2024年3月10日发(作者：芮盼晴)
■技术创新・日用电器
低压电器绝缘结构设计中爬电距离和电气间隙值的确定
梁晓宇
（常州市产品质量监督检验所 常州 ２１３００１）
摘要：本文介绍了爬电距离和电气问隙的概念、影响爬电距离和电气问隙的因素和两者在电气安全设计领域的
重要性和应用，并详细阐述了低压电器产品设计有关标准中爬电距离和电气问隙限值的确定方法以及测量计算
等。
关键词：爬电距离；电气间隙；测量
Ａｂｓｔａｃｔ：ＴｈｉＳ ｐａｐｅｒ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ｔｈｅ ｃｏｎｃｅｐｔ ｏｆ ｃｒｅｅｐａｇｅ ｄｉｓｔａｎｃｅ ａｎｄ ｃｌｅａｒａｎｃｅ，ｔｈｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ
ｆａｃｔｏｒｓ，ｔｈｅ ｉｍｐｏｒｔａｎｃｅ ａｎｄ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅｍ ｉｎ ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ｓａｆｅｔｙ ｄｅｓｉｇｎ ｆｉｅｌｄ，ｅｘｐｏｕｎｄｓ
ｔｈｅ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｄｅｔｅｒｍｉｎｉｎｇ ｃｒｅｅｐａｇｅ ｄｉｓｔａｎｃｅ ａｎｄ ｃｌｅａｒａｎｃｅ １ｉｍｉｔｓ ｉｎ ｓｔａｎｄａｒｄｓ ｆｏｒ ｌｏｗ—ｖｏｌｔａｇｅ
ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ｐｒｏｄｕｃｔ ｄｅｓｉｇｎ，ａｎｄ ｔｈｅ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ａｎｄ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｃｒｅｅｐａｇｅ ａｎｄ ｃｌｅａｒａｎｃｅ，ｅｔｃ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｃｒｅｅｐａｇｅ ｄｉｓｔａｎｃｅ；ｃｌｅａｒａｎｃｅ；ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ
１爬电距离和电气间隙的概念
在低压电器设计中通常都会提及“爬电距离和电气
间隙”概念，国标ＧＢ／Ｔ １６９３５．１—２００８《低压系统内设备
的绝缘配合第１部分：原理、要求和试验》中指出：“爬
电距离”是“两导体之间，或一个导体与易触及表面之
间沿绝缘材料表面的最短路径距离”，“电气间隙”是“两
导电部件之间，或一个导电部件与易触及表面之间的最
短空间距离”，爬电距离和电气间隙必须保持一定大小，
标准文献中，爬电距离和电气间隙所考虑的绝缘绝缘介
质均以空气介质作为研究基础，因为空气介质的额定电
气强度比较低，当导体问有多种绝缘介质时，一般由其
中额定电气强度最弱的绝缘材料来决定其导通电压和距
离，爬电距离和电气间隙以空气介质来设计有利于提高
电气结构的安全性。另外电气爬电距离和电气间隙的耐
受电气强度还与导体间电压的高低、海拔高度、电场
（均匀、非均匀）等因素有关，这些因素在标准ＧＢ／Ｔ
１６９３５．１—２００８、ＩＥＣ ６０６６４—１：２００７中都有指出，因此在电
否则当导体问电压超过一定的限值（称之为“额定电气
强度”），导体间就可能导通，导致绝缘失效，从而产
生电气短路或易触及表面带电的危险。所以低压电器绝
缘结构设计中必须充分考虑这个不易发生电气击穿的安
全距离。
器和机电产品结构设计中必须考虑爬电距离和电气间隙
所能承受的有效耐受电压、再现峰值耐受电压、冲击耐
受电压等，ＧＢ／Ｔ １６９３５．１－２００８中表Ａ．１给出了海拔２０００
米处的电气间隙耐受电压试验数据，由此可以看出，同
一
海拔，空气的绝缘性能与空气间隙大小成一定的比例
２影响爬电距离、电气间隙的因素
一
关系，如间隙为０．Ｏ０１ｍｍ的空气介质，在非均匀电场中
的有效耐受电压为Ｏ．０２８ｋＶ，峰值耐受电压为０．０４０ｋＶ，
