摘要：电气间隙和爬电距离是电气防护的重要指标。IEC 62368-1： 2018《音频、 视频、 信息和通信技术设备第 1 部分： 安全要求》标准关于此项目的测试与判定与我国现行的GB 8898-2011《音频、 视频类似电子设备安全要求》 和 GB 4943.1-2011 《信息技术设备安全第1部分：通用要求》标准相关条款存在差异。本文通过对不同标准关于爬电距离和电气间隙测试的差异分析，希望能给产品的设计开发和检测提供一些参考。
关键词：爬电距离 电气间隙 分析
随着消费类电子产品的升级，音视频设备与信息技术设备的功能融合度加大，应用场景也日趋相似。单一的安全标准无法满足现有产品的测试需求。IEC TC108 技术委员会编制了IEC62368系列标准。欧盟宣布新标准 EN 62368- 1在 2020.12.20 日起强制取代EN 60950-1 和 EN 60065。我国现行的 GB 8898-2011 和 GB 4943.1-2011 标准是由 IEC 60065 和 IEC 60950-1 标准转化而来。爬电距离和电气间隙是电击防护的重要部分，我们应关注IEC 62368-1中相关条款与GB8898及GB4943的差异，以应对标准变化。
1电击能量源等级
IEC 62368-1 根据电击能量源的危险程度，将能量源分为3 个等级，ES1,ES2,ES3。[1]ES1 等级，可以不用加安全防护； ES2 或 ES3 的能量源，需要依据不同的接触人员使用不同的防护方式。而针对ES3 等级的能量源，对于普通人员要求基本防护加附加防护或加强防护，防护方式是满足加强绝缘或双重绝缘要求的防护外壳，或满足加强绝缘或双重绝缘的电气间隙和爬电距离，以及相应的耐压测试要求。[4]
2关于爬电距离和电气间隙的差异
（1）电气间隙的测试差异
IEC62368与GB8898及GB4943针对电气间隙的测试差异如表1所示。
影响因素不同：除去污染等级，材料类别等，GB8898和GB4943中的峰值工作电压决定了电气间隙限值。
IEC62368中影响电气间隙的因素有：可能进入设备中的瞬态电压；重复峰值电压；暂态过电压；设备内产生的频率。其中，暂态过电压是IEC 62368- 1中的新概念，是指振荡持续时间相对较长的电网电源过电压。设备内的频率也是在IEC 62368- 1中考虑的因素。而在GB8898和GB4943中未提及，测试中多是默认为基频不超过 30k Hz。
确定限值程序不同：GB8898和GB4943依据峰值工作电压查表获得电气间隙限值。而IEC62368中使用程序 1和程序 2来确定电气间隙中的较高值，或者应该保持按照程序 1中确定的值，增加抗电强度试验来确定电气间隙的充分性。
表1 不同标准中电气间隙的测试差异
电气间隙 | IEC 62368 | GB8898 | GB4943 |
影响因素 | 可能进入设备中的瞬态电压；重复峰值电压；暂态过电压；设备内产生的频率。 | 瞬态电压、峰值工作电压 | 过电压、进入设备中的瞬态电压、设备内部产生的峰值电压 |
限值确定 | 电气间隙的确定，应当使用以下两种程序中的最高值： 程序 1：使用峰值工作电压确定电气间隙程序2：根据使用要求的耐压来确定电气间隙。或者通过增加抗电强度试验来确定电气间隙的充分性， 此时应该保持按照程序 1 中确定的值； | 依据峰值工作电压，通过表8、表9来确定 | 通过表2J确定电网电源瞬态电压的适用值。依据峰值工作电压，通过表2L、2N来确定 |
海拔高度倍增系数 | 表16确定电气间隙和试验电压的倍增系数 | GB/T16935.1的表A.2给出的倍增系数 | GB/T16935.1的表A.2给出的倍增系数 |
（2）爬电距离的测试差异
关于爬电距离的限值计算，标准间的差异不大。GB8898和GB4943中的有效工作电压决定了爬电距离限值。而IEC62368中多了一个频率的要求，依据不同的频率选择依据表17或表18确定。
3实例分析
