Рабочее напряжение изоляции (working voltage)

Чтобы выбрать расстояние между дорожками сетевой и низковольтной частей, нужно сначала ответить на вопрос, какое напряжение на этой изоляции действует постоянно. Это рабочее напряжение, и от него, а не от напряжения сети на табличке, считают путь утечки.

Обновлено 28 октября 2026 г.Редакция GAW

Содержание

Что от него зависит
Как определить
Безопасность

Рабочее напряжение изоляции (working voltage) — наибольшее действующее значение переменного или постоянного напряжения, которое приложено к изоляции в нормальной работе устройства. TI в записке SLUP419 приводит определение из IEC 60664-1 (разд. 3.5) и подчёркивает, что именно по нему, вместе со степенью загрязнения и группой материала по CTI, определяют минимальный путь утечки.

Что от него зависит

Расстояние	По чему считают
Путь утечки по поверхности	рабочее напряжение, степень загрязнения, группа материала
Воздушный зазор	импульсное перенапряжение по категории перенапряжения, пиковое рабочее напряжение (выбросы коммутирующего узла, обратный ход), высота над уровнем моря

Пример из SLUP419 для степени загрязнения 2 и рабочего напряжения 400 В:

Группа материала	Основная изоляция	Усиленная изоляция
I	2 мм	4 мм
III	4 мм	8 мм

Усиленная изоляция требует вдвое большего пути утечки, а материал группы III вместо группы I — тоже вдвое; в примерах SLUP419 плата отнесена к группе IIIa, а изоляция микросхем — к группе I. От рабочего напряжения зависит и испытание: по SLUP419 напряжение высоковольтной проверки обычно равно удвоенному рабочему плюс 1000 В.

Как определить

Рабочее напряжение — свойство конкретного участка изоляции, а не устройства в целом: смотрят, какое напряжение барьер видит на самом деле. До выпрямителя это сетевое напряжение, а изоляция за ним — трансформатор, оптопара, изолятор драйвера — видит напряжение звена постоянного тока и коммутирующего узла. В примере TI из SLUP419 наибольшее рабочее напряжение сетевого преобразователя — 400 В, напряжение звена постоянного тока, хотя на входе 85–265 В переменного. В даташитах изоляторов и оптопар соответствующая строка называется V_IORM (пиковое) или V_IOWM (действующее) — подробнее в статье о напряжении изоляции.

Безопасность

Расстояния в таблицах выше — иллюстрация из учебного материала TI, а не готовая норма. Для изделия, подключаемого к сети, рабочее напряжение, пути утечки и зазоры берут из стандарта безопасности на конкретный вид оборудования, и обязательна проверка испытанием. TI отдельно предупреждает, что IPC-2221B задаёт функциональные зазоры платы, а не требования безопасности. Ошибка здесь означает риск поражения током для пользователя. Оценить функциональные зазоры можно в калькуляторе зазоров на плате.

Частые вопросы

Чем рабочее напряжение отличается от напряжения изоляции в даташите оптопары?

Рабочее напряжение — то, что действует на изоляции постоянно в нормальной работе; по нему считают путь утечки. Напряжение изоляции — испытательное: его изоляция выдерживает кратковременно при проверке. В даташитах изоляторов рабочее напряжение указывают отдельной строкой — VIORM (пиковое) или VIOWM (действующее).

Какое рабочее напряжение брать для сети 230 В?

Наибольшее действующее значение на конкретной изоляции в нормальном режиме, а не номинал сети. Внутри блока питания после выпрямителя это уже напряжение звена постоянного тока — в примере TI из SLUP419 сетевой источник с входом 85–265 В переменного имеет звено 400 В. Порядок определения и таблицы задаёт стандарт на конкретное изделие.

Зависит ли воздушный зазор от рабочего напряжения?

От действующего рабочего напряжения — нет, а от пикового — да. По схеме TI из SLUP419 основу зазора задаёт импульсное перенапряжение по категории перенапряжения и высота над уровнем моря. Но зазор должен выдерживать и наибольшее пиковое напряжение в нормальной работе — например, выбросы на коммутирующем узле или обратный ход флайбэка, — и когда оно выше, считают по нему; функциональные таблицы IPC-2221B, которые TI приводит на рис. 7, построены именно по пиковому напряжению. Действующее рабочее напряжение определяет путь утечки вместе со степенью загрязнения и группой материала.

Источники

Texas Instruments. SLUP419: Demystifying Clearance and Creepage Distance for High-Voltage End Equipment, Power Supply Design Seminar, March 2024 — путь утечки рассчитывают по степени загрязнения, группе материала и рабочему напряжению — наибольшему действующему (RMS) напряжению, которому может подвергаться изоляция; рабочее напряжение по IEC 60664-1, разд. 3.5 — наибольшее действующее значение переменного или постоянного напряжения на изоляции; воздушный зазор считают по импульсному перенапряжению; пример: степень загрязнения 2, группа материала I, рабочее напряжение 400 В — путь утечки 2 мм для основной изоляции и 4 мм для усиленной; группа III — 4 и 8 мм; IPC-2221B — стандарт функциональных зазоров платы, а не безопасности; изоляция микросхем — группа материала I, плата в примере — IIIa; напряжение высоковольтной проверки обычно равно удвоенному рабочему плюс 1000 В; пример сетевого источника для телекоммуникаций: вход 85–265 В переменного, наибольшее рабочее напряжение внутри — 400 В звена постоянного тока; воздушный зазор — по номинальному напряжению сети и категории перенапряжения, с поправкой на высоту (1,48 для 5000 м)
Vishay. Application Note 71: 10 MBd High-Speed Optocoupler Design Guide (doc. 83747, Rev. 1.4, 04-Jun-2014) — путь утечки зависит от CTI материала, степени загрязнения, рабочего напряжения и применяемого стандарта

Нашли ошибку?