|
КАТЕГОРИИ: Археология
ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Техника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву
Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления
|
⇐ ПредыдущаяСтр 2 из 5Следующая ⇒ поддерживающих гирлянд ВЛ-6…750 кВ
Следует отметить, что для более загрязненных районов необходимо выбирать изоляторы с большим отношением . Результаты расчета , округляются в большую сторону, если цифра после запятой больше чем 3. при решении задачи смотреть приложение ( таблицы П.1-П.7.).
Задача 2. Во вращающихся электрических машинах высокого напряжения (3-24кВ) в месте обмотки из паза статора существует электрическое поле с большим коэффициентом неоднородности. Сталь статора, т.е. заземленный электрод, имеет здесь угол с острой кромкой (точка А, рис. 3.1.) напряженность у которой даже при рабочем напряжении получается настолько высокой, что на поверхности изоляции могут возникнуть скользящие разряды (от точки А), разрушающие изоляцию и резко сокращающие ее срок службы. Напряженность вдоль по поверхности изоляции будет изменяться по закону: , (4.4)
где ; ; ; — относительная диэлектрическая проницаемость изоляции.
Абсолютное значение напряженности будет определяться выражением
.
Наибольшая напряженность имеет место при , т.е. в точке А (рис. 3.1) . (4.6) Для того, чтобы сделать электрическое поле на этом участке более однородным, на поверхность изоляции наносят покрытие, удельное сопротивление которого (на единицу слоя) на 3-4 порядка меньше, удельного сопротивления самой изоляции . Благодаря этому напряженность электрического поля вдоль поверхности изоляции в месте выхода обмотки из паза значительно снижается и разряды в этом месте устраняются, но появляется острая кромка в месте окончания покрытия (точка В на рис. 3.1). При этом наибольшее значение при , т.е. в точке А будет
. (4.
Для наибольшей напряженности на участке т.е. в точке В будет . (4.8) При принципиальном выборе длины покрытия и его удельного сопротивления, разность потенциалов между токоведущим стержнем и краем покрытия оказывается сниженной на столько, что, несмотря на неоднородность поля в этом месте, разряд на крае покрытия не возникает. При этом, как правило, и необходимая длина покрытия определяется с использованием (4.7) и условия . (4.9)
Действующую длину покрытия обычно принимают несколько больше расчетной, так как в процессе эксплуатации наблюдается старение покрытия и увеличение . При расчетах, размерности всех величин берутся в системе СИ.
Задача 3. При решении этой задачи главную изоляцию машины следует рассматривать как двухслойный плоский конденсатор (рис. Рис.4.1. Эскиз двухслойного плоского конденсатора.
При последовательном соединении емкостей соблюдается равенство , (4.10) где: и — напряжения приложенные к воздушному зазору и твердому диэлектрику, причем Емкость -того слоя , (4.11) где: — абсолютная диэлектрическая проницаемость Ф/м, — относительная диэлектрическая проницаемость слоя, — толщина слоя, S- площадь электродов, при решении задачи принимается . Напряженность в воздушном зазоре , Допустимая напряженность для воздуха кВ/см. Если напряженность в воздушном зазоре превышает , в зазоре начнутся разряды. С мерами ограничения разрядов можно ознакомиться по [5].
Приложение П.1. Пояснения терминов (ГОСТ 1516. Класс напряжения электрооборудования – номинальное междуфазное напряжение электрической сети, для работы в которой предназначено электрооборудование. Наибольшее рабочее напряжение электрооборудования – наибольшее напряжение частоты 50Гц, неограниченно длительное приложение которого к зажимам разных фаз (полюсов) электрооборудования допустимо по условиям работы его изоляции (табл. П.1.) Примечание – наибольшее рабочее напряжение электрооборудования не охватывает допустимые для его изоляции кратковременные (длительностью до 20с) повышения напряжения в аварийных условиях и повышение напряжения частотой 50Гц (длительностью до 8ч), возможные при оперативных коммутациях. Электрическая сеть с изолированной нейтралью – сеть, нейтраль которой не имеет соединения с землей, за исключением приборов сигнализации, измерения и защиты, имеющих весьма высокое сопротивление, или сеть, нейтраль которой соединена с землей через дугогасящий реактор, индуктивность которого такова, что при однофазном замыкании на землю ток реакторов в основном компенсирует емкостную составляющую тока замыкания на землю.
