Distance d’isolement électrique : valeurs sur circuit imprimé

L'isolation électrique se fait en laissant une distance entre les parties dangereuses et les parties accessibles. La distance dans l'air garantit l'isolation dans l'air. Concernant le cheminement sur le circuit imprimé, il s'agit de la ligne de fuite. Ces deux notions sont à considérer lorsqu'on étudie ou qu'on conçoit un isolement sur un circuit électronique ou une installation électrique.

La norme EN60950-1 présente les distances dans l'air à respecter en fonction de la tension crête et les lignes de fuite à respecter en fonction de la tension efficace.

Distance dans l'air

Voici les distances dans l'air à respecter :

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Distances dans l'air définies par la norme EN60950-1

Les distances dans l'air sont données en fonction du degré de pollution et des surtensions sur le réseau. Chez soi et dans l'industrie, il est raisonnable et prudent de choisir :

- surtension : 2500 V (correspondant à la catégorie II de surtensions d'un réseau 230 V)

- degré de pollution 2

Avec ces choix, il est possible de simplifier le tableau des distances dans l'air à respecter :

distance d isolement electrique valeurs sur circuit imprime 1

Distances dans l'air (degré de pollution 2, surtension 2500 V)

Selon l'isolement souhaité, on retient une des 3 colonnes :

F : fonctionnel

B/S : principal ("basic" en Anglais) ou supplémentaire

R : renforcé

Exemple de distance dans l'air

- Si on souhaite une isolation renforcée pour une tension de 340 V crête, il faut 4 mm minimum entre les deux pistes.

- Pour une isolation fonctionnelle, 1,4 mm suffit pour une tension allant jusqu'à 210 V crête.

Ligne de fuite

L'isolement doit aussi être garanti pour les lignes de fuite. Il s'agit du chemin à parcourir sur le matériau : circuit imprimé, composant, etc.

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Lignes de fuite définies par la norme EN60950-1

Les lignes de fuite sont données en fonction du degré de pollution et du groupe de matériaux. Chez soi et dans l'industrie, il est raisonnable et prudent de choisir :

- degré de pollution 2

- Groupe de matériaux : "autres matériaux" (c'est le pire cas parce que les "cartes imprimées" sont moins contraignantes) et colonne "IIIa, IIIB (c'est le pire cas). En choisissant cette colonne, les lignes de fuite garantissent une excellente fiabilité !

(Les groupes de matériaux dépendent de l'indice de résistance au cheminement (IRC) et sont classés comme suit:

Groupe de matériau I : IRC > 600

Groupe de matériau II : 400 < IRC < 600

Groupe de matériau IIIa : 175 < IRC < 400

Groupe de matériau IIIb : 100 < IRC < 175

Le groupe de matériau est vérifié par l'évaluation des données d’essai pour le matériau conformément à la CEI 60112.

Lorsque le groupe de matériau n'est pas connu, il est supposé être IIIb.)

Les valeurs du tableau s'appliquent à l'isolation fonctionnelle, principale et supplémentaire. Pour l'isolation renforcée, il faut doubler les valeurs.

Il est permis de procéder par interpolation linéaire entre les deux points les plus voisins, la ligne de fuite calculée étant arrondie à l'échelon de 0,1 mm immédiatement supérieur. Pour l'isolation renforcée, la valeur calculée de l'isolation principale doit être doublée d'abord avant d'arrondir.

Exemple : isolation renforcée pour une tension efficace de 163 V

Ligne de fuite : 1,63 mm (interpolation linéaire du tableau)

Ensuite, on double : 2 x 1,63 mm = 3,26 mm

Ensuite, on arrondit : 3,3 mm

On remarque aussi que, dans cette colonne, de 160 V à 50 kV, la ligne de fuite en mm vaut 1/100 de la tension en V efficaces.

