絕緣墊圈改變的是沿面距離，不是空氣間隙

兩段距離，而只有一段是你的

IEC 60664-1 是絕緣協調的基礎標準，而它的術語那一節把兩個量分開， 那兩個量一般人習慣當成同一個。

把這兩條定義擺在一個螺栓接頭旁邊，分工就很明顯。 肩形墊圈、凸緣襯套、孔裡的套管，每一個都是被塞進路徑裡的固體絕緣材料， 而它拉長的是第二條距離。接頭外面那一圈空氣，一點都沒變。

那些硬體實際上在做什麼

常見的配置是一顆凸緣（top-hat）墊圈，肩部襯在餘隙孔裡、凸緣墊在頭下， 上面再加一片平墊圈，另一面通常也配一組。 每一個面都有它的工作，而每一個面也都有它失手的方式。

• 肩部負責讓螺栓不碰到孔壁。 這是最晚被發現的失效，因為裝好之後就看不到了。 被接頭往側邊拉過去的螺栓、或是鑽偏了一點的孔， 都會在一個從外面看起來完全正確的零件裡，讓金屬碰到金屬。
• 凸緣負責拉長頭下的表面路徑。 那就是沿面距離在做事，也是為什麼重要的是凸緣的外徑，不只是厚度。
• 另一面也要絕緣。 一端絕緣、另一端金屬對金屬，那就是一個裝了昂貴墊圈的導通接頭。
• 鍍層不是絕緣體。 陽極處理、油漆與鈍化都很薄，而且正好會被扣件施加的那種承壓破壞， 也沒有人把它們當介電材料規定過。 設計如果靠它們，那就是有一個沒有圖面的絕緣體。
• 這一頁的鏡像，是一個必須導通的接頭。 在那邊，同樣這些鍍層是從反方向製造問題的； 也正因如此，有一份已發行的規範 禁止把陽極處理與電鍍的墊圈 用於電氣搭接。

沒有人會事先警告你的那個矛盾

這個零件被要求做的兩件事之間有直接的衝突， 而站上自己的墊圈那一頁早就用一行講過了：尼龍與纖維墊圈提供絕緣、密封與表面保護， 而且會在持續荷重下潛變，所以不該放在結構接頭的夾緊路徑上。 那張表的其餘部分見墊圈到底在做什麼。

兩半同時成立。會絕緣的那個材料，正是撐不住你的預力的那個材料。 夾緊路徑上的高分子會鬆弛，夾緊力跟著掉， 接頭以一個跟「有東西轉鬆」完全無關的機制鬆掉， 那正是螺絲為什麼會鬆裡的第二種失效模式。

出路是不要再叫同一個零件做兩件事。 在夾緊路徑上放一個金屬套管，讓壓縮載荷走不會潛變的東西； 高分子只留在「必須切斷導電路徑」的地方，不負責承載。 如果整支扣件都必須不導電，那是另一種設計，有它自己的極限； 而一支高分子扣件承諾得了什麼、承諾不了什麼， 比較接近塑膠件上的螺絲， 而不是鋼製扣件型錄上的任何東西。

而且到了 10 kV，那份標準早就退場了

IEC 60664-1 在適用範圍的第一段就講清楚自己的界線： 額定電壓最高到 AC 1,000 V 或 DC 1,500 V 的設備、 頻率最高到 30 kHz、使用高度最高到海拔 2,000 公尺。 討論串裡問的是 10 kV，比那個上限高一個數量級。 大家想翻的那些表根本不適用，而本頁也不會給一個替代數字， 因為我們不是應該供應那個數字的那份文件。

同一段適用範圍裡還有兩句，即使在低壓也值得帶著走， 因為它們描述的是「數字不再是數字」的那些狀況。 本文件規定的最小電氣間隙，不適用於有游離氣體存在的場合； 而且本文件不處理穿過液體絕緣、穿過空氣以外的氣體、 或穿過壓縮空氣的距離。 一個潮濕、多塵、或泡在別的東西裡的接頭，不是在模型的邊緣，是在模型外面。

適用範圍裡還有一條註記，對任何要在設備內部做隔離的人都像是警告： 設備的內部電路可能存在更高的電壓。 銘牌上的額定電壓，不一定就是你那顆墊圈兩端的電壓。

大家要這個東西的另一個理由

絕緣墊圈出現在圖面上，不是只有電氣隔離一個理由。 在我們這個領域更常見的是切斷伽凡尼腐蝕的電偶。 扣件經常是一個大陰極接頭裡那個小小的陽極零件， 而目的是切斷電解路徑，不是切斷電氣路徑。 那是另一種需求、另一種失效模式， 見伽凡尼腐蝕， 以及決定哪些配對真的要緊的排序： 陽極指數表。