冲击耐受电压为０．０４０ｋＶ ＇２］ｏ国外一些学者对空气介质
般来说，爬电距离和电气间隙的大小必须考虑到
绝缘材料、污染等级、导体问电压等，很多国内外电气
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中电气间隙与峰值电压的关系做了一定研究，并得ｍ如
图１的曲线关系（ＧＢ／Ｔ １６９３５．１－２００８中图Ａ．１） Ｉ，图中
横坐标与纵坐标均为对数坐标轴，由图可知电气间隙与
峰值电压成一定线性关系，其中每段曲线都存在如下数
学关系：ａｌｇ（ｘ一０．００１）＋ｂ＝｜ｇ（ｙ一０．０１），其中ａ、ｈ为直线方
程上的常数，可以通过直线上２点（ｘ１，ｙ１）、（ｘ２，ｖ２１
求得，ｘ表示电气间隙值，ｖ表示对应的峰值耐受电压，
由ＧＢ／Ｔ １６９３５．１－２００８中表Ａ．１实验数据和上面方程式可
以求得图ｌ中曲线ｌ第一段直线的数学表达式：
ｙ＝０．０４，ｘ＝０．００１ （１）
０．７２５４６１ｇ（ｘ－０．００１）＋０．９８８５１＝ｌｇ（ｙ－０．０１１．０．００１＜Ｘ≤
０．０１ （２）
式（２）中方程中ａ为０．７２５４６，ｂ为０．９８８５ｌ，其它
段直线以此类推。南图１可知，当电气间隙（Ｘ）所承受
的峰值电压值高于对数方程中所对应电压值（ｙ）时，带
电导体之间或与可触及表面之间的电气间隙就会被击穿，
图１中每段曲线卜部可看做击穿区，下部为非击穿区，
冈１中试验数据和此对数坐标曲线中的各点相互对应，
反映 特定海拔和特定介质下电气间隙与峰值耐受电压
的函数关系。另外，有些固体绝缘材料的绝缘耐受特性
随电场强度、热、潮湿等的不利因素影响会不断下降，
比如绝缘材料长时间发热会造成绝缘性能的下降，潮湿
环境导致爬电距离和电气间隙失效等。当爬电距离和电
气间隙在一定环境条件下失效时，也就是说爬电距离和
电气问隙在此种环境下达不到应有的绝缘等级，带电部
件之间或者带电部件与可触及表面间空气介质将会被击
穿然后导通，从而影响电器安全。由此可见，电器和机
电产品结构设计中，必须重视爬电距离和电气间隙的设
计值，既要考虑正常使用情况，也要考虑电器产品在长
期使用或特定环境中使用后爬电距离和电气是否会减小
到低于标准规定的值，比如灰尘或其他微粒的积累会引
起印制线路板上的漏电起痕乃至电气导通。大气中的固
体颗粒，尘埃和水的凝结能够减小爬电距离和电气间隙，
当绝缘表面污染到一定程度（污染等级），带电部件之
间的漏电流较大时，还会形成闪络放电，如果长时间作用，
４８ ２０１３年Ｏ３月 日用电器
绝缘性能会大大降低，最终形成带电通道（漏电痕迹）
３有关电气标准中爬电距离和电气间隙限值的
确定方法
那么，下面着重介绍一下在电器设计中爬电距离和
电气间隙值如何确定，以及设计者在确定限值过程中必
须要关注的问题。以家电标准ＧＢ ４７０６．１—２００５为例，电
器设计中爬电距离和电气间隙值的确定主要步骤如下。
３．１电气间隙值的确定
以ＧＢ ４７０６．１—２００５产品为例，对电气问隙的确定，
标准给出了表１５和表１６，首先必须明确用电器具的额
定过电压类别（Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩ、ＩＶ级），额定过电压是指：
根据器具的额定电压和过电压类别而确定的电压，用来
表明器具绝缘耐受瞬态过电压的规定承受能力。对于用
电器具的额定过电压类别，ＧＢ／Ｔ １６９３５．１—２００８中作了具
体界定：Ⅳ类适用范围是使用在配电装置电源端的设备，
如电表和前级过电流保护设备；ＩｌＩ类适用范嗣是吲定式
配电装置中的设备，以及设备的町靠性和适用性必需符
合特殊要求者，如安装在固定式配电装置中的开关电器
和永久连接至固定式配电装置的Ｔ业用设备；ＩＩ类适用
００１ Ｏ Ｏｌ ０ Ｉ ｌ １０ ｌｏ０
Ｅ＾，ｍ————一
１情况Ｂ｜Ｄ１．５／５０和Ｏｓ０／６０ Ｈｚ
２情况Ａ。Ｄｌ ２，５ｏ
３情况Ａｌ出０／６Ｏ Ｈｚ
图１在高于海拔２０００米处电气间隙和峰值耐受电压
范围是由固定式配电装置供电的耗能设备，如器具、可
移动式工具及其他家用和类似用途负载；Ｉ类适用范围是
连接至具有限制瞬时过电压至相当低水平措施的电路的
