目錄
3. 什么是间隙距离(Clearance Distance)?如何避免电弧与击穿?
4. 什么是爬电距离(Creepage Distance)?如何避免绝缘失效与 PCB 短路?
8. 实际范例:以 MINMAX AMF-07 为例进行爬电与间隙距离计算
引言
在 PCB 高压隔离设计中,合理配置爬电距离与间隙距离是确保电气安全、避免电弧放电与绝缘失效的关键步骤。随着电源模组与电子设备朝向高密度、小尺寸与高压输出发展,电路板上的每一寸空间都变得极为宝贵,PCB 的安全绝缘设计也成为工程师面临的重大挑战。从焊盘、零件引脚、走线到过孔等各种元件,都需要精心布局以充分利用有限的空间;同时,制造和组装过程中还必须预留足够空间以满足阻焊、焊料流动和板材分离等工艺要求。特别是在高压应用中,由于大电压(如 800V)、大电流和高功率可能引发重大损害,合理处理间距显得尤为关键。
这就是为什么「间隙距离(Clearance)」与「爬电距离(Creepage)」在 PCB 设计中扮演关键角色,它们是用来预防电弧(Arcing)与绝缘击穿(Dielectric Breakdown)的两项核心参数。对于工程师和设计师来说,深入理解并正确应用这些概念,尤其是在高压或潜在污染环境下运行的设备中,是设计出既安全又高效电路板的关键。
为什么爬电与间隙距离是高压 PCB 设计的关键?
适当的间隙距离和爬电距离对于预防短路和电弧(Arcing)至关重要。电弧是指当导体间的电压差超过空气等介质的绝缘能力时,局部电场强度过高,导致空气被电离形成导电等离子体而产生的持续放电现象。这种放电通常伴随着强烈的热量、亮光和潜在的物理损害,可能引发绝缘退化、设备故障、电击甚至火灾,尤其在高压应用中风险更高。
除了电弧之外,介电崩溃(Dielectric Breakdown)也是一个需要特别关注的现象。当施加于绝缘材料或其他介质的电场强度超过其耐受极限时,材料将失去原有的绝缘性能,从而使电流能够穿透本应隔离的区域。这不仅可能促成电弧的形成,还会加速绝缘材料的劣化,进一步增加短路和设备故障的风险。因此,深入理解并妥善管理间隙距离、爬电距离以及介电崩溃等关键因素,是设计安全可靠电路板的核心要务。
为了有效降低这些风险,设计人员必须依据实际应用情境(如工作电压、污染等级、绝缘材料与海拔)来正确选择并计算爬电与间隙距离,例如,针对高压环境设计的设备通常需要更大的距离来应对电压尖峰,同时考虑湿度、污染等外部因素。这不只是为了通过国际安全标准(如 IEC 60664-1 ),更是为了打造稳定可靠、具备长期寿命与安全保障的电源模组与控制系统。
什么是间隙距离(CLEARANCE DISTANCE)?如何避免电弧与击穿?
间隙(Clearance) 是指两个处于不同电位的导电部件之间,通过空气的最短距离。当间隙过小或电位差过高时,电位差可能超过空气的绝缘强度。尽管空气通常作为绝缘体,但其绝缘能力有限,当电压超出阈值时,空气会被电离,电流通过电离路径流动,形成电弧(arcing)。
在高压应用中,保持足够的间隙距离尤为重要。环境条件(如湿度、污染和海拔)会显著影响间隙的有效性,例如,湿度增加会降低空气的击穿电压,使电弧更容易发生。因此,工程师在规划 PCB 或系统布局时必须仔细考量 IEC 60664-1 及 IEC 62368-1 等国际安规标准,确保间隙距离符合行业标准和安全要求。这不仅提升了电子设备的安全性与性能,还增强了其耐用性和运行效率。
图 1. 间隙距离(Clearance)示意图
什么是爬电距离(CREEPAGE DISTANCE)?如何避免绝缘失效与 PCB 短路?
