Şebeke gerilimi havada ne kadar yay yapabilir?

Bir şebeke voltajı devre kartını lehimlerken bunu merak ettim ve izlerin birbirine ne kadar yakın olduğuna şaşırdım. Elektrik fişleri tasarımı ve şebeke voltajı ile ilgili herhangi bir şey yaparken tellerin yakınlığı üzerinde bariz etkileri vardır.

Arama motorlarına "1 atmosferde 240V yay ne kadar" ve "elektrik ne kadar zıplayabilir" gibi mantıklı sorular sormaya çalıştım ama kolay bir cevap bulamadım. Bu hesap makinesi yalnızca 400 ve 3000VDC arasında voltaj aldığını belirtir.

Bu soruyu sorarak, umarım gelecekteki insanlar cevabı hızlı ve basit bir şekilde bulabilirler.

Araştırmam, ark mesafesinin ortama ve basınca bağlı olduğunu, bu nedenle 1 atmosferde veya 1.01325 Bar'da hava (~% 79 azot, ~% 20 oksijen, ~% 1 argon ve birkaç şey) olduğunu varsayalım.
Bir cevap da dikkatimi sıcaklık ve nemin etkisine çekti. Daha yüksek sıcaklıkların ve daha yüksek nem oranlarının olası ark mesafesini arttırdığını varsayarsak, 40 santigrat derece ve% 95 nem gibi sert bir şey seçelim.

İngiltere'de 230VAC şebeke voltajı düşünüldüğünde, iki yalıtılmamış bakır telin (örnek olarak) aralarında bir ark oluşmadan önce ne kadar yakın olması gerekir?

Bu devre kartındaki izler veya fişteki pimler için farklı mıdır?

Bonus puanlar için 120VAC için de cevap verilebilir mi? 240V, 230V'den önemli ölçüde daha uzayacak mı? 120V ile karşılaştırıldığında 110V nasıl?

Oldukça özlü cevaplar arıyorum, ama belki de basit bir cevap bulamamamın nedeni bir tane olmaması ...

Bu soru sadece meraktan çıktı. Şebeke armatürlerini yeniden kablolamaya veya yakında 240V devre kartları tasarlamaya başlamayacağım.

Havanın bozulma voltajı nem, basınç ve sıcaklıktaki değişikliklere bağlı olarak önemli ölçüde değişir. Bununla birlikte, kaba bir kılavuz, milimetre başına 1 kV almasıdır.

Arkların gerçekleştiği yerle ilgili olduğundan, gerçek bir devrede bunun yakınında hiçbir yerde olmak istemezsiniz. Bir devre kartında, yüzey boyunca iletimi de dikkate almanız gerekir. Bu nedenle aynı tartışmada sık sık boşluk ve creapage konuşmasını görüyorsunuz .

Açıklık , iki iletken arasındaki en düz yoldur. Bu, ark için 1 kV / mm'lik kaba kılavuzun uygulandığı yerdir.

Creapage , bir yüzey boyunca iletkenler arasındaki en kısa mesafedir. Yüzeyde kir birikebileceğinden, creapage için kırılma gradyanı boşluktan daha düşüktür. Bazı kirler kendi başına kısmen iletkendir, ancak birçok şey biraz nem emildikten sonra sızıntı yolları sağlayabilir. Örneğin, tıbbi güç kaynakları teknik özelliklerine göz atın ve düşük kaçak akımları garanti etmek için büyük minimum creapage gereksinimleri göreceksiniz.

Uygulama, voltaj ve bazen çevresel parametrelere göre minimum boşluk ve creapage mesafeleri gerektiren çeşitli güvenlik standartları vardır. Çoğu sıradan tüketici ekipmanı için 5 mm boşluk, kullanıcı tarafından dokunulabilen parçalar ile 120 V AC güç arasında yeterli izolasyon sağlar. Bununla birlikte, özellikle sıra dışı bir şey yapıyorsanız, ilgili standartlara gerçekten bakmalısınız.

İngiltere'de 230VAC şebeke voltajı düşünüldüğünde, iki yalıtılmamış bakır telin (örnek olarak) aralarında bir ark oluşmadan önce ne kadar yakın olması gerekir?

Cevap, duruma bağlı. Hava, basınç \ yükselme, nem ve çevreden gelen kir gibi çeşitli faktörler vardır ve bunların hepsi bir iletkenin iki iletken arasında oluşturabileceği mesafeyi etkiler.

Uluslararası standart panoları (IPC ve IEC), yalıtılmış iletkenler arasında minimum mesafeler bulmuştur. Yalıtımsız iletkenler ürünlerde kullanım için güvenli değildir, bu nedenle bu mesafeler sağlanmaz. PCB veya konektörlerdeki yalıtılmamış iletkenler tablonun boşluk bölümünde yer alır. Bu teknik özellikler, ark oluşumunu veya her türlü yangın tehlikesini önlemek içindir. Ayrıca, gerçek özellikleri görüntülemek için bunları IEC'den ( IEC 61010-1 gibi ) satın almanız gerektiğine dikkat edilmelidir , ancak bu spesifikasyonların içeriği ile ilgili web'de çok fazla bilgi vardır.

Kaynak: http://www.pcbtechguide.com/2009/02/creepage-vs-clearance.html

Ayrıca, daha fazla kir / nem gören bir ortamın çevreye (kirlilik derecesi) bağlı olarak değiştiği mesafenin daha kısa aralıklara sahip olacağı da not edilmelidir. Yukarıdaki tablodaki mesafeler, muhtemelen tasarımlarınızın çoğunu kapsayacak bir kirlilik derecesi 2 içindir, eğer değilse, tasarladığınız kirlilik derecesi için bir tablo bulun (veya spesifikasyonu satın alın).

Kaynak: http://www.ni.com/white-paper/2871/en/

Bu devre kartındaki izler veya fişteki pimler için farklı mıdır?

Evet. İlk tabloda, mesafe esasen PCB dışı iletkenler için iki katına çıkar.

Bonus puanlar için 120VAC için de cevap verilebilir mi? 240V, 230V'den önemli ölçüde daha uzayacak mı? 120V ile karşılaştırıldığında 110V nasıl?

Yukarıdaki tabloda, sadece 120V için tasarım yapılırsa mesafe daha kısadır.

Gazda bir elektrik arkı başlatmak için gereken minimum voltaj Paschen Yasası ile açıklanmaktadır .

Büyük boşluklarda kabaca doğrusal olarak mesafeye bağlıdır ve ayrıca gazın bileşimine, sıcaklığına ve basıncına da bağlıdır. Standart sıcaklık ve basınçta hava için yaklaşık 3.3MV / m'dir. Boşluk çok küçüldükçe kıvılcım yaratma gerilimi gerçekte tekrar artar. Kıvılcım, diğer elektronları hava moleküllerinden uzaklaştıran voltaj ile hızlanan serbest elektronlardan kaynaklanır. Boşluk çok küçükse, pozitif elektroda çarpmadan önce başka bir elektronu devirmek için yeterince çalışmazlar. Bu, normal havada 7.5µm'de minimum 327V kıvılcımlanma voltajı olduğu anlamına gelir.

240VAC'ın ~ 340V'luk bir tepe voltajı vardır, bu nedenle 7.5μm'ye yakın bir boşlukla kısa bir süre tepe noktasına yakın kıvılcımlanmalarını sağlayabilirsiniz. 120VAC havada kıvılcım çıkarmaz.

Gerçek dünyada geçici aşırı gerilimler, kirleticiler, yoğuşma, vb. Olabilir. Güvenlik amacıyla yukarıdakilere güvenmemelisiniz.