Avec un degré de pollution 2 et un groupe de matériaux IIIa, IIIb, on ne retient qu'une colonne :

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Lignes de fuite (degré de pollution 2, "Autres matériaux", "IIIa, IIIb")

Exemple : Si on souhaite une isolation renforcée pour une tension de 240 V efficaces, il faut 4,8 mm minimum (= 2 x 2,4) de ligne de fuite entre les deux pistes.

Distance dans l'air et lignes de fuite : exemples

1°) On souhaite créer une isolation principale avec une tension sinusoïdale de 400 V efficaces (avec comme paramètres : degré de pollution 2, surtension réseau 2500 V, autres matériaux IIIa, IIIb).

Distance dans l'air minimale : la tension crête vaut 400 x 1,414 = 570 V crête

Cette valeur se situe entre 420 V exclus et 840 V inclus.

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On a donc : Distance dans l'air minimale = 3,2 mm

Ligne de fuite minimale

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On a donc : Ligne de fuite minimale = 4,0 mm (pour une tension efficace de 400 V).

Conclusion :

Il doit y avoir au moins 3,2 mm entre les deux pistes.

- Si il y a moins de 4 mm, le circuit imprimé doit être perforé pour augmenter la ligne de fuite jusqu'à 4 mm au moins.

- Si il y a plus de 4 mm, pas de perforation obligatoire.

2°) On souhaite créer une isolation renforcée pour une tension sinusoïdale de 230 V efficaces (avec comme paramètres : degré de pollution 2, surtension réseau 2500 V, autres matériaux IIIa, IIIb).

C'est par exemple, l'isolation souhaitée pour séparer le secteur d'une sortie TBTS.

Distance dans l'air minimale

la tension crête vaut 230 x 1,414 = 325 V crête

Cette valeur se situe entre 210 V exclus et 420 V inclus. On a donc :Distance dans l'air minimale : 4,0 mm

Ligne de fuite minimale : la tension efficace vaut 230 V.

Ligne de fuite minimale (d'après tableau) : 2,3 mm

Pour l'isolation renforcée, on double cette valeur : il faut au moins 4.6 mm de ligne de fuite.

Il doit y avoir au moins 4 mm entre les deux composants ou pistes.

- Si il y a moins de 4 mm, le circuit imprimé doit être perforé pour augmenter la ligne de fuite jusqu'à 4,6 mm au moins.

- Si il y a plus de 4,6 mm, pas de perforation obligatoire.

Conclusion : la ligne de fuite est souvent plus longue que la distance dans l'air : il faut donc perforer le circuit imprimé si le placement des composants est serré.

Weyllin
Le 28 févr. 2011 à 16:40

Bonjour, J'ai un composant en TO 264 qui a une tension de service de 1200Vdc. La ligne de fuite entre deux pattes HT est de 2,6mm. La norme nous indique qu'en circuit secondaire il faut 4,2mm d'isolement fonctionnel. Comment l'isolement est -il assuré sur le composant? Merci Cordialment

nina67 Nina67
Le 4 mars 2011 à 09:26

Bonjour, Les distances ne peuvent être respectées que sur les pistes, c'est une contrainte pour le circuit imprimé. La ligne de fuite est souvent plus petite sur le boitier du composant, mais ça, vous ne pouvez rien y faire. En particulier, il y a des MOSFET 1000V en D-PAK. Le matériau du boitier n'étant pas le même que le circuit imprimé, il n'est sans doute pas soumis aux mêmes normes. Votre distance de 4.2mm ne pourra s'appliquer qu'à votre routage. Il est possible aussi de vernir toute la carte équipée avec les composants : si le vernis est homologué, les lignes de fuites pourront être réduites parce que le degré de pollution est réduit.

Matthieu
Le 3 févr. 2016 à 13:10

Bonjour Pourriez vous ajouter ce lien dans "voir aussi" pour les définitions . http://www.astuces-pratiques.fr/electronique/distance-d-isolement-electrique-parametres Merci d'avance

nina67 Nina67
Le 3 févr. 2016 à 21:41

bonsoir Matthieu, je ne comprends pas bien votre demande... Cordialement