上周的铜丝处理技巧发布之后 就有朋友来说:
打个端子不好吗?
(VE管型压接端子,又称 欧式端子)
带线的欧式端子Cord End Terminal
图片来自 furneauxriddall.com
我的回复是这样子的:
1.音箱插头里面的空间很有限-铜管端子向外延伸可能导致夹线空间不足
2.铜管端子的绝缘是否周全 可能导致绝缘性能下降 这就是文中提及的爬电距离!(铜管端子向后延伸了导体,破坏了爬电距离)
所以今天我们来谈谈爬电距离
甚么是爬电距离?
爬电距离是沿绝缘表面测得的两个导电零部件之间或导电零部件与设备防护接口之间的最短路径。即在不同的使用情况下，由于导体周围的绝缘材料被电极化，导致绝缘材料呈现带电现象。
UL、CSA和VDE安全标准强调了爬电距离的安全要求，这是为了防止器件间或器件和地之间打火从而威胁到人身安全。
爬电距离并不是单纯的导体间的水平距离
而是裸露的导体透过三维方向路径所能找到的最短路径
因此在许多高度密集的连接器
会设置一定的隔离墙
来达到足够的爬电距离
为甚么是爬电距离?
在讨论绝缘时有两种绝缘的距离 分别是
·电电气间隙(Clearance)：在「视线」距离或两个导体之间的最短空气路径中。能够实现通过空气绝缘的最短距离。
·爬爬电距离(Creepage distance)：两个导体之间沿着绝缘表面的最短距离。
*爬电距离必须大于或等于电气间隙。
电气间隙 (Clearance) 与 爬电距离 (Creepage distance)
的对比
图片来自于 https://www.powerctc.com
在一些紧凑的空间里面(如接头内部)爬电距离 会是比较适合的指标
我们需要提醒大家:组装不当会破坏爬电距离
爬电距离会跟连接器内部所有东西都有关
l锡点的大小
l铜丝剥的长短
l铜丝分岔
l铜丝没有绝缘的走向角度
l插头是否密封/是否暴露在污染环境当中
l有些朋友在插头内还会打热熔胶 热熔胶是否导电/介电常数高低也是需要考虑的问题
甚至绝缘体使用错误的色母 添加的回料是否含有碳 金属粉末 都会影响
适用电线 | AWG：14 DIN mm^2：2.5 |
颜色 | 蓝色 |
内径 I.D. | 2.2 |
铜管长度 L1 | 8 |
长度 L | 14 |
材质 | NYLON66+红铜 |
数据引用自KSS 网页公开资料
举例:
我们看到很多老师会使用 欧式端子来处理线头
这个在弱电整合上很好没有问题
但是假设今天在音箱插头里面用这个端子
从这些尺寸我们可以看到一些细节
而最终的导体暴露点会被举升14-8mm=6mm
导致爬电距离减少….
同时要避免电弧发生
电弧发生在接触前与脱离后
依照能量大小 电弧会透过电能将绝缘体击穿 成为导电路径
或是因此导致积碳=缩短爬电距离
最终降低绝缘性能
因此如果连接器没有设计可以带电拔插 那么就不能做带电连接
否则就会导致绝缘能力下降 以及导通性能劣化
下面整理插头制作使用时常犯的 破坏爬电距离错误作为
常犯错误 | 说明 |
锡点过大 | 焊接产生过大锡点 使两导体间的直线距离缩短 在TRS 与MINI XLR上常见 |
锡渣未清 | 小锡渣掉落到绝缘体上 紧挨着导体插针 使两导体间的直线距离缩短 |
铜丝断屑 | 铜丝断屑掉落到绝缘体上 若紧挨着导体插针 会使两导体间的直线距离缩短 |
铜丝岔出 | 在较小的连接器上使用过大的导体 或是铜丝终端岔出 相邻两导体间的最短距离会由岔出终点决定 =两导体间的直线距离/爬电距离缩短 |
绝缘被挤压/剪除被热融化 | 例如:对于螺丝固定的音箱插头进行焊接 破坏了既有绝缘高度与垂直绝缘距离 |
弯折端子 | 常见于TRS 插头 过度弯折焊接端子导致导体间过于接近 |
铜丝绝缘剥除过多 | 线缆绝缘剥除过多 导体裸露 线蕊在插头内被挤压 与其他接点过于接近 |
使用不在既有设计范围内的端子 | 端子末端将未绝缘导体高度提升 或端子没有足够的绝缘(厚度/高度) |
使用未经验证的填充材料 | 使用胶料/热熔胶对于空隙进行填充 但是胶料介电常数未经确认 (原始设计为空气绝缘) |
插头暴露在破坏绝缘的污染环境中 | 污染环境当中有金属粉末 碳粉一类的导电材料 或是潮湿 |
结束语:
小小插头大学问
爬电距离是小空间高密度连接器的”生命红线”
请务必遵守厂商的组装建议
因为那是经过实验
确认过安全性/可靠性的使用方式
参考数据
https://baike.baidu.com/item/%E7%88%AC%E9%9B%BB%E8%B7%9D%E9%9B%A2/3114253
https://www.powerctc.com/en/node/4757