设备，如保护电子线路。设计者可由ＧＢ ４７０６．１－２００５中
表ｌ５，依据器具额定工作电压和过电压类别确定其额定
脉冲电压值，由器具额定脉冲电压值可以在ＧＢ ４７０６．１—
２００５中表１６确定相应的最小电气间隙。如对过电压ＩＩ
类的器具（如家用风扇、电动工具等）额定电压一般为
表１５中“＞１５０且≤３００Ｖ”栏，得此类器具额定脉冲电
压为“２５００Ｖ”，从ＧＢ ４７０６．１－２００５中表ｌ６得该类器具
在空气介质中最小电气间隙值为“１．５ｍｍ”。需要特别
指出的是，最小电气间隙值如ＧＢ４７０６．１－２００５中表１６所
示右上角带注ｃ的数值，当器具污染等级为３级时，必
须将最小电气间隙值增加到０．８ｍｍ。
３．２爬电距离值的确定
ＧＢ ４７０６．１－２００５中对于爬电距离的确定，给出了基
本绝缘爬电距离最小值，用电器具设计者必须在考虑器
具工作电压的同时，考虑连接带电部件或者带电部件与
可触及部件间的材料组和器具本身的污染等级，关于材
料组的分类主要依据其相对漏电起痕指数（ＣＴＩ）值来确
定：如材料组Ｉ的ＣＴＩ值大于等于６００；材料组ＩＩ的ＣＴＩ
值大于等于４００小于６００。ＣＴＩ值越高，说明材料绝缘性
能越好，ＣＴＩ指数一般是通过耐漏电起痕试验（ Ｉ试验）
得出，标准ＩＥＣ ６０１１２中有详细阐述，通常采用在漏电
起痕试验仪电极间滴人一定浓度（家电类产品一般采用
质量百分比浓度为（０．１±０．００２％））的ＮＨ Ｃ１ 溶液来测试，
该试验能反映出各种绝缘材料在含水污物滴入到绝缘材
料表面引起电解传导的水平，耐漏电起痕试验（ＰＴＩ试验）
能够对材料绝缘性能给出定量的比较。而污染等级分为
４级（１－４级）：如１级为没有污染或仅发生干燥的、非
导电性的污染。污染不会产生影响；２级为除了可预见
的冷凝所引起的短时偶然的污染外，仅发生非导电性污
染）。污染等级越高，说明器具使用环境越恶劣，需要
的最小爬电距离也必须相应增加才能保证器具带电部件
间或带电部件与可触及部件问绝缘良好。由以上材料组
■技术创新・日用电器
和器具本身的污染等级可以通过ＧＢ ４７０６．１—２００５中表ｌ７
查得基本绝缘最小爬电距离规定值，从表ｌ７中可以看出，
随着污染等级增加以及材料组ＣＴＩ值的下降，需要的最
小爬电距离相应增大，同时，随器具１二作电压增加，相
应的最小爬电距离要求也随之增加。一般情况下，标准
要求最小爬电距离不应小于其最小电气间隙值，但这里
需要特别指出的是：１）对于漆包线绕组，如果其电气间
隙足以承受正常使用期间出现的过电压，并考虑了额定
脉冲电压，则其爬电距离不必大于ＧＢ ４７０６．１—２００５中规
定的最小电气间隙值；２）对于一些不会发生漏电起痕的
无机绝缘材料（如玻璃、陶瓷等），则爬电距离也不必
大于相应的电气间隙值。另外，在用电器具设计时必须
考虑到其实际工作电压有可能高于其额定电压的情况，
如，隔离变压器除了次级电路以外的电路等，必须依据
器具实际工作电压范围来设计其最小爬电距离值 】。
４爬电距离值和电气间隙值的测量方法及典型
实例
以上介绍了爬电距离和电气间隙的限值确定方法，
下面着重介绍一下爬电距离和电气间隙的测量方法，本
文用图例具体分析一些器具电气结构中常见的爬电路径
和电气间隙。
就目前而言，对平面结构，爬电距离和电气间隙一
般采用直接测量、近似测量等方法，测量工具一般为专
用测试规、游标卡尺、塞尺等，如果电气结构中存在多
个平面（剖面存在拐点），则要采用细铜丝等对凹槽、
曲面进行拟合，求出近似路径长度。对于电器结构中最
常见的爬电距离和电气间隙形式是直线、折线，以下举
例多为此种情形。
对于各图例中沟槽宽度ｘ，标准ＧＢ／Ｔ １６９３５．１－２００８
中作了规定，如表１所示，我们可以把ｘ值看成是爬电
表１
污染等级 尺寸Ｘ的最小值（ｍｉｉｌ）
１级 ０．２５
２级 １．Ｏ
３级 １．５
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距离是否沿沟槽轮廓测量的临界值，也就是说，当ｘ大
于或等于表１中值时，爬电距离必须沿沟槽轮廓测量，
当ｘ小于表１中值时，爬电距离可以以直线最短距离直
接跨过沟槽测量。而电气间隙测量，以空气介质为例，
