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PCB板设计、组装中这些绝缘爬电距离容易被忽视

嘉峪检测网        2024-03-12 18:02

1、案例问题
 
PCB线路板设计、装配中有哪些距离容易出错?
 
2、案例分析
 
笔者在工作中遇到一些PCB线路板距离不够的案例。
 
案例1
 
PCB板上L与N焊点之间距离过小
 
在某PCB板上L与N之间功能绝缘爬电距离不符合GB 4706.1-2005标准29.2.4条款要求,如图1所示。
 
图1  PCB板上L与N之间功能性绝缘爬电距离过小
 
(文中所有图源:实拍)
 
PCB板上L,N焊点较大(见图1),并且多股导线有部分超出了PCB铜箔焊盘,导致两“锡焊点”之间爬电距离比较小,根据工作电压220V、污染环境3和材料组别Ⅲa,确定最小爬电距离为3.2mm,实际测试距离为不足2mm,应判断是不满足要求,所以须短路该部分功能绝缘的情况下重做19章非正常试验(例如19.11.2),看试验结果才能最终判断产品是否合格:如果能通过19章非正常试验,则不需要考虑此部位距离;反之则应要考核此部位距离。
 
案例2
 
PCB板上FUSE保险管两引脚之间距离过小
 
 

 
图2  PCB板上FUSE两端铜箔之间功能性绝缘爬电距离过小
 
PCB板上FUSE两端(见图2),有误解认为不需要考核功能性绝缘爬电距离,因为FUSE是导通的,电压降为零。这是片面的认识,在正常工作时的确FUSE两端电压降为零,但是在FUSE熔断后,两端的电压降就是电源电压。如果距离太小,极端情况发生“重新接上”,相当于FUSE这个元件内部是断开,在外部又导通,失去保护作用。也有误解认为FUSE两端在线路板是基本绝缘绝缘,这是概念不清楚。笔者认为这一部位的绝缘与防触电保护没有关系,并不是“施加于带电部件对电击提供基本防护的绝缘”(基本绝缘),而是满足功能需要,不同电位部件之间的绝缘(功能性绝缘)。
 
虽然fuse保险失去作用,但还要确定其它部件有没起替代保护,所以要在短接保险的条件下重复19章的非正常工作试验,根据试验结果来判定。
 
类似的不合格案例如图3所示。
 
图3  PCB板上FUSE两端铜箔
 
值得指出,测量爬电距离时要考虑PCB焊盘面绿色的涂层,通过GB 4706.1-2005标准附录J试验区分不同的情况:
 
绿色涂层如果很“弱”,就当它没有;
 
绿色涂层效果一般(A类涂层),则微观环境污染等级为1级;
 
绿色涂层效果很好(B类涂层),则在涂层下不同导体之间的爬电距离不作要求。
 
另一点要指出,如果此部位短路(即FUSE不起作用),产品仍能通过19章所有的非正常试验,则不需要考虑此部位的爬电距离。
 
案例3
 
PCB板上不同极性的L与N之间功能性爬电距离受螺钉影响不满足标准要求
 

 
图4  L与N之间功能性爬电距离受螺钉影响
 
金属螺钉大大缩短了PCB板上L与N之间的功能性绝缘距离,原先L与N之间的距离较大,但是金属螺钉的“插入”,导体缩短了总的爬电距离。
 
希望制造商设计、装配PCB注意上述容易忽视的问题,为消费者提供安全的电器产品。
 
3、标准条款
 
GB 4706.1-2005《家用和类似用途电器的安全 第1部分:通用要求》标准
 
3.3.1   基本绝缘 basic insulation
 
施加于带电部件对电击提供基本防护的绝缘。
 
3.3.2附加绝缘 supplementary insulation
 
万一基本绝缘失效,为了对电击提供防护而施加的除基本绝缘以外的独立绝缘。
 
3.3.3双重绝缘 double insulation
 
由基本绝缘和附加绝缘构成的绝缘系统。
 
3.3.4加强绝缘 reinforced insulation
 
在本部分规定的条件下,提供等效于双重绝缘的防电击等级而施加于带电部件上的单一绝缘。
 
注:这并不意味该绝缘是个同质体,它也可以由几层组成,但它不像附加绝缘或基本绝缘那样能逐一地被进行试验。
 
3.3.5功能性绝缘 functional insulation
 
仅为器具的固有功能所需,而在不同电位的导电部件之间设置的绝缘。
 
29.2.4 功能性绝缘的爬电距离不应小于表18的规定值。但如该功能性绝缘被短路时器具仍符合第19章要求,爬电距离可减小。
 
 
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