연면거리(CREEPAGE DISTANCE) / 공간거리 (AIR CLEARANCE)?

■ Clearance and Creepage Extension

전기 기계 설계 오류는 회로 손상, 과열, 심지어 화재나 폭발을 일으킬 수 있습니다. 기업은 제품을 그 어느 때보다 빠르고 비용을  효율적으로 사용하여, 제품을 출시해야 하지만 증가하는 제품 고장 및 부상 위험도 최소화해야 합니다.

 

하지만  전기 기계 제품 안전은  "경험 법칙" 설계의 사용으로 안전한 전기 공간 및 연면 거리를 비효율적인 설계 프로세스를 수행 하며,  종종 어려움을 겪습니다. 비효줄적인 프로세스는 종종 제품이 지나치게 설계되어 너무 크거나 너무 비싸거나 제품의 복잡성이 증가함에 따라 단순히 공간 및 성능 요구 사항을 충족할 수 없는 디자인이 생성됩니다.

 

또한 수동 계산은 공간 및 연면 특성을 분석하는 데 여전히 자주 사용됩니다. 부품수 증가에 따라 이러한 계산은 오류가
발생하기 쉬울 뿐만 아니라,  수공 계산은 구성 요소 수가 ( 예: 1,000 여개) 증가함에 따라 비실용적이 됩니다. 

 

따라서 많은 기업이 시간과 비용이 많이 드는 물리적 프로토타입 제작을 통한 테스트 또는 덜 엄격한 분석에 의존하여 비용이 많이 드는 현장 고장 및 제품 회수를 초래할 수 있습니다.

 

오늘날 디자인 프로세스를 간소화하여 성공적인 제품을 더 빨리 출시하고 제품 안전을 보장하기 위해 기존의 클리어런스 및 연면 거리 분석 방법은 더 이상 적합하지 않습니다. Creo Clearance and Creepage Extension은 분석의 속도와 정확성을 향상시키는 데 도움이 되는 유일한 솔루션입니다. Creo Clearance and Creepage Extension을 사용하면 제품 안전을 보장하고 전자 기계 세부 설계 프로세스를 최적화할 수 있습니다.

 

[ Clearance and Creepage Extension ]

 

"공간 클리어런스 및 연면거리는 많은 엔지니어가 직관과 경험에 따라 설계되었으며, 일부는 데이터 테이블을 통해 수동으로 계산되므로 매우 번거롭고, 데이터조차도 불완전하고, 오류가 발생하기 쉽고, 나중에 샘플 감지를 통해 많은 시간과 비용을 낭비하며 충분히 정확하지 않습니다. "

 

 

공간 거리(Clearance), 연면 거리(Creepage Distance) 그리고 전압 정격

 

[CREEPAGE / CLEARANCE ]

 

공간 거리는 두 전도 컴포넌트 간의 전기적 격리인 반면, 연면거리는 비전도 컴포넌트 서피스의 전기 전도성을
나타냅니다. 공간 거리 및 연면 거리는 전기 어셈블리를 설계할 때 중요한 두 개의 매개변수입니다.

 

공간 거리 와 연면거리 분석 작업에서는 측정된 공간 거리 와 연면거리를 지정된 공간 거리 와 공간 거리 하한계 값과 비교합니다.

 

 

1. 연면 거리 (CREEPAGE DISTANCE) :

   두개의 도전성 부분간의 절연물 표면을 따라 측정한 가장 짧은 거리. 

2. 공간거리 (AIR CLEARANCE) : 

   두개의 도전성 부분들 간의, 공기 중의 최단거리. (그 거리를 눈으로 볼수 있어야 함)

   일반적으로 연면거리 요건의 값은 공간 클리어런스 요건의 값보다 크고, 배선은 동시에 양쪽의 요건을 모두 충족해야
   하므로, 표면의 연면거리를 고려할 때, 공간의 클리어런스를 고려하는 것도 필요하며, 슬롯팅은 연면거리만을 증가시킬
   수 있을 뿐 공간의 클리어런스를 향상시킬 수 없으며, 연면거리 요건은 또한 재료의 CTI에 의존하며, 즉, 절연재의
   전기파괴(trace destruction) 성능의 지수는 Creo에서도 사용될 것이며, CTI 지수 값이 높을수록 연면거리가 짧아진다.

 

3. 비교 트래킹 지수(CTI - Comparative Tracking Index)

    비교 트래킹 지수(CTI)는 재료의 전도성을 나타냅니다. 지수가 클수록 전도성이 약한 것입니다. 어셈블리의 클리어런스
    및 크리피지 경로를 분석하려면 먼저 어셈블리의 모든 컴포넌트와 퀼트에 해당 CTI를 지정해야 합니다. CTI가 없거나
    CTI가 0인 모든 컴포넌트와 퀼트는 전도체로 간주됩니다.

 

    어셈블리의 컴포넌트에 CTI를 지정하고 이 지수는 "COMPARATIVE_TRACKING_INDEX" 매개변수를 사용합니다.

 

[ Comparative Tracking Index ]

Comparative Tracking Index 대화상자를 사용하여 컴포넌트에 매개변수를 지정할 수도 있습니다.

 

CTI에 따라 컴포넌트를 분류할 수 있으며, 동일한 CTI 클래스의 모든 컴포넌트를 특정 색상으로 표시할 수 있습니다. 분석 후 연면거리 위반 보고서를 보면 모든 컴포넌트가 해당 CTI 클래스 색상으로 표시됩니다.

 

CTI 클래스 및 색상에 대한 정보를 확장자가 .cti인 파일에 저장할 수 있습니다. 해당 CTI 클래스 색상에 따라 컴포넌트를 보려면 CTI 파일의 경로와 이름을 지정합니다. CTI 파일의 경로와 이름은 CTI_CLASS_COLOR_FILE 구성 옵션을 사용하여 지정합니다.

