Już we wczesnej fazie projektowania urządzeń elektronicznych należy zwrócić szczególną uwagę na prawidłowe określenie odstępów izolacyjnych powietrznych oraz po izolacji. Pozwala to uniknąć późniejszych problemów projektowych. Często bowiem urządzenia nie przechodzą testów przez błędne obliczenie lub nawet przeoczenie odstępów izolacyjnych powietrznych i po izolacji w fazie projektowania.

Odstęp po izolacji (ang. Creepage distance). Odstęp po izolacji jest to najkrótsza droga pomiędzy dwoma przewodnikami mierzona wzdłuż powierzchni izolacji. Zachowanie właściwych odstępów po izolacji chroni przed przejściem prądów pełzających jak i procesem powstawania ścieżek przewodzących na powierzchni izolacji, które są skutkiem wyładowań elektrycznych powstających w pobliżu przewodnika. Odporność na prądy pełzające zależy w głównej mierze od dwóch czynników: wartości współczynnika CTI (ang. Comparative Tracking Index) materiału izolacyjnego oraz zanieczyszczeń występujących w środowisku pracy.

Odstępy izolacyjne
po izolacji

Odstępy izolacyjne powietrzne (ang. Clearance distance). Odstęp izolacyjny powietrzny jest najkrótszą drogą pomiędzy dwoma przewodnikami mierzoną w powietrzu. Odstęp ten zapobiega przeskokowi iskry pomiędzy elektrodami, który powodowany jest przez jonizację powietrza. Na odległość odstępu ma wpływ wilgotność względna, temperatura, oraz stopień zanieczyszczeń środowiska.

Odstępy izolacyjne
powietrzne

Odstępy izolacyjne są również istotne z punktu widzenia konstruktora elementów indukcyjnych, dlatego też nasi klienci proszeni są o ich określenie. Zachowanie wspomnianych odstępów jest szczególnie ważne, jeżeli projektowane urządzenie ma być zgodne z wymogami polskich norm. Dlatego też konstruktor/projektant powinien dokonać klasyfikacji urządzenia określając, w zależności od jego zastosowania, wymogi norm które dane urządzenia musi spełniać. Następnie na podstawie danych norm określić odstępy izolacyjne. Wśród polskich norm, dotyczących urządzeń elektronicznych, najczęściej pojawiają sie normy:

• EN-61558-2-16 Bezpieczeństwo transformatorów mocy, jednostek zasilających i podobnych
• EN-60950 Bezpieczeństwo urządzeń techniki informatycznej
• EN-60601-1 Medyczne urządzenia elektryczne. Ogólne wymagania bezpieczeństwa.
• EN-60079 Urządzenia elektryczne w przestrzeniach zagrożonych wybuchem.
• EN-60335 Bezpieczeństwo elektrycznych przyrządów do użytku domowego i podobnego.
• EN-60065 Elektroniczne urządzenia foniczne, wizyjne i podobne. Wymagania bezpieczeństwa użytkowania.

Przed przystąpieniem do określenia odstępów izolacyjnych konieczne jest zapoznanie się z pojęciami stosowanymi w polskich normach tj. grupy materiałowej stosowanych materiałów izolacyjnych, klasy zanieczyszczeń środowiska pracy oraz grupy przepięciowej, w której urządzenie ma pracować. Grupy materiałowe zależą od wskaźnika odporności na prądy pełzające (CTI) i klasyfikowane są następująco:

Grupy zanieczyszczeń - zależności od środowiska pracy urządzenia rozróżnia się 3 grupy zanieczyszczeń:

• Grupa 1 - brak zanieczyszczeń lub występują tylko suche nieprzewodzące zanieczyszczenia. Zwykle urządzenia zamknięte hermetycznie lub zalewane bez dostępu wilgoci i kurzu,
• Grupa 2 - występują tylko nieprzewodzące zanieczyszczenia które na skutek przypadkowej kondensacji, mogą czasowo stać się przewodzącymi. Większość urządzeń domowych, biurowych itp.
• Grupa 3 - możliwość wystąpienia zanieczyszczeń przewodzących, powodowanych np. przez przewodzący kurz, deszcz, śnieg.

Kategorie przepięć. Polska norma PN-IEC 60364 określa cztery kategorie przepięć.

• kategoria IV - urządzenia, w których ochrona i instalacja muszą być projektowane z uwzględnieniem przepięć zarówno atmosferycznych, jak i łączeniowych, przepięcia ograniczone do 6 kV,
• kategoria III - obwody i instalacje narażone na przepięcia atmosferyczne zredukowane oraz przepięcia łączeniowe, przepięcia te nie powinny przekraczać 4 kV,
• kategoria II - urządzenia zasilane z obwodów nienarażonych na bezpośrednie wyładowanie atmosferyczne, ale narażonych na przepięcia łączeniowe i przepięcia atmosferyczne, przepięcia te powinny być zredukowane do 2,5 kV,
• kategoria I - obejmuje urządzenia, których poziom przepięć jest ograniczony np. przez ograniczniki przepięć, przepięcia te nie powinny przekraczać 1,5 kV.

Przy projektowaniu urządzeń domowych, biurowych itp. (zasilanych z sieci do 300VAC) brana jest pod uwagę kategoria II - 2,5kV.

Klasy izolacji. Kolejnym ważnym pojęciem jest klasa izolacji. Wyróżnia się cztery klasy izolacji: funkcjonalna, podstawowa, dodatkowa oraz wzmocniona. Jako że podział na klasy izolacji jest tematem obszernym odsyłamy zainteresowanych do polskich norm np.: PN-EN 60950 rozdział 2.9.3. Jednak zdecydowana większość urządzeń wymaga stosowania izolacji wzmocionej (ang. Reinforced). Po za tym przyjęcie w obliczeniach klasy izolacji wzmocnionej daje nam pewność, że urządzenie będzie spełniać wymogi niższych klas izolacji.