Таблица П.1. Наибольшие рабочие напряжения и расчетные кратности внутренних перенапряжений, принимаемые при выборе изоляции для класса напряжений кВ
Электрическая сеть с заземленной нейтралью – сеть, нейтраль которой соединена с землей наглухо или через резистор, или реактор, сопротивление которых достаточно мало, чтобы существенно ограничить колебание переходного процесса и обеспечить значение тока, необходимое для селективной защиты от замыкания на землю. Примечание – степень заземления нейтрали сети характеризуется наивысшим значением коэффициента замыкания на землю для схем данной сети, возможных в условиях эксплуатации. Коэффициент замыкания на землю – отношение напряжения на неповрежденной фазе в рассматриваемой точке трехфазной сети (обычно в точке установки электрооборудования) при замыкании на землю одной или двух других фаз к фазному напряжению рабочей частоты, которое установилось бы в данной точке при устранении замыкания. Примечание – при определении коэффициента замыкания на землю, место замыкания и состояние схемы выбираются такими, которые дают наибольшее значение коэффициента.
Таблица П.2. ⇐ Предыдущая12345Следующая ⇒ Читайте также: Техника нижней прямой подачи мяча Комплекс физических упражнений для развития мышц плечевого пояса Стандарт Порядок надевания противочумного костюма Общеразвивающие упражнения без предметов |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
Последнее изменение этой страницы: 2021-04-12; просмотров: 37; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы!
infopedia.
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
(4.5)
7)
4.1).
3-96).
su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь — 38.242.236.216 (0.004 с.) Изоляция ВЛ
Дата добавления: 2014-06-18 | Просмотров: 1378
1.9.10. Удельная эффективная длина пути утечки поддерживающих гирлянд изоляторов и штыревых изоляторов ВЛ на металлических и железобетонных опорах в зависимости от СЗ и номинального напряжения (на высоте до 1000 м над уровнем моря) должна приниматься по табл. 1.9.1.
Таблица 1.9.1. Удельная эффективная длина пути утечки поддерживающих гирлянд изоляторов и штыревых изоляторов ВЛ на металлических и железобетонных опорах, внешней изоляции электрооборудования и изоляторов ОРУ
| Степень | lэ, см/кВ (не менее), при номинальном напряжении, кВ | |
| загрязнения | до 35 включительно | 110-750 |
| 1,90 | 1,60 | |
| 2,35 | 2,00 | |
| 3,00 | 2,50 | |
| 3,50 | 3,10 |
Удельная эффективная длина пути утечки поддерживающих гирлянд и штыревых изоляторов ВЛ на высоте более 1000 м над уровнем моря должна быть увеличена по сравнению с нормированной в табл.
1.9.1:
- от 1000 до 2000 м — на 5 %;
- от 2000 до 3000 м — на 10 %;
- от 3000 до 4000 м — на 15 %.
1.9.11. Изоляционные расстояния по воздуху от токоведущих до заземленных частей опор должны соответствовать требованиям гл. 2.5.
1.9.12. Количество подвесных тарельчатых изоляторов в поддерживающих гирляндах и в последовательной цепи гирлянд специальной конструкции (V-образных, Λ-образных, — образных, — образных и др., составленных из изоляторов одного типа) для ВЛ на металлических и железобетонных опорах должно определяться по формуле
где Lи — длина пути утечки одного изолятора по стандарту или техническим условиям на изолятор конкретного типа, см. Если расчет m не дает целого числа, то выбирают следующее целое число.