就是以带电部件间或带电部件与可触及金属部件间跨越
障碍的最短空气途径。以下图例中，爬电距离路径用
“
——
３）所有测量均是在运动部件处于最不利位置时进行。
具体测量方法见图２，爬电距离用ｄ１表示，电气间
隙用ｄ２表示：
图中阴影部分为绝缘材料，Ａ、Ｆ处为带电部件或
可触及金属部件，Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ为测量中直线
段各结点。例１中绝缘沟槽顶部宽度值大于等于对应
污染等级规定的ｘ的最小值（见表１），则按测量原 ”表示，电气间隙路径用“一一一”表示 。
ＧＢ／Ｔ １６９３５．１—２００８中对于近似测量爬电距离和电气
间隙还给出了一些测量原则 Ｊ：
则２）中所述，爬电距离必须沿沟槽轮廓测量，见冈中
“
——
”部分，电气间隙则导电部件问空气最短路径，
１）对于凹槽可以假设由长度为ｘ的绝缘接线在最不
利的位置桥接；
见图中“………”部分，具体计算就是：爬电距离
ｄ１＝ＡＢ＋ＢＣ＋ＣＤ＋ＤＥ＋ＥＦ，电气间隙ｄ２＝ＡＢ＋ＢＥ＋ＥＩ￣、。
冈３与图２中相比，绝缘沟槽顶部宽度值小于对应
污染等级规定的ｘ的最小值（见表１），则爬电距离可
２）当跨越凹槽顶部距离等于或大于ｘ值，则必须沿
『Ｌｒ１槽轮廓测量爬电距离；
图２
图３
图４
Ｄ
Ｄ
图５
５０ ２０１３年Ｏ３月 日用电器
平行于凹槽顶部而直接跨越凹槽，此时凹槽深度可以
不考虑，则爬电距离ｄｌ＝ＡＢ＋ＢＣ＋ＣＤ，电气间隙ｄ２＝
ＡＢ＋ＢＣ＋ＣＤ，同时可以看出此时ｄｌ＝ｄ２。
图４中螺钉与凹槽侧壁间距离大于或等于对应污
染等级规定的ｘ的最小值（见表１），则爬电距离必
须考虑螺钉和侧壁的间隙以及侧壁高度，爬电距离
ｄｌ＝ＡＢ＋ＢＣ＋ＣＤ．
电气间隙则为螺钉头圆角切点至拐角Ｃ点处的直
线距离与凹槽外Ｃ、Ｄ点之间的直线距离，电气间隙
ｄ２＝ＡＣ＋ＣＤ。
图５中螺钉头与凹槽侧壁距离小于等于对应污
染等级规定的Ｘ的最小值（见表１），则爬电距离
可假设用长度为Ｘ的绝缘线桥接，与侧壁桥接处设
为Ｂ点，则爬电距离直接从桥接处计算，爬电距离
ｄｌ＝ＡＢ＋ＢＣ＋ＣＤ，电气间隙同例３，ｄ２＝ＡＣ＋ＣＤ。
图６中电气间隙同样为“视线”距离，ｄ２＝
图６
图７
ｃ’是导电浮动部件
图８
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ＡＢ＋ＢＧ＋ＧＨ，而爬电距离必须考虑对应污染等级下
ｘ值，可假设用一长度等于ｘ的绝缘线桥接“ｖ”
形槽底部，则爬电轨迹按桥接的直线距离计算，
ｄＩ＝ＡＢ＋ＣＤ＋ＤＥ＋ＥＦ＋ＦＨ（注：桥接线ＤＥ＝Ｘ）。
图７中爬电距离必须考虑凸起的绝缘筋，爬电距离
必须通过筋的轮廓，即ｄｌ＝ＡＢ＋ＢＣ＋ＣＤ＋ＤＥ＋ＥＦ，电气
间隙则为通过筋顶的最短空气途径，ｄ２＝ＡＣ＋ＣＤ＋ＤＦ。
图８中Ｃ’为导体Ａ和Ｂ之间的导电浮动部件，则
测量Ａ和Ｂ间爬电距离和电气间隙时均不考虑导电部
件Ｃ’的尺寸，此时，爬电距离ｄ１和电气间隙ｄ２均为
ｄ＋Ｄ。
以上是电器产品中一些爬电距离和电气间隙的典型
结构，在设计时尤其要考虑到绝缘的结构形式和临界值
ｘ，在电器结构中往往是若干种以上典型结构的综合，
低压电器绝缘结构设计必须具体情况具体分析，要综合
考虑器具使用环境（污染等级）、额定工作电压、绝缘
材料特性，介质特性等，做到器具内部结构合理布局，
从而使爬电距离和电气间隙设计更加合理，发挥低压电
器中绝缘结构的最佳绝缘效果。
参考文献
【１】ＧＢｆｒ １６９３５．１—２００８。低压系统内设备的绝缘配合第１部分：尿理、要
求和试验【ｓ】．
Ｉ２】ＩＥＣ ６０６６４．－１：２００７，低压系统内设备的绝缘配台第１部分：原理、要
求和试验Ｉｓ］．
【３】Ｐ．Ｈｏｒｔｈｅｒ，Ｋｅｎ￣ｏＨａｌ。ＬＪＭｕｌｌｅｒ．大气中各气压下对微米级气隙的电
击穿实验【Ｍ】．２００１，１：３３３－３３８
Ｉ４】ＧＢ ４７０６．Ｉ一２００５，家用和类似用途电器的安全通用要求第一部分：通
用要求【ｓ】．
【５】ＧＢ Ｉ２３５０－２００９，小功率电动机的安全要求［ｓ】．
Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ａｐｐｌｉａｎｃｅｓ