 

 

IEC60601-1 3.1판 8.9절 - 연면거리 와 공간거리

 

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■ Creo Spark Analysis Extension

 

전기 제품 안전은 오늘날의 경쟁이 치열한 시장에서 필수입니다. 자동차, 항공우주 및 방위, 전자 및 하이테크와 같은 산업 분야 전반에서 점점 더 많은 제품에 메카트로닉 요소가 설계에 통합됨에 따라 점점 더 많은 제품이 직면하고 있습니다. 가장 작은 전기 기계 설계 오류는 회로 손상, 과열, 심지어 화재나 폭발을 일으킬 수 있습니다. 기업은 제품을 그 어느 때보다 빠르고 비용 효율적으로 출시해야 하는 동시에 증가하는 제품 고장 및 부상 위험도 최소화해야 합니다.

 

전기 기계 제품 안전은 안전한 전기 공간 및 연면 거리를 위한 "경험 법칙" 설계의 사용으로 인한 비효율적인 설계 프로세스로 인해 종종 어려움을 겪습니다.

 

이로 인해 종종 제품이 지나치게 설계되어 너무 크거나 너무 비싸거나 제품의 복잡성이 증가함에 따라 단순히 공간 및 성능 요구 사항을 충족할 수 없는 디자인이 생성됩니다. 또한 수동 계산은 공간 및 연면 특성을 분석하는 데 여전히 자주 사용됩니다. 이러한 계산은 오류가 발생하기 쉬울 뿐만 아니라 구성 요소 수가 네트워킹 통신 장비와 같은 제품의 경우 1,000개 또는 10,000개 이상으로 증가함에 따라 비실용적이 됩니다. 따라서 많은 기업이 시간과 비용이 많이 드는 물리적 프로토타입 제작 및 테스트 또는 덜 엄격한 분석에 의존하여 비용이 많이 드는 현장 오류 및 제품 회수를 초래할 수 있습니다.

 

오늘날 디자인 프로세스를 간소화하여 성공적인 제품을 더 빨리 출시하고 제품 안전을 보장하기 위해 기존의 클리어런스 및 연면 거리 분석 방법은 더 이상 적합하지 않습니다. PTC Creo Spark Analysis Extension은 분석의 속도와 정확성을 개선하는 데 도움이 되는 유일한 솔루션입니다.

 

 

 

Creo Clearance와 Creepage 소개 ( CCX )

1. 클리어런스 및 크리피지 분석(Clearance and Creepage Analysis)을 수행하기 위한 워크플로 

 

 

 

 

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2. Clearance and Creepage Analysis를 위한 설정

    Clearance and Creepage Extension은 작업 디렉토리에 ccx_config.ccx 파일을 생성합니다. 특정 폴더에 저장 할수
    있고, 저장된 "ccx_config.ccx" 파일을 불러 올수 있습니다.

 

 

 .  매개변수 탭

1) CTI 매개변수 이름

    - 부품 또는 부품 표면의 CTI 값에 대한 매개변수의 이름입니다. 부품의 경우 Tool > Parameter 메뉴에서서 CTI
      매개변수 이름을 정의 하고, 값을 입력 합니다. 매개 변수 이름은 " COMPARATIVE_TRACKING_INDEX"로 정의
      합니다. 

       

 

2) 기본 CTI 값
   - 할당되지 않은 부품의 기본 CTI 값입니다. CTI(비교 추적 지수) 값은 재료의 전기적 파괴 특성에 대한 측정값입니다. 
    도체의 CTI 값은 0입니다. 절연 구성요소는 0보다 큰 CTI 값을 갖습니다. CTI 값이 클수록 단열성이 우수합니다.

    CCX 해석 결과는 CTI 값이 아닌 클리어런스 거리와 연면 거리에 따라 달라집니다. 예를 들어 CTI 값이 3 또는 600이면
     CCX 분석 결과에 차이가 없습니다.

3) 기본 위반 공차
   - 클리어런스 및 크리피지에 대한 거리에 추가된 값입니다.
4) 단위
   - 길이와 거리를 표시하는 데 사용하는 단위입니다. 유효한 값은 mm 및 인치입니다.
5) 소수점 이하 자릿수
   - 거리 매개변수로 지정된 값의 소수점 이하 자릿수입니다. 기본값은 2입니다.

 

 

 .  성능

6) 코어 수
   - 컴퓨터에서 계산에 사용 중인 코어 수입니다. 값을 사용 가능한 최대 코어 수로 설정하는 것이 좋습니다.
      CCX 분석을 수행하면서 다른 프로그램을 실행하고 싶다면 코어 수를 줄일 수 있습니다.
7) 클리어런스 샘플링 거리
   - 소스 네트 주변의 거리 필드에서 이산 샘플 사이의 거리를 정의합니다. 클리어런스 샘플링 거리 와 크리피지 샘플링
    거리는 속도와 정확도에 대한 매개변수 간의 균형입니다. 결과 경로의 최대 오류는 지정된 샘플링 거리의 약 1/10입
    니다. 두 측정값에 대한 기본 값 대형 어셈블리는 0.4mm입니다. 

 

 

 .  기타

8) 경로 <= 위반 거리인 경우 위반
     - 경로 거리가 위반 거리보다 작거나 같을 때 경로에 주요 위반으로 플래그를 지정합니다.

9) 경로 < 위반 거리인 경우 위반
    - 경로 거리가 위반 거리보다 작은 경우 경로에 주요 위반으로 플래그를 지정합니다. 경로 거리가 위반 거리와 같으면
      사소한 위반으로 플래그가 지정됩니다.