1.9.13. На ВЛ напряжением 6-20 кВ с металлическими и железобетонными опорами количество подвесных тарельчатых изоляторов в поддерживающих и натяжных гирляндах должно определяться по 1.
9.12 и независимо от материала опор должно составлять не менее двух.
На ВЛ напряжением 35-110 кВ с металлическими, железобетонными и деревянными опорами с заземленными креплениями гирлянд количество тарельчатых изоляторов в натяжных гирляндах всех типов в районах с 1-2-й СЗ следует увеличивать на один изолятор в каждой гирлянде по сравнению с количеством, полученным по 1.9.12.
На ВЛ напряжением 150-750 кВ на металлических и железобетонных опорах количество тарельчатых изоляторов в натяжных гирляндах должно определяться по 1.9.12.
1.9.14. На ВЛ напряжением 35-220 кВ с деревянными опорами в районах с 1-2-й СЗ количество подвесных тарельчатых изоляторов из стекла или фарфора допускается принимать на 1 меньше, чем для ВЛ на металлических или железобетонных опорах.
На ВЛ напряжением 6-20 кВ с деревянными опорами или деревянными траверсами на металлических и железобетонных опорах в районах с 1-2-й СЗ удельная эффективная длина пути утечки изоляторов должна быть не менее 1,5 см/кВ.
1.9.15. В гирляндах опор больших переходов должно предусматриваться по одному дополнительному тарельчатому изолятору из стекла или фарфора на каждые 10 м превышения высоты опоры сверх 50 м по отношению к количеству изоляторов нормального исполнения, определенному для одноцепных гирлянд при lэ = 1,9 см/кВ для ВЛ напряжением 6-35 кВ и lэ = 1,4 см/кВ для ВЛ напряжением 110-750 кВ. При этом количество изоляторов в гирляндах этих опор должно быть не менее требуемого по условиям загрязнения в районе перехода.
1.9.16. В гирляндах тарельчатых изоляторов из стекла или фарфора, подвешенных на высоте более 100 м, должны предусматриваться сверх определенного в соответствии с 1.9.12 и 1.9.15 два дополнительных изолятора.
1.9.17. Выбор изоляции ВЛ с изолированными проводами должен производиться в соответствии с 1.9.10-1.9.16.
Что такое воздушный зазор и путь утечки изоляции?
Разработчики должны понимать принципы требований безопасности, чтобы проектировать безопасное оборудование.
Учитываются не только нормальные условия эксплуатации оборудования, но также возможные условия отказа, ожидаемый отказ и влияние окружающей среды, например температура, высота над уровнем моря, загрязнение и влажность. Стандарты безопасности содержат четкие положения и правила в отношении производимого оборудования и деталей, чтобы предоставлять конечным пользователям безопасную и высококачественную продукцию. Эта статья в основном направлена на предотвращение поражения человека электрическим током. Чтобы обеспечить защиту от поражения электрическим током, электронное оборудование должно иметь эффективный метод изоляции, который можно разделить на зазор и путь утечки и твердые изоляционные материалы. В этой статье основное внимание будет уделено зазору и пути утечки электронных продуктов.
1. Классы оборудования по защите от поражения электрическим током
Нет опасного напряжения, и эта энергия не вызывает боли или травм.
Оборудование имеет защиту от поражения электрическим током, помимо основной изоляции имеется дополнительная изоляция или предусмотрена усиленная изоляция.
Этот тип оборудования не обеспечивает защитного заземления, но сам по себе может обеспечить защиту от поражения электрическим током.
- Оборудование класса I
В дополнение к основной изоляции также включает дополнительные защитные меры. При выходе из строя основной изоляции внешние провода подключаются к защитному заземляющему проводнику для отвода опасных токов на землю.
