
低压电器通常会有三个电压指标:
额定工作电压 Ue
额定绝缘电压 Ui
额定冲击耐受电压 Uimp
这三个电压含义与用途完全不同。一个是正常工作的电压,其他两个和安全相关。根据 GB/T 14048.1-2023的定义,尝试解释一下这三个电压的作用。
一、标准里的定义
1、额定工作电压 Ue
与额定工作电流 Ie、使用类别共同表示电器的工作适用性与试验条件。
单极设备,额定工作电压一般规定为跨极二端电压(如230VAC)。
多极设备,额定工作电压规定为相间电压(如400VAC)。
根据IEC60038的规定:三相系统的额定工作电压,如230/400V或400V(50Hz)、277/480V或480V(60Hz),其中低的是相对中性线的电压,高的是相间电压,如果只标一个电压,应该标相间电压。
2、额定绝缘电压 Ui
与介电试验电压和爬电距离相关的电压值,用来做绝缘配合的设计基准。任何情况下,最大Ue 不得超过 Ui,这个电压是正弦波电压。
3、额定冲击耐受电压 Uimp
电器在规定条件下能承受而不发生击穿的标准化冲击电压峰值(1.2/50 μs),直接用于最小空气间隙的确定。这个电压不是正弦波,是一个冲击波,能量小于正常的正弦波。

二、三个电压的分工
1、Ue——工作能力的基准
说明电器可以用什么电压来工作,是三相还是单相,电压等级是多少。同时通断能力、过载能力、温升、机械/电气寿命等项目都和额定电压有关,必须与 Ie、使用类别配套使用,证明电器的工作能力在哪个段位。
2、Ui——工频绝缘的基准
说明电器的绝缘够不够强,用来确定工频耐压试验电压以及最小爬电距离(还需要结合污染等级、材料组别、海拔修正)。优选值:250/300/500/690/800/1000V 等,应该要覆盖产品预期的最高 Ue。
3、Uimp——冲击绝缘的基准
说明电器在冲击下能不能扛,典型电压值: 2.5/4/6/8/12 kV 等,用于确定最小空气间隙与雷电操作过电压能力,与过电压类别(II/III/IV)密切相关。

三、设计的验证
就是用标准规定的试验来证明厂家在铭牌上声明的3个电压是不是真实可靠的。
1、工频介电:
按 Ui 选取介电试验电压打1分钟的耐压试验。按表19(上一版老标准中是12A)所示的介电试验电压值选取。主要是带电部件之间和可接触的金属之间。

2、空气间隙:
设计和验证时按 Uimp(并做海拔修正)确定最小值。按表13选取。也就是说,最小带电导体之间的间隙不能小于这个值。

3、爬电距离:
按 Ui ×(污染等级 × 材料组别)确定最小值。按表15选取。

4、工频耐压/冲击耐压:
试验期间不能发生击穿、闪络、不可接受的放电,绝缘不能出现损坏。
5、空气间隙/爬电距离:
实测值要大于标准查到的最小值(并且还要考虑海拔修正,也就是要相应的放大)。
四、选型参考
正常选型的时候按常规选用即可,没有必要追求高电压参数,更高的 Ui/Uimp 往往意味着更大的间隙和爬电、更宽的端子和更大壳体,成本与尺寸也会上升,配电箱布置还会吃紧。只有在以下情况时需要考虑高参数:
海拔高:大于>2000 m时,要按照海拔来选取降容系数。
污染等级高,比如3或4:在粉尘和潮湿环境下爬电距离要求会更大。
过电压类别高或浪涌重:比如进线、配电变压器一次侧、重合闸或者大感性负载操作时。
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