主電源の電圧は空気中でどのくらい離れていますか？

電源電圧回路基板をはんだ付けしているときにこれを疑問に思い、トレースがどれほど接近しているかに驚きました。これは、電気プラグの設計、および主電源電圧と何か関係がある場合のワイヤの近接性に明らかに影響します。

「1気圧で240Vアークはどこまで飛べるのか」「電気はどこまで飛べるのか」など、検索エンジンの実用的な質問をしてみましたが、簡単な答えは見つかりませんでした。この計算機は、それが400と3000VDCの間の電圧だけを取ると述べています。

この質問をすることで、将来の人々がすばやく簡単に答えを見つけられるようになることを願っています。

私の研究は、アーク距離が媒体と圧力に依存することを示唆しているので、1気圧または1.01325バールの空気（約79％の窒素、約20％の酸素、約1％のアルゴンおよびその他いくつか）を想定しましょう。
答えは、温度と湿度の影響にも注意を向けました。より高い温度とより高い湿度の両方が可能なアーク距離を増加させると仮定して、摂氏40度、湿度95％のような過酷なものを選択しましょう。

英国の主電源電圧が230 VACの場合、2つの絶縁されていない銅線（例として）がそれらの間にアークが形成される前にどのくらい近くにある必要がありますか？

これは、回路基板上のトレース、またはプラグ内のピンで異なりますか？

ボーナスポイントについては、120 VACについても回答できますか？240Vは230Vよりもはるかに遠いアークでしょうか？120Vと比較して110Vはどうですか？

かなり簡潔な答えを探していますが、単純な答えが見つからないのは、おそらく答えがないためです...

この質問は好奇心から抜け出せません。主電源器具の再配線や240V回路基板の設計をすぐに始めるつもりはありません。

空気の絶縁破壊電圧は、湿度、圧力、温度の変化により大きく変化します。ただし、おおよその目安として、1ミリメートルあたり1 kVかかります。

それはアークが発生する場所に関するものなので、実際の回路ではその近くにはなりたくありません。回路基板では、表面に沿った伝導も考慮する必要があります。これが、同じディスカッションでクリアランスとクリージュの話をよく目にする理由です。

クリアランスは、2つの導体間の最も直線的な経路です。これは、アーク放電の1 kV / mmの大まかなガイドが適用される場所です。

沿面距離は、表面に沿った導体と導体の間の最短距離です。表面に汚れが堆積する可能性があるため、クリーページの絶縁破壊勾配は、クリアランスの場合よりも低くなります。一部の汚れはそれ自体で部分的に導電性ですが、多くのものがある程度の湿気を吸収した後に漏れ経路を提供する可能性があります。たとえば、医療用電源の仕様を見てください。漏れ電流が少ないことを保証するために、大きな最小沿面距離要件があります。

アプリケーション、電圧、場合によっては環境パラメータに応じて、最小のクリアランスと沿面距離を必要とするさまざまな安全基準があります。ほとんどの一般消費者向け機器では、5 mmのクリアランスで、ユーザーが操作できる部品と120 V AC電源を十分に分離できます。ただし、特に異常なことをしている場合は特に、関連する標準を確認する必要があります。

英国の主電源電圧が230 VACの場合、2つの絶縁されていない銅線（例として）がそれらの間にアークが形成される前にどのくらい近くにある必要がありますか？

答えは次のとおりです。空気、圧力上昇、湿度、環境の汚れなど、さまざまな要因があり、2つの導体間でアークが形成できる距離に影響を与えます。

国際標準ボード（つまり、IPC、およびIEC）は、絶縁導体間の最小距離を考え出しました。非絶縁導体は製品での使用には安全ではないため、これらの距離は提供されていません。PCBまたはコネクタの絶縁されていない導体は、表のクリアランスセクションで覆われています。これらの仕様は、アーク放電またはあらゆる種類の火災の危険を防止するためのものです。また、実際の仕様を表示するには、IEC（IEC 61010-1など）から購入する必要がありますが、これらの仕様の内容に関する多くの情報がWebで入手できます。

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

また、距離は環境（汚染度）によって変化しますので、汚れや湿度が多い環境では間隔が短くなります。上記の表の距離は、おそらくほとんどの設計をカバーする汚染度2の距離です。そうでない場合でも、設計の汚染度の表を見つける（または仕様を購入する）必要があります。

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

これは、回路基板上のトレース、またはプラグ内のピンで異なりますか？

はい。最初の表では、PCB導体が離れている場合、距離は基本的に2倍になります。

ボーナスポイントについては、120 VACについても回答できますか？240Vは230Vよりもはるかに遠いアークでしょうか？120Vと比較して110Vはどうですか？

上記の表で、120Vのみを設計する場合、距離は短くなります。

ガス中の電気アークを開始するために必要な最小電圧は、パッシェンの法則によって記述されています。

大きなギャップでは、距離にほぼ線形に依存し、ガスの組成、温度、圧力にも依存します。標準の温度と圧力の空気の場合、約3.3MV / mです。ギャップが非常に小さくなると、実際にスパークを生成するための電圧が再び増加します。スパークは、空気分子から他の電子をノックする電圧によって加速される自由電子によって引き起こされます。ギャップが小さすぎると、正極に当たる前に別の電子をノックオフするのに十分な距離を得ることができません。これは、通常の空気中で7.5µmで327Vの最小火花電圧があることを意味します。

240VACのピーク電圧は約340Vであるため、7.5µmに近いギャップでピークの近くで短時間スパークする可能性があります。120VACは空気中で火花しません。

現実の世界では、一時的な過電圧、汚染物質、結露などが発生する可能性があります。安全のために上記に依存するべきではありません。