- Оборудование класса II
Оборудование имеет защиту от поражения электрическим током, помимо основной изоляции имеется дополнительная изоляция или предусмотрена усиленная изоляция. Этот тип оборудования не обеспечивает защитного заземления, но сам по себе может обеспечить защиту от поражения электрическим током.
- Оборудование класса III
Нет опасного напряжения, и эта энергия не вызывает боли или травм.
2. Требования к расстоянию
2.1 Определение зазора и пути утечки
- Зазор: На расстоянии «прямой видимости» или на кратчайшем воздушном пути между двумя проводниками.
Кратчайшее расстояние, которое может быть достигнуто при изоляции по воздуху. - Путь утечки: Кратчайшее расстояние между двумя проводниками вдоль изолирующей поверхности.
- Путь утечки должен быть больше или равен зазору.
Кратчайшее расстояние, которое может быть достигнуто при изоляции по воздуху. 2.2 Важный фактор при определении расстояния
Путь утечки и зазор будут учитываться по-разному в зависимости от различных факторов, таких как условия использования продукта или окружающая среда. Как описано в IEC 62368-1, путь утечки и воздушный зазор определяются в соответствии со следующими условиями:
- Входное напряжение
- Изоляция
- Группа материалов
- Степень загрязнения
- Категория перенапряжения
- Высота над уровнем моря
2.3 Тип изоляции
Тип изоляции может быть определен как стандарт для пяти различных целей:
- Основная изоляция
Однослойная изоляция обеспечивает базовую защиту от поражения электрическим током.
2. Двойная изоляция
Двойная изоляция включает как основную, так и дополнительную изоляцию.
3. Функциональная изоляция
Необходимая изоляция между токопроводящими частями оборудования, обеспечивающая нормальную работу оборудования, не связанную с безопасностью пользователей.
4. Усиленная изоляция
Однослойная система изоляции может достигать уровня защиты от поражения электрическим током, эквивалентного двойной изоляции.
5. Дополнительная изоляция
Второй слой изоляции, независимый от основной изоляции, может защитить пользователя от опасного напряжения при выходе из строя основной изоляции.
2.4 Группа материалов
Группа материалов отличается индексом сравнительного отслеживания (CTI). CTI используется для измерения свойств электрического пробоя (отслеживания) изоляционного материала.
Группа материалов I: 600 ≤ CTI
Группа материалов II: 400 ≤ CTI < 600
Группа материалов IIIa: 175 ≤ CTI < 400
Группа материалов IIIb: 100 ≤ CTI < 175
900 Если это неизвестный материал группа, предполагается, что это IIIb.
2.5 Степень загрязнения
МЭК 62368-1 определяет различные степени загрязнения продуктов в рабочей среде:
- Степень загрязнения 1
Загрязнение отсутствует или возникает только сухое непроводящее загрязнение. Например, оборудование, узлы или узлы, защищенные от попадания пыли и влаги благодаря герметичной упаковке.
- Степень загрязнения 2
Возникает только непроводящее загрязнение, за исключением случайной временной проводимости, вызванной ожидаемой конденсацией. Подходит для обычной лаборатории или офиса.
- Степень загрязнения 3
Возникновение проводящего загрязнения или сухого непроводящего загрязнения из-за ожидаемой конденсации. Например, оборудование используется на заводе.
2.6 Категория перенапряжения
Определите категорию перенапряжения для каждого устройства, подключенного к источнику питания, и различайте ее в соответствии с максимальным переходным напряжением устройства, подключенного к входной клемме, как показано на следующем рисунке в качестве приложения устройства.
расположение.
- Категория перенапряжения I: В оборудовании приняты меры по уменьшению переходных процессов.
- Категория перенапряжения II: стационарное или съемное оборудование, подключенное через электропроводку здания
- Категория перенапряжения III: оборудование будет неотъемлемой частью электропроводки здания
- Категория перенапряжения IV: оборудование подключено к основному источнику питания, который входит в здание.