某样品工作电压为220V，频率50/60Hz，测得其电源变压器初级绕组A点与次级绕组B点之间的工作电压：263Vrms，710Vpk。假定其污染等级2，材料组别IIIb，
1）据GB4943-2011确定限值：
海拔2000m以下时，样品工作电压220V，表2J确定电源瞬态电压 2500V，据表2K查得B=2.0，R=4.0。测得AB间工作电压710Vpk，据表2L应用内插法求得加强绝缘的附加电气间隙值为0.8mm，加强绝缘的最小电气间隙值为4.8 mm。
测得AB间工作电压263 Vrms，依据表2N应用内插法加强绝缘的最小爬电距离为5.3 mm。
海拔5000m以下时，其加强绝缘的最小电气间隙值为4.8×1.48=7.1 mm。加强绝缘的最小爬电距离为7.1 mm。
2）据GB8898-2011确定限值：
海拔2000m以下时，样品工作电压220V，依据表8查得B=2.0，R=4.0。峰值工作电压710V，据表9应用内插法求得加强绝缘R的附加电气间隙值为0.8mm，加强绝缘的最小电气间隙值为4.8 mm。
测得AB间工作电压263 Vrms，据表11应用内插法可得加强绝缘的最小爬电距离为5.3 mm。
海拔5000m以下时，其加强绝缘的最小电气间隙值为7.1 mm，加强绝缘的最小爬电距离为7.1 mm。
3）依据IEC62368确定限值
①程序 1：根据设备的峰值工作电压确定电气间隙
其中工作电压峰值为710Vpk，重复性峰值电压311V，暂态电压2000Vpk，最大电压为：2000Vpk；查表 10获得电气间隙：B= 1.27，R=2.54。
②程序 2：根据设备要求的耐压确定电气间隙
查表 12，耐压为 2500V。据表 14，B= 1.5，R=3.0。。
取①与②中的较大值，所以电气间隙限值确定为B= 1.5，R=3.0。
或者按程序 1取限值，增加抗电强度试验来验证电气间隙的充分性。据表15，以直流电压进行电气强度试验为例，其中加强绝缘承受耐压为 2.96×1.6=4.672k Vdc。
测得AB间工作电压263 Vrms，据表17应用内插法可得加强绝缘最小爬电距离为2.63×2=5.3 mm。
海拔5000m以下，据表 16，加强绝缘电气间隙限值应为： 3.0×1.48=4.5mm；或者限值为 2.54×1.48=3.8mm，但须承受3.62×1.6=5.8k Vdc 的耐压测试。
测得AB间工作电压263 Vrms，据表17应用内插法可得加强绝缘的最小爬电距离为2.63×2=5.3 mm。
针对样品，依据不同的标准确定的爬电距离和电气间隙的限值如表2所示：
表2 不同标准计算出来的爬电距离和电气间隙限值
海拔高度 | 绝缘类型 | 电气间隙限值（mm） | 爬电距离限值（mm） |
| IEC62368 | GB8898 | GB4943 | IEC62368 | GB8898 | GB4943 |
2000m以下 | 加强绝缘 | 3. 0；2.54（增加耐压测试2.92k Vdc） | 4. 8 | 4. 8 | 5. 3 | 5. 3 | 5. 3 |
5000米以下 | 加强绝缘 | 4. 5；3.8（增加耐压测试5.8k Vdc） | 7. 1 | 7. 1 | 5. 3 | 7. 1 | 7. 1 |
4结论
IEC 62368- 1 标准中电气间隙限值的确定有较大变化，爬电距离的要求基本不变。电气间隙要求放宽。设计人员可以选择适用较大的电气间隙限值，或者适用较小的电气间隙限值而增加进行相应的耐压测试。
参考文献
[1] Audio/video， information and communication technology equipment -Part 1： Safety requirements： IEC62368-1： 2018 [S] .
[2]GB 4943.1-2011 信息技术设备 安全 第1部分：通用要求.
[3]GB 8898-2011音频、视频及类似电子设备 安全要求.
[4]董志菊.IEC 62368- 1 安全理念分析[J].安全与电磁兼容,2016,(2):15- 17.