爬电距离(Creepage) 是指沿着绝缘材料表面的最短路径,电流可能沿此路径传播。当绝缘体表面不平整或受污染时,电流可能「爬行」沿表面流动,导致绝缘失效或短路。这种现象通常由污染物(如灰尘、湿气或其他外来物质)在表面形成导电路径所引起,这些污染物降低了绝缘材料的介电强度,使电流绕过原设计的绝缘区域。
因此,选择适当的爬电距离对于减少电气故障风险至关重要。所需距离取决于电压水平、绝缘材料类型以及运行环境条件。通过确保组件符合爬电标准,设计人员可显著提升电气系统的安全性与可靠性,尤其在高压应用中。
间隙距离与爬电距离有什么差异?工程设计对照表一次看懂
在高压 PCB 设计与电源模组隔离规划中,间隙距离(Clearance)与爬电距离(Creepage)是两个被国际安规(如 IEC 62368-1、IEC 60664-1)明确规范的重要绝缘参数。 这两个概念虽然都是在防止电气故障,但其定义、应用场景和设计考量有所不同。
若设计人员未能清楚区分这两项距离,可能导致误判风险来源,进而影响产品安全性与安规通过率。
以下整理一张常见设计对照表,帮助你快速理解它们的关键差异:
特征 | 间隙距离(Clearance) | 爬电距离(Creepage) |
---|---|---|
介质 | 通过空气的最短距离 | 沿绝缘材料表面的最短路径 |
主要影响因素 | 电压、海拔、空气温湿度 | 污染等级、湿度、材料表面特性 |
设计目的 | 防止电弧放电和空气击穿 | 防止表面漏电和短路 |
- .介质不同:间隙距离依赖空气的绝缘能力,而爬电距离取决于固体绝缘材料表面的性能。
- .影响因素不同:间隙受空气环境影响,爬电距离则更多受表面状况影响。
- .设计目的不同:间隙针对空气中的电弧放电,爬电距离针对表面漏电。
间隙距离与爬电距离的共同点:
- .两者都以工作电压为基础进行设计。
- .都需符合国际标准(如 IEC 62368-1)的要求。
- .共同目标是提升设备的安全性和可靠性。
设计间隙距离时,必须考虑哪几个关键参数?
在高压 PCB 或电源模组设计中,间隙距离(Clearance Distance)的大小会直接影响电气安全性与产品安规合规。根据 IEC 62368-1 与 IEC 60664-1 等国际标准,正确设计间隙距离时,工程师必须同时评估以下几项关键参数:
- .工作电压(Working voltage): 确定日常运行时的电压水平,工作电压越高,间隙距离需求越大,以防止电场强度超过空气的介电强度,导致击穿。
- .过电压类别(Overvoltage category)及允许的瞬态电压: 定义在突发情况下可接受的电压尖峰,这是 IEC 等标准中重要的参数。
- .污染等级(Pollution degree): 反映运行环境中可能的污染情况,高污染等级(如等级 4)往往需要更大的间隙。
- .绝缘类型(Type of isolation): 不同的绝缘措施(如基本绝缘、双重绝缘或强化绝缘)对间隙的要求有所不同。
- .安装海拔高度(Installation altitude): 高海拔环境下,由于空气介电强度降低,通常需要增加间隙。
- .瞬态电压(Transient Voltage): 这些电压变化也会影响间隙要求,必须考虑其对电气击穿的潜在影响。
1、工作电压:如何影响间隙距离设计?