2.7 Высота над уровнем моря
Допуск оборудования, установленный в IEC 62368-1, полностью используется на высоте менее 2000 метров над уровнем моря. Если требуется большая высота, необходимо умножить полученный зазор на коэффициент, требуемый для различных высот, в соответствии с таблицей 1.
Высота над уровнем моря
м
Нормальное барометрическое давление
кПа
2.8 Твердый изоляционный материал
В силовых преобразователях часто используется заливочный компаунд для защиты от пыли и влаги, а гелевый материал также может использоваться в качестве изоляционного материала. В IEC 62368-1 упоминается, что гель рассматривается как изолирующий материал. Таким образом, методы изоляции включают в себя также соблюдение требований к дистанционным и твердым изоляционным материалам. Если гелевые материалы используются в качестве изоляции, необходимо оценить такие характеристики, как воспламеняемость, RTI, теплопроводность, сопротивление давлению и так далее.
3. Пример расчета расстояния
Как правило, расстояние через изоляцию для силовых преобразователей относится к расстоянию от первичной стороны до вторичной стороны. В качестве примера возьмем преобразователь переменного тока в постоянный, входное напряжение составляет 100–240 В переменного тока.
Согласно таблице 2, при уровне перенапряжения II основное переходное напряжение составляет 2500 Впик. В соответствии с таблицей 3 минимальный зазор для основной изоляции составляет 1,5 мм, зазор для усиленной изоляции должен достигать 3,0 мм. Информацию о пути утечки см. в Таблице 4. Минимальная длина пути утечки для основной изоляции составляет 2,5 мм, а для усиленной изоляции расстояние вдвое больше, чем для основной изоляции, поэтому ползучесть для усиленной изоляции должна достигать 5,0 мм.
|
Напряжение сети переменного тока a до включительно |
Переходное напряжение сети b В пиковое |
||||
| Вр.м.с. | Пиковое напряжение c | Категория перенапряжения | |||
| я | II | III | IV | ||
| 50 | 71 | 330 | 500 | 800 | 1500 |
| 100 д | 141 | 500 | 800 | 1500 | 2500 |
| 150 и | 210 | 800 | 1500 | 2500 | 4000 |
| 300 ф | 420 | 1500 | 2500 | 4000 | 6000 |
| 600 г | 840 | 2500 | 4000 | 6000 | 8000 |
|
a Для оборудования, предназначенного для подключения к трехфазной трехпроводной сети без нулевого провода, переменный ток сеть напряжение питания — линейное напряжение. b Переходное напряжение сети всегда является одним из значений в таблице. Интерполяция не допускается. c См. 5.4.2.5.1. d В Японии значение сетевых переходных напряжений для номинального переменного тока. сеть напряжение питания 100 В определяется из столбцов, применимых к номинальному переменному току. сеть напряжение питания 150 В. e Включая 120/208 В и 120/240 В. f Включая 120/400 В и 277/480 В. г Включая 400/690 В. |
|||||
| Требуемое выдерживаемое напряжение |
Основная изоляция или дополнительная изоляция мм |
Усиленная изоляция мм |