這兩件事值得在圖上分開講，因為它們要的不是同一樣東西。 切斷電偶要的是：在兩種金屬可能共用同一份電解質的每一個地方，把水路截斷。 電氣隔離要的是：一段沿面距離與一段電氣間隙，在指定電壓下撐得住。 滿足其中一項的墊圈，並沒有自動滿足另一項。

挑硬體之前先定案的幾件事

• 講清楚出問題的是哪一段距離。 如果答案是電氣間隙，孔裡的硬體修不了它，要動的是幾何。
• 講清楚夾緊載荷由誰承擔。 如果是絕緣體，那個預力就在倒數。金屬套管可以把兩件工作分開。
• 講清楚另一面有沒有一起絕緣， 以及螺栓有沒有被擋著不碰孔壁。
• 不要讓鍍層當絕緣體。 如果陽極處理或油漆在隔離路徑上，那就要把它當絕緣規定並檢驗， 不然就不要讓那個面承載。
• 確認這個接頭本來是不是也在當接地路徑。 把它絕緣掉，就等於拿掉它原本提供的那份連續性； 那是一件應該刻意回答的事，不是後來才發現的事。

這一篇不屬於六步中的任何一步。它橫跨各步，或者發生在組裝之後。導致它的那些決定是在哪裡做的，見指定一顆螺絲，那篇寫的是順序，以及為什麼順序做反了是重工。

常見問題

電氣間隙與沿面距離差在哪裡？

IEC 60664-1 把兩者分開定義。電氣間隙是兩個導電部件之間在空氣中的最短距離；沿面距離是兩個導電部件之間沿著固體絕緣材料表面的最短距離。絕緣墊圈、襯套或套管都是被放進路徑裡的固體絕緣材料，所以它處理的是沿面距離。接頭外面那條空氣路徑不受它影響。

肩形絕緣墊圈可以隔離高壓接頭嗎？

它處理的是穿過扣件那條路，不是繞過扣件那條路，所以在高壓下單靠它通常不行。那正是來源討論串裡最好的回答在說的：他們建議改設計而不是加硬體。另外 IEC 60664-1 只涵蓋額定電壓最高 AC 1,000 V 或 DC 1,500 V 的設備，所以在 10 kV，大家平常會去查數字的那份標準並不適用，本頁也不提供替代數字。

結構用的螺栓接頭可以放尼龍墊圈嗎？

如果那個接頭必須維持預力，就不要放在夾緊路徑上。高分子墊圈在持續荷重下會潛變，夾緊力跟著掉，接頭在沒有任何東西轉動的情況下就鬆了。常見的做法是用金屬套管承擔壓縮載荷，高分子只留在必須切斷導電路徑的位置，讓負責絕緣的那個零件不要同時是撐住接頭的那個零件。

電氣絕緣墊圈跟防伽凡尼腐蝕的絕緣墊圈是同一件事嗎？

有重疊，但不是同一種需求。電氣隔離是用一個電壓來規定的，需要一段沿面距離與一段電氣間隙撐得住那個電壓。伽凡尼隔離講的是切斷電解路徑，所以要在兩種金屬可能共用電解質的每一個地方把水路截斷，包括一些電壓永遠跳不過去的地方。滿足其中一項的零件並沒有自動滿足另一項，圖上應該講清楚要的是哪一種。

陽極處理算不算電氣絕緣？

除非有人把它當絕緣規定並驗證過，否則不算。鍍層很薄，它的介電行為不是當初採購那個表面處理時要買的東西，而扣件底下的承壓正好就是會破壞它的條件。設計如果靠一層鍍層去隔離接頭，那個絕緣體既沒有圖面也沒有檢驗，那跟墊圈原本要解決的問題不是同一個問題。

參考資料

• IEC 60664-1:2020 — 低壓供電系統內設備的絕緣協調；第 1 節適用範圍，以及 3.1.4 與 3.1.5 對電氣間隙與沿面距離的定義
• IEC 60050-151 — 國際電工詞彙，IEC 60664-1 引用的沿面距離定義出處

IEC 60664-1:2020 讀的是公開的預覽 PDF，其中含完整的適用範圍與術語定義那一節，本篇引用的兩條定義都在裡面。預覽不含電氣間隙與沿面距離的數值表，本頁也沒有引用其中任何數值；何況它們對來源討論串裡那個 10 kV 的情境本來就不適用，那比標準的額定電壓上限高一個數量級。討論串裡引用的空氣介電強度數值，本篇刻意沒有轉載：常見的那個值是海平面、均勻電場下的，而尖端、邊緣、濕度、氣壓與污染都會讓它移動，所以在這個問題描述的情境裡，給一個單一數字會誤導人。IEC 60050-151 的目錄編號沒有用第二個來源交叉核對。「把接頭絕緣掉會不會影響保護接地的連續性」在本篇是被提出來要回答的問題，不是從任何法規引用的要求。