2024年3月10日发(作者：芮盼晴)
■技术创新・日用电器
低压电器绝缘结构设计中爬电距离和电气间隙值的确定
梁晓宇
（常州市产品质量监督检验所 常州 ２１３００１）
摘要：本文介绍了爬电距离和电气问隙的概念、影响爬电距离和电气问隙的因素和两者在电气安全设计领域的
重要性和应用，并详细阐述了低压电器产品设计有关标准中爬电距离和电气问隙限值的确定方法以及测量计算
等。
关键词：爬电距离；电气间隙；测量
Ａｂｓｔａｃｔ：ＴｈｉＳ ｐａｐｅｒ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ｔｈｅ ｃｏｎｃｅｐｔ ｏｆ ｃｒｅｅｐａｇｅ ｄｉｓｔａｎｃｅ ａｎｄ ｃｌｅａｒａｎｃｅ，ｔｈｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ
ｆａｃｔｏｒｓ，ｔｈｅ ｉｍｐｏｒｔａｎｃｅ ａｎｄ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅｍ ｉｎ ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ｓａｆｅｔｙ ｄｅｓｉｇｎ ｆｉｅｌｄ，ｅｘｐｏｕｎｄｓ
ｔｈｅ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｄｅｔｅｒｍｉｎｉｎｇ ｃｒｅｅｐａｇｅ ｄｉｓｔａｎｃｅ ａｎｄ ｃｌｅａｒａｎｃｅ １ｉｍｉｔｓ ｉｎ ｓｔａｎｄａｒｄｓ ｆｏｒ ｌｏｗ—ｖｏｌｔａｇｅ
ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ｐｒｏｄｕｃｔ ｄｅｓｉｇｎ，ａｎｄ ｔｈｅ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ａｎｄ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｃｒｅｅｐａｇｅ ａｎｄ ｃｌｅａｒａｎｃｅ，ｅｔｃ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｃｒｅｅｐａｇｅ ｄｉｓｔａｎｃｅ；ｃｌｅａｒａｎｃｅ；ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ
１爬电距离和电气间隙的概念
在低压电器设计中通常都会提及“爬电距离和电气
间隙”概念，国标ＧＢ／Ｔ １６９３５．１—２００８《低压系统内设备
的绝缘配合第１部分：原理、要求和试验》中指出：“爬
电距离”是“两导体之间，或一个导体与易触及表面之
间沿绝缘材料表面的最短路径距离”，“电气间隙”是“两
导电部件之间，或一个导电部件与易触及表面之间的最
短空间距离”，爬电距离和电气间隙必须保持一定大小，
标准文献中，爬电距离和电气间隙所考虑的绝缘绝缘介
质均以空气介质作为研究基础，因为空气介质的额定电
气强度比较低，当导体问有多种绝缘介质时，一般由其
中额定电气强度最弱的绝缘材料来决定其导通电压和距
离，爬电距离和电气间隙以空气介质来设计有利于提高
电气结构的安全性。另外电气爬电距离和电气间隙的耐
受电气强度还与导体间电压的高低、海拔高度、电场
（均匀、非均匀）等因素有关，这些因素在标准ＧＢ／Ｔ
１６９３５．１—２００８、ＩＥＣ ６０６６４—１：２００７中都有指出，因此在电
否则当导体问电压超过一定的限值（称之为“额定电气
强度”），导体间就可能导通，导致绝缘失效，从而产
生电气短路或易触及表面带电的危险。所以低压电器绝
缘结构设计中必须充分考虑这个不易发生电气击穿的安
全距离。
器和机电产品结构设计中必须考虑爬电距离和电气间隙
所能承受的有效耐受电压、再现峰值耐受电压、冲击耐
受电压等，ＧＢ／Ｔ １６９３５．１－２００８中表Ａ．１给出了海拔２０００
米处的电气间隙耐受电压试验数据，由此可以看出，同
一
海拔，空气的绝缘性能与空气间隙大小成一定的比例
２影响爬电距离、电气间隙的因素
一
关系，如间隙为０．Ｏ０１ｍｍ的空气介质，在非均匀电场中
的有效耐受电压为Ｏ．０２８ｋＶ，峰值耐受电压为０．０４０ｋＶ，