||||
|
В пиковое или пост. до включительно |
Степень загрязнения | Степень загрязнения | ||||
| 1 | 2 | 3 | 1 | 2 | 3 | |
| 330 | 0,01 | 0,2 | 0,8 | 0,04 | 0,6 | 1,5 |
| 400 | 0,02 | 0,07 | ||||
| 500 | 0,04 | 0,10 | ||||
| 600 | 0,06 | 0,14 | ||||
| 800 | 0,10 | 0,5 | ||||
| 1000 | 0,15 | 0,6 | ||||
| 1200 | 0,25 | 0,9 | ||||
| 1500 | 0,5 | 1,5 | ||||
| 2000 | 1,0 | 2,2 | ||||
| 2500 | 1,5 | 3,0 | ||||
| 3000 | 2,0 | 3,8 | ||||
| 4000 | 3,0 | 5,5 | ||||
| 5000 | 4,0 | 8,0 | ||||
|
Среднеквадратичное рабочее напряжение до включительно против |
Степень загрязнения | ||||||
| 1 | 2 | 3 | |||||
| Группа материалов | |||||||
| I, II, IIIa, IIIb | я | II | IIа, IIб | я | II |
IIIa, IIIb см. |
|
| 10 | 0,08 | 0,4 | 0,4 | 0,4 | 1,0 | 1,0 | 1,0 |
| 12,5 | 0,09 | 0,42 | 0,42 | 0,42 | 1,05 | 1,05 | 1,05 |
| 16 | 0,1 | 0,45 | 0,45 | 0,45 | 1,1 | 1,1 | 1,1 |
| 20 | 0,11 | 0,48 | 0,48 | 0,48 | 1,2 | 1,2 | 1,2 |
| 25 | 0,125 | 0,5 | 0,5 | 0,5 | 1,25 | 1,25 | 1,25 |
| 32 | 0,14 | 0,53 | 0,53 | 0,53 | 1,3 | 1,3 | 1,3 |
| 40 | 0,16 | 0,56 | 0,8 | 1,1 | 1,4 | 1,6 | 1,8 |
| 50 | 0,18 | 0,6 | 0,85 | 1,2 | 1,5 | 1,7 | 1,9 |
| 63 | 0,2 | 0,63 | 0,9 | 1,25 | 1,6 | 1,8 | 2,0 |
| 80 | 0,22 | 0,67 | 0,95 | 1,3 | 1,7 | 1,9 | 2,1 |
| 100 | 0,25 | 0,71 | 1,0 | 1,4 | 1,8 | 2,0 | 2,2 |
| 125 | 0,28 | 0,75 | 1,05 | 1,5 | 1,9 | 2. |
2,4 |
| 160 | 0,32 | 0,8 | 1,1 | 1,6 | 2,0 | 2,2 | 2,5 |
| 200 | 0,42 | 1,0 | 1,4 | 2,0 | 2,5 | 2,8 | 3,2 |
| 250 | 0,56 | 1,25 | 1,8 | 2,5 | 3,2 | 3,6 | 4,0 |
4. Измерение путей утечки и воздушных зазоров
Ниже приведены несколько примеров измерения зазоров и путей утечки. Значение X указано в IEC 62368-1 в зависимости от степени загрязнения, как показано на рис. 7. Следует отметить ширину канавки или зазора, если расстояние превышает X мм. Если ширина канавки меньше X мм, канавкой можно пренебречь. Если ширина канавки больше или равна X мм, путь утечки должен быть измерен по контуру канавки.
。
|
Степень загрязнения (см. 5.4.1.6) |
Х мм |
| 1 | 0,25 |
| 2 | 1,00 |
| 3 | 1,50 |
- Примечание
- Рассматриваемый путь включает параллельные или сходящиеся стороны канавок любой глубины и ширины менее X мм. Зазор и путь утечки измеряются непосредственно поперек канавки.
- Рассматриваемый путь включает параллельные или сходящиеся стороны канавок любой глубины и ширины, равных или превышающих X мм. Зазор представляет собой расстояние «линии прямой видимости», а путь утечки соответствует контуру канавки.
- Рассматриваемый путь включает V-образные канавки с внутренним углом менее 80° и шириной более X мм. Зазор — это расстояние «прямой видимости», а путь утечки следует по контуру канавки, но «замыкает» дно канавки звеном X мм.
- Рассматриваемый путь включает ребристые выступы, зазор представляет собой кратчайший воздушный путь над вершинами выступов, а путь утечки вдоль поверхности следует за ребристыми выступами.