在电子电源设计与安规验证的语境中,「工作电压(Working Voltage)」不仅是一项基本的电气参数,更是决定绝缘设计、间距要求与产品耐压能力的核心依据。不同于额定电压或瞬间尖峰电压,工作电压是评估长时间连续施加于绝缘系统的有效电压,因此在设计上必须依据实际运作环境与应用情境精准定义。
IEC 62368-1 将「工作电压」定义为:在正常操作下,任一二次侧之间施加的最大电压(RMS 或 DC 值)。
工作电压会直接影响你需要设计的「间隙距离」和「爬电距离」大小。电压越高,潜在的绝缘需求和空气/表面击穿风险越高,安全距离需求就越大。
工作电压通常以峰值或有效值(RMS) 来测量:
- .峰值(Peak Value): 指交流或脉动波形在一个周期内达到的最高瞬间电压,即瞬时最大电位差。
- .有效值(RMS, Root Mean Square): 表示交流电在一个完整周期内产生的等效直流功率,是衡量电压对负载「长期加热效应」或「功率输出能力」的主要参考。
2、过电压类别:为什么 OVC 等级会决定你的耐压间距?
过电压类别反映设备抵抗瞬间高电压的能力(如雷击或开关瞬态),是一项用来评估设备所处电气环境中瞬间过电压风险等级的关键指标。不仅决定了所需的耐压设计与绝缘结构,也直接影响间隙距离(Clearance)的最小要求。从连接配电盘的工业设备(CAT III),到安装于用户终端的资讯产品(CAT II),不同的过电压类别反映出设备所面临的雷击、开关动作与其他暂态干扰的风险程度。
IEC 62368-1 将过电压类别分为:
- .类别 I(Overvoltage Category I): 适用于内部电路或完全隔离于电源系统之外的设备。这些电路通常不会遭遇显
- .类别 II(Overvoltage Category II): 适用于直接连接到单相电源(如家用电器)的设备。这类设备可能会受到由于开关操作、雷击等引起的瞬态过电压影响。 IEC 标准中对此类设备通常有具体的瞬态过电压允许值(例如 2.5 kV)要求。
- .类别 III(Overvoltage Category III): 适用于连接在固定安装系统中的设备,如建筑物内的配电系统。这些设备承受的瞬态过电压通常比类别 II 更高,因为配电网络中存在更多的电气干扰和较高能量的过电压事件。
- .类别 IV(Overvoltage Category IV): 适用于直接连接到电源进线或供电来源的设备,如电表连接点或户外装置。这类环境中可能出现极高的瞬态过电压,对绝缘和间隙要求非常严格。
设备与交流电连结的位置请参阅下图1,相关应用设备的范例请参阅下表2
图 4. OVC 种类-设备与交流电连结的参考位置
过电压等级 | 设备及其与交流电源的连接位置 | 设备范例 |
---|---|---|
IV | 连接于建筑物电源进入口的设备 | • 电表 • 用于远端电力计量的通信资讯设备(ITE) |
III | 作为建筑物配线整体一部分的设备 | • 插座、保险丝面板与开关面板 • 电力监控设备 |
II | 插拔式或永久连接于建筑物配线的设备 | • 家电、携带型工具、家庭电子产品 • 大多数建筑物内使用的资讯设备(ITE) |
I | 连接至特殊电源系统的设备,且该系统已采取抑制突波的措施 | • 经外部滤波器或马达发电机供电的资讯设备(ITE) |
3、污染等级:污染等级怎么分?对空气绝缘影响有多大?