冲击耐受电压为０．０４０ｋＶ ＇２］ｏ国外一些学者对空气介质
般来说，爬电距离和电气间隙的大小必须考虑到
绝缘材料、污染等级、导体问电压等，很多国内外电气
Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ａｐｐｌｉａｎｃｅｓ
技术创新・Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｎｄ Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ
中电气间隙与峰值电压的关系做了一定研究，并得ｍ如
图１的曲线关系（ＧＢ／Ｔ １６９３５．１－２００８中图Ａ．１） Ｉ，图中
横坐标与纵坐标均为对数坐标轴，由图可知电气间隙与
峰值电压成一定线性关系，其中每段曲线都存在如下数
学关系：ａｌｇ（ｘ一０．００１）＋ｂ＝｜ｇ（ｙ一０．０１），其中ａ、ｈ为直线方
程上的常数，可以通过直线上２点（ｘ１，ｙ１）、（ｘ２，ｖ２１
求得，ｘ表示电气间隙值，ｖ表示对应的峰值耐受电压，
由ＧＢ／Ｔ １６９３５．１－２００８中表Ａ．１实验数据和上面方程式可
以求得图ｌ中曲线ｌ第一段直线的数学表达式：
ｙ＝０．０４，ｘ＝０．００１ （１）
０．７２５４６１ｇ（ｘ－０．００１）＋０．９８８５１＝ｌｇ（ｙ－０．０１１．０．００１＜Ｘ≤
０．０１ （２）
式（２）中方程中ａ为０．７２５４６，ｂ为０．９８８５ｌ，其它
段直线以此类推。南图１可知，当电气间隙（Ｘ）所承受
的峰值电压值高于对数方程中所对应电压值（ｙ）时，带
电导体之间或与可触及表面之间的电气间隙就会被击穿，
图１中每段曲线卜部可看做击穿区，下部为非击穿区，
冈１中试验数据和此对数坐标曲线中的各点相互对应，
反映 特定海拔和特定介质下电气间隙与峰值耐受电压
的函数关系。另外，有些固体绝缘材料的绝缘耐受特性
随电场强度、热、潮湿等的不利因素影响会不断下降，
比如绝缘材料长时间发热会造成绝缘性能的下降，潮湿
环境导致爬电距离和电气间隙失效等。当爬电距离和电
气间隙在一定环境条件下失效时，也就是说爬电距离和
电气问隙在此种环境下达不到应有的绝缘等级，带电部
件之间或者带电部件与可触及表面间空气介质将会被击
穿然后导通，从而影响电器安全。由此可见，电器和机
电产品结构设计中，必须重视爬电距离和电气间隙的设
计值，既要考虑正常使用情况，也要考虑电器产品在长
期使用或特定环境中使用后爬电距离和电气是否会减小
到低于标准规定的值，比如灰尘或其他微粒的积累会引
起印制线路板上的漏电起痕乃至电气导通。大气中的固
体颗粒，尘埃和水的凝结能够减小爬电距离和电气间隙，
当绝缘表面污染到一定程度（污染等级），带电部件之
间的漏电流较大时，还会形成闪络放电，如果长时间作用，
４８ ２０１３年Ｏ３月 日用电器
绝缘性能会大大降低，最终形成带电通道（漏电痕迹）
３有关电气标准中爬电距离和电气间隙限值的
确定方法
那么，下面着重介绍一下在电器设计中爬电距离和
电气间隙值如何确定，以及设计者在确定限值过程中必
须要关注的问题。以家电标准ＧＢ ４７０６．１—２００５为例，电
器设计中爬电距离和电气间隙值的确定主要步骤如下。
３．１电气间隙值的确定
以ＧＢ ４７０６．１—２００５产品为例，对电气问隙的确定，
标准给出了表１５和表１６，首先必须明确用电器具的额
定过电压类别（Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩ、ＩＶ级），额定过电压是指：
根据器具的额定电压和过电压类别而确定的电压，用来
表明器具绝缘耐受瞬态过电压的规定承受能力。对于用
电器具的额定过电压类别，ＧＢ／Ｔ １６９３５．１—２００８中作了具
体界定：Ⅳ类适用范围是使用在配电装置电源端的设备，
如电表和前级过电流保护设备；ＩｌＩ类适用范嗣是吲定式
配电装置中的设备，以及设备的町靠性和适用性必需符
合特殊要求者，如安装在固定式配电装置中的开关电器
和永久连接至固定式配电装置的Ｔ业用设备；ＩＩ类适用
００１ Ｏ Ｏｌ ０ Ｉ ｌ １０ ｌｏ０
Ｅ＾，ｍ————一
１情况Ｂ｜Ｄ１．５／５０和Ｏｓ０／６０ Ｈｚ