- Рассматриваемый путь включает несклеенный шов шириной паза с одной стороны менее Х мм, а с другой равной или более Х мм. Расстояние зазора слева — это расстояние «линии прямой видимости», а путь утечки следует по контуру канавки. Расстояние просвета и путь утечки справа — это расстояние «прямой видимости».
5. Резюме
В электронных продуктах зазоры и пути утечки устанавливаются для защиты пользователей и предотвращения травм и материального ущерба. Следовательно, при проектировании силового преобразователя необходимо учитывать различные факторы, такие как окружающая среда и местонахождение изделия, и должны быть выполнены различные уровни требований. Следовательно, зазор и путь утечки должны учитываться при проектировании и соответствовать стандарту, чтобы по-настоящему защитить пользователей.
CTC уже 30 лет является профессиональным поставщиком высококачественных модулей питания (преобразователей переменного тока в постоянный и постоянного в постоянный) для критически важных приложений по всему миру. Наша основная компетенция заключается в разработке и поставке продуктов с передовыми технологиями, конкурентоспособными ценами, чрезвычайно гибкими сроками поставки, глобальным техническим обслуживанием и высококачественным производством (Сделано в Тайване).
CTC — единственная корпорация, сертифицированная по ISO-9001, IATF-16949, ISO22613 (IRIS) и ESD/ANSI-2020. Мы можем на 100% гарантировать, что не только продукт, но и наш рабочий процесс и сервис с самого начала соответствуют системе управления качеством для каждого высококлассного приложения. От проектирования до производства и технической поддержки каждая деталь работает в соответствии с самыми высокими стандартами.
Знакомство со стандартами утечки и зазора для печатных плат
Я впервые познакомился со стандартами утечки и зазора для печатных плат еще в колледже во время моей первой стажировки. Мне было поручено разработать схему искрового зажигания, которая должна была принимать 120 В и преобразовывать ее в 20 кВ для создания электрической искры между двумя электродами. Я был молод и еще даже не знал слов «утечка» или «зазор», поэтому, когда я подключил свою схему на макетной плате, входящая мощность проскочила через плату, и она взорвалась. Если вы хотите учиться на ошибках моей юности, вам нужно проектировать свои доски с учетом пути утечки и зазора. Эти два атрибута определяют расстояния между проводниками на высоковольтных платах. Требования к зазору и пути утечки регулируются несколькими стандартами, в том числе IEC 60601 и IPC 2221. Существует несколько методов проектирования, которые можно использовать для соблюдения этих стандартов и обеспечения безопасности схем и клиентов.
Что такое утечка и зазор?
Если вы в основном проектируете низковольтные цепи, скорее всего, вам не приходилось очень часто иметь дело с утечкой тока или зазором. Так что же такое утечка и зазор, и когда вы должны начать думать о них?
Зазор — Зазор — это кратчайшее расстояние в воздухе между двумя проводниками. Вы можете думать об этом как о расстоянии прямой видимости между двумя горными вершинами. Если бы у вас был реактивный ранец, как мне часто хотелось бы, вы могли бы лететь прямо на другую вершину по прямой.
Путь утечки — Путь утечки — это кратчайшее расстояние до другого проводника по поверхности изоляционного материала вашей печатной платы. На этот раз вам нужно пройти весь путь вниз по склону горы, через долину и подняться на другую гору, чтобы добраться до вершины, без реактивных ранцев.
Эти два определения становятся важными при разработке платы «высокого напряжения». Это означает, что если ваша плата использует более 30 В переменного тока или 60 В постоянного тока, вам нужно обратить внимание на расстояние. Если вы этого не сделаете, ваша печатная плата может оказаться такой же, как моя, сгоревшей и дымящейся. Это связано с тем, что при более высоких напряжениях проводники могут дуговать друг друга или другие компоненты, если они расположены слишком близко друг к другу. Все больше и больше разработчиков должны знать о пути утечки и зазоре, поскольку платы все чаще смешивают аналоговые и цифровые схемы с цепями высокого напряжения.
