
0.251.00
1.50
图3T1到T2的爬电距离测量路径和空间展开
Discussion on the measurement of the capability verification of
electrical clearance and creepage distance
An Wei 1,2,Yu Yang 3,Wang Xue 1
（1.Jiangsu Yangtze Testing Certification and Inspection Corporation,Nanjing 210038,China;
2.School of Information Management,Nanjing University,Nanjing 210023,China;
3.School of Environment,Nanjing University,Nanjing 210023,China ）
Abstract:Measurement of electrical clearance and creepage distance is one of the structural items of capability verification in the electrical field,and it is mainly used to check whether the choice of path and calculation process are correct in the laboratory.Taking the capability verification of the measurement of electrical clearance and creepage distance of CNCA-20-14electrical products organized by CNCA in 2020as an example,this paper introduces the measurement process and uncertainty evaluation method of the capability verification of electrical clearance and creepage distance.
Key words:electrical clearance;creepage distance;capability verification
加，得到最终结果。
（2）使用数显游标卡尺和投影仪测量，游标卡尺测量印制板厚度，投影仪测量各线段长度，包括辅助点形成线段的长度，通过几个数值相加，得到最终结果。
以2.4章节为例，采用第一种方法，标准不确定度来源主要由重复性测量u 1引起（A 类）和数显游标卡尺u 2引起（B 类）构成［3］。
（1）对2.4章节的路径进行5次测量，按贝塞尔公式计算出的实验标准偏差s ，得到u 1=0.006922mm 。
（2）数显游标卡尺最小分辨率为0.01mm ，在半宽0.01mm 的范围内服从矩形分布，k =3，得到u 2=0.005774mm 。
通过u 1和u 2计算出合成标准不确定度，最终得到扩展不确定度U =0.018mm ，k =2。4结语
电气间隙和爬电距离的难点在于路径的选择，考核实验室熟练掌握标准定义、测试方法和各种规则，
灵活运用空间展开方法和计算方法。近些年，电气间
隙和爬电距离能力验证的样品有采用印制板，也有采用如端子、变压器、插座等实物，实物的情况更加复杂，特别是当有几种路径时，需要比较各种路径的值以确定最短路径。同时，不确定结果分析对于评估测量的准确性非常重要，也考验了实验室的能力水平。参考文献［1］国家认证认可监督管理委员会（CNCA ）.CNCA-20-14电气产品的爬电距离与电气间隙试验能力验证［Z ］.2020.［2］中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局.低压系统内设备的绝缘配合第1部分：原理、要求和试验：GB/T 16935.1—2008［S ］.北京：中国标准出版社，2008.［3］王磊.爬电距离、电气间隙测量不确定度评定［J ］.品牌与标准化，2011（11）：38.
（编辑王雪芬
）
图4T1到R1的电气间隙测量路径和空间展开