２情况Ａ。Ｄｌ ２，５ｏ
３情况Ａｌ出０／６Ｏ Ｈｚ
图１在高于海拔２０００米处电气间隙和峰值耐受电压
范围是由固定式配电装置供电的耗能设备，如器具、可
移动式工具及其他家用和类似用途负载；Ｉ类适用范围是
连接至具有限制瞬时过电压至相当低水平措施的电路的
设备，如保护电子线路。设计者可由ＧＢ ４７０６．１－２００５中
表ｌ５，依据器具额定工作电压和过电压类别确定其额定
脉冲电压值，由器具额定脉冲电压值可以在ＧＢ ４７０６．１—
２００５中表１６确定相应的最小电气间隙。如对过电压ＩＩ
类的器具（如家用风扇、电动工具等）额定电压一般为
表１５中“＞１５０且≤３００Ｖ”栏，得此类器具额定脉冲电
压为“２５００Ｖ”，从ＧＢ ４７０６．１－２００５中表ｌ６得该类器具
在空气介质中最小电气间隙值为“１．５ｍｍ”。需要特别
指出的是，最小电气间隙值如ＧＢ４７０６．１－２００５中表１６所
示右上角带注ｃ的数值，当器具污染等级为３级时，必
须将最小电气间隙值增加到０．８ｍｍ。
３．２爬电距离值的确定
ＧＢ ４７０６．１－２００５中对于爬电距离的确定，给出了基
本绝缘爬电距离最小值，用电器具设计者必须在考虑器
具工作电压的同时，考虑连接带电部件或者带电部件与
可触及部件间的材料组和器具本身的污染等级，关于材
料组的分类主要依据其相对漏电起痕指数（ＣＴＩ）值来确
定：如材料组Ｉ的ＣＴＩ值大于等于６００；材料组ＩＩ的ＣＴＩ
值大于等于４００小于６００。ＣＴＩ值越高，说明材料绝缘性
能越好，ＣＴＩ指数一般是通过耐漏电起痕试验（ Ｉ试验）
得出，标准ＩＥＣ ６０１１２中有详细阐述，通常采用在漏电
起痕试验仪电极间滴人一定浓度（家电类产品一般采用
质量百分比浓度为（０．１±０．００２％））的ＮＨ Ｃ１ 溶液来测试，
该试验能反映出各种绝缘材料在含水污物滴入到绝缘材
料表面引起电解传导的水平，耐漏电起痕试验（ＰＴＩ试验）
能够对材料绝缘性能给出定量的比较。而污染等级分为
４级（１－４级）：如１级为没有污染或仅发生干燥的、非
导电性的污染。污染不会产生影响；２级为除了可预见
的冷凝所引起的短时偶然的污染外，仅发生非导电性污
染）。污染等级越高，说明器具使用环境越恶劣，需要
的最小爬电距离也必须相应增加才能保证器具带电部件
间或带电部件与可触及部件问绝缘良好。由以上材料组
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和器具本身的污染等级可以通过ＧＢ ４７０６．１—２００５中表ｌ７
查得基本绝缘最小爬电距离规定值，从表ｌ７中可以看出，
随着污染等级增加以及材料组ＣＴＩ值的下降，需要的最
小爬电距离相应增大，同时，随器具１二作电压增加，相
应的最小爬电距离要求也随之增加。一般情况下，标准
要求最小爬电距离不应小于其最小电气间隙值，但这里
需要特别指出的是：１）对于漆包线绕组，如果其电气间
隙足以承受正常使用期间出现的过电压，并考虑了额定
脉冲电压，则其爬电距离不必大于ＧＢ ４７０６．１—２００５中规
定的最小电气间隙值；２）对于一些不会发生漏电起痕的
无机绝缘材料（如玻璃、陶瓷等），则爬电距离也不必
大于相应的电气间隙值。另外，在用电器具设计时必须
考虑到其实际工作电压有可能高于其额定电压的情况，
如，隔离变压器除了次级电路以外的电路等，必须依据
器具实际工作电压范围来设计其最小爬电距离值 】。
４爬电距离值和电气间隙值的测量方法及典型
实例
以上介绍了爬电距离和电气间隙的限值确定方法，
下面着重介绍一下爬电距离和电气间隙的测量方法，本
文用图例具体分析一些器具电气结构中常见的爬电路径
和电气间隙。
就目前而言，对平面结构，爬电距离和电气间隙一
般采用直接测量、近似测量等方法，测量工具一般为专
用测试规、游标卡尺、塞尺等，如果电气结构中存在多
个平面（剖面存在拐点），则要采用细铜丝等对凹槽、
曲面进行拟合，求出近似路径长度。对于电器结构中最
常见的爬电距离和电气间隙形式是直线、折线，以下举
例多为此种情形。
对于各图例中沟槽宽度ｘ，标准ＧＢ／Ｔ １６９３５．１－２００８
中作了规定，如表１所示，我们可以把ｘ值看成是爬电
表１
污染等级 尺寸Ｘ的最小值（ｍｉｉｌ）
１级 ０．２５