Каковы стандарты утечки и зазоров для печатных плат?
Для тех из нас, кто не хочет узнавать о важности пути утечки и зазора на собственном опыте, есть несколько стандартов, которые помогут нам. В первую очередь вам следует изучить IEC 60601 и IPC 2221. Эти два стандарта подробно описывают расстояние между проводниками для разных напряжений и сценариев.
Иногда могут быть серые области, где стандарты не говорят вам, как именно решить проблему или разместить ваши проводники. Несмотря на то, что правила DFM вашего CM обеспечат технологичность, вам следует протестировать свои платы, чтобы убедиться в соблюдении требований безопасности по пути утечки и зазору. Наиболее известной службой тестирования является Лаборатория андеррайтеров (UL), которая проверит ваши доски, придаст уверенности вашим клиентам и предоставит вам защиту от связанных с этим непредвиденных обстоятельств. В конце концов, для вас важно знать принципы проектирования для путей утечки и зазоров, чтобы вы могли убедиться, что ваша плата соответствует требованиям.
DFM для печатных плат HDI
Загрузить сейчас
Конструкция для утечки и зазора
Наиболее очевидным решением проблем утечки и зазора является перемещение компонентов или проводников дальше друг от друга. Эта стратегия больше не работает с уменьшением форм-факторов и растущей потребностью в печатных платах высокой плотности. Давайте рассмотрим некоторые конкретные стратегии как для утечки, так и для очистки, а также рассмотрим некоторые другие факторы, которые вам необходимо принять во внимание.
Зазор — При рассмотрении зазора вы должны помнить, что это кратчайшее расстояние в воздухе между проводниками или узлами. Одним из хороших решений часто является добавление изолирующего барьера между двумя рассматриваемыми точками. Если у вас двухсторонняя плата, один простой способ сделать это — расположить высоковольтные компоненты сверху, а низковольтные — снизу. Иногда высоковольтные проводники, находящиеся под одинаковым напряжением, не нуждаются в чрезмерном расстоянии друг от друга; однако их необходимо отделять от проводников низкого напряжения. Если это относится к вашей плате, то изоляция подложки печатной платы станет отличным барьером.
Путь утечки — Когда дело доходит до утечки, вы не всегда можете просто приклеивать предметы на противоположные стороны доски. Помните, что путь утечки — это расстояние между узлами вдоль поверхности изолятора. Возвращаясь к метафоре с горными вершинами, один из способов увеличить ползучесть — сделать долину между вершинами. Вы можете вырезать канавки или желоба в подложке печатной платы для увеличения пути утечки. Вы также можете иногда прорезать прорези на всем протяжении изолятора, чтобы увеличить расстояние. Это та же стратегия, которая используется для высоковольтных изоляторов на линиях электропередач, эти изоляторы имеют гребни по всей длине для увеличения пути утечки.
Материал — При работе с утечкой также имеет значение выбранный вами изоляционный материал. Это связано с тем, что когда напряжение создает токопроводящий путь вдоль поверхности изолятора, оно может разрушить поверхность изолятора, что приведет к более проводящему пути между компонентами. Характеристика, которая измеряет это, называется CTI (Comparative Tracking Index). Чем выше CTI материала, тем лучше он изолирует. Если вас беспокоит утечка тока, создающая токопроводящий путь на вашей плате, выберите материал с более высоким CTI.
Ограничивающая поверхность — утечка и зазор относятся к корпусу вашей печатной платы, а также к ее проводникам. Это означает, что когда вы работаете со своим инженером-механиком над проектированием корпуса, вам необходимо учитывать пути утечки и зазоры. Вы часто можете использовать те же стратегии, которые обсуждались ранее, чтобы справиться с этим требованием.
Мой начальник однажды сказал мне, что сжечь одну или две схемы не проблема, но когда я начинаю совершать три или более одинаковых ошибок, это становится проблемой.
Добавить комментарий