２级 １．Ｏ
３级 １．５
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距离是否沿沟槽轮廓测量的临界值，也就是说，当ｘ大
于或等于表１中值时，爬电距离必须沿沟槽轮廓测量，
当ｘ小于表１中值时，爬电距离可以以直线最短距离直
接跨过沟槽测量。而电气间隙测量，以空气介质为例，
就是以带电部件间或带电部件与可触及金属部件间跨越
障碍的最短空气途径。以下图例中，爬电距离路径用
“
——
３）所有测量均是在运动部件处于最不利位置时进行。
具体测量方法见图２，爬电距离用ｄ１表示，电气间
隙用ｄ２表示：
图中阴影部分为绝缘材料，Ａ、Ｆ处为带电部件或
可触及金属部件，Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ为测量中直线
段各结点。例１中绝缘沟槽顶部宽度值大于等于对应
污染等级规定的ｘ的最小值（见表１），则按测量原 ”表示，电气间隙路径用“一一一”表示 。
ＧＢ／Ｔ １６９３５．１—２００８中对于近似测量爬电距离和电气
间隙还给出了一些测量原则 Ｊ：
则２）中所述，爬电距离必须沿沟槽轮廓测量，见冈中
“
——
”部分，电气间隙则导电部件问空气最短路径，
１）对于凹槽可以假设由长度为ｘ的绝缘接线在最不
利的位置桥接；
见图中“………”部分，具体计算就是：爬电距离
ｄ１＝ＡＢ＋ＢＣ＋ＣＤ＋ＤＥ＋ＥＦ，电气间隙ｄ２＝ＡＢ＋ＢＥ＋ＥＩ￣、。
冈３与图２中相比，绝缘沟槽顶部宽度值小于对应
污染等级规定的ｘ的最小值（见表１），则爬电距离可
２）当跨越凹槽顶部距离等于或大于ｘ值，则必须沿
『Ｌｒ１槽轮廓测量爬电距离；
图２
图３
图４
Ｄ
Ｄ
图５
５０ ２０１３年Ｏ３月 日用电器
平行于凹槽顶部而直接跨越凹槽，此时凹槽深度可以
不考虑，则爬电距离ｄｌ＝ＡＢ＋ＢＣ＋ＣＤ，电气间隙ｄ２＝
ＡＢ＋ＢＣ＋ＣＤ，同时可以看出此时ｄｌ＝ｄ２。
图４中螺钉与凹槽侧壁间距离大于或等于对应污
染等级规定的ｘ的最小值（见表１），则爬电距离必
须考虑螺钉和侧壁的间隙以及侧壁高度，爬电距离
ｄｌ＝ＡＢ＋ＢＣ＋ＣＤ．
电气间隙则为螺钉头圆角切点至拐角Ｃ点处的直
线距离与凹槽外Ｃ、Ｄ点之间的直线距离，电气间隙
ｄ２＝ＡＣ＋ＣＤ。
图５中螺钉头与凹槽侧壁距离小于等于对应污
染等级规定的Ｘ的最小值（见表１），则爬电距离
可假设用长度为Ｘ的绝缘线桥接，与侧壁桥接处设
为Ｂ点，则爬电距离直接从桥接处计算，爬电距离
ｄｌ＝ＡＢ＋ＢＣ＋ＣＤ，电气间隙同例３，ｄ２＝ＡＣ＋ＣＤ。
图６中电气间隙同样为“视线”距离，ｄ２＝
图６
图７
ｃ’是导电浮动部件
图８
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ＡＢ＋ＢＧ＋ＧＨ，而爬电距离必须考虑对应污染等级下
ｘ值，可假设用一长度等于ｘ的绝缘线桥接“ｖ”
形槽底部，则爬电轨迹按桥接的直线距离计算，
ｄＩ＝ＡＢ＋ＣＤ＋ＤＥ＋ＥＦ＋ＦＨ（注：桥接线ＤＥ＝Ｘ）。
图７中爬电距离必须考虑凸起的绝缘筋，爬电距离
必须通过筋的轮廓，即ｄｌ＝ＡＢ＋ＢＣ＋ＣＤ＋ＤＥ＋ＥＦ，电气
间隙则为通过筋顶的最短空气途径，ｄ２＝ＡＣ＋ＣＤ＋ＤＦ。
图８中Ｃ’为导体Ａ和Ｂ之间的导电浮动部件，则
测量Ａ和Ｂ间爬电距离和电气间隙时均不考虑导电部
件Ｃ’的尺寸，此时，爬电距离ｄ１和电气间隙ｄ２均为
ｄ＋Ｄ。
以上是电器产品中一些爬电距离和电气间隙的典型
结构，在设计时尤其要考虑到绝缘的结构形式和临界值
ｘ，在电器结构中往往是若干种以上典型结构的综合，
低压电器绝缘结构设计必须具体情况具体分析，要综合
考虑器具使用环境（污染等级）、额定工作电压、绝缘
材料特性，介质特性等，做到器具内部结构合理布局，
从而使爬电距离和电气间隙设计更加合理，发挥低压电
器中绝缘结构的最佳绝缘效果。
参考文献
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用要求【ｓ】．
【５】ＧＢ Ｉ２３５０－２００９，小功率电动机的安全要求［ｓ】．
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