在绝缘设计中,除了考量工作电压与过电压类别外,「污染等级(Pollution Degree)」同样是决定间隙距离(Clearance)与爬电距离(Creepage Distance)要求的重要参数之一。污染等级用来描述设备在实际使用环境中可能面临的尘埃、湿气或导电性污染物影响,这些因素会显著降低绝缘介面的耐电压能力,特别是对爬电距离的要求影响尤为关键。从严格控制环境的封闭式设备(污染等级 1)到无法预期清洁程度的工业场域(污染等级 3),不同的污染等级将直接影响最小安全距离的设定。
IEC 62368-1 在涉及间隙与爬电距离设计时,通常参考 IEC 60664-1 中对环境污染的分类,这些污染等级可简单概括如下:
- .污染等级 1: 无污染或仅存在干燥、非导电性污染。
- .污染等级 2: 主要为非导电性污染,偶尔可能出现短暂的导电性沉积(如由于水分凝结)。
- .污染等级 3: 导电性污染情况较常见,或干燥污染在遇湿后变为导电。
- .污染等级 4: 污染状态持续存在,通常以导电性尘埃或水分形式出现,使环境长期呈现导电性。
在 IEC 62368-1 的应用中,根据设备使用环境的不同,设计者需要选择相应的污染等级,以便正确计算间隙和爬电距离,确保安全性。通常,室内办公或家用设备多采用污染等级 1 或 2,而在较恶劣或户外环境中则可能需要考虑污染等级 3 或 4。
相关污染等级定义与应用范例请参阅下表3。
污染等级 | 定义与环境描述 | 设计重点与范例应用 |
---|---|---|
等级 1 | 仅有干燥、无导电性污染物存在,污染物不会影响绝缘。 | 封闭在密闭环境或灌封内,如密封电子模组、IC 内部 |
等级 2 | 只有非导电性污染物,但偶尔因冷凝而造成暂时性导电。 | 家用电器、办公室、资讯设备,大部分室内产品 |
等级 3 | 导电性污染物存在,或因冷凝导致导电性污染频繁出现。 | 工业设备、潮湿环境、工厂设备 |
等级 4 | 污染物持续存在并为导电性,或是导电性粉尘、雨水等直接影响绝缘。 | 户外设备、无防护的工业设备、矿区或海上平台 |
4、绝缘等级:绝缘类型怎么选? Basic 和 Reinforced 差在哪?
「绝缘等级(Insulation Class or Insulation Category)」是确保人员安全与设备可靠运作的关键之一,定义了不同形式的绝缘层在防止电击与限制故障蔓延方面所需达成的功能,并直接影响所需的间隙距离(Clearance)与爬电距离(Creepage Distance)规范。从提供基本保护的「基本绝缘(Basic Insulation)」,到能承受单一故障情况的「强化绝缘(Reinforced Insulation)」,不同的绝缘等级对物理距离与测试条件提出了明确的要求。以下是主要绝缘类型:
- .功能性绝缘(Functional Insulation): 仅为电路运行所需的绝缘,不提供任何安全防护。
- .基本绝缘(Basic Insulation): 提供单层的基本电击防护,无最低厚度要求,可能存在微小穿孔的风险。因此,需搭配辅助绝缘或保护接地来提供安全性。
- .辅助绝缘(Supplementary Insulation): 通常与基本绝缘一起使用,当基本绝缘失效时提供第二层防护。若使用单层绝缘材料,最低厚度需达 0.4mm 才能被视为辅助绝缘。
- .双重绝缘(Double Insulation): 由基本绝缘与辅助绝缘组成的双层绝缘系统,提供更高的安全防护。
- .加强绝缘(Reinforced Insulation): 单层绝缘系统,其防护等级等同于双重绝缘。若使用单层绝缘材料,根据 IEC 62368-1 标准,最低厚度需达 0.4mm。
5、安装海拔高度:为何会影响间隙距离?
「安装海拔高度(Altitude of Installation)」是一项经常被忽略,却对间隙距离(Clearance)产生重大影响的环境参数,随着海拔升高,大气压力降低,空气的介电强度也随之下降,使得相同距离下的耐压能力明显降低。这意味着若设备安装于海拔 2000 公尺以上地区,将无法再使用标准高度下的间隙距离要求,而必须依照标准进行相应的修正。
IEC 62368-1 针对海拔 2000m 以上的应用通常有额外的修正系数。 (详细系数请参阅表 4)
Altitude (m) |
Normal barometric pressure (kPa) |
Multiplication factor for clearances |
Multiplication factor for electric strength test voltages | |||
---|---|---|---|---|---|---|
≥0,01 mm to | ≥0,0625 mm to | ≥1 mm to | ≥10 mm to | |||
2000 | 80,0 | 1,00 | 1,00 | 1,00 | 1,00 | 1,00 |
3000 | 70,0 | 1,14 | 1,05 | 1,05 | 1,07 | 1,10 |
4000 | 62,0 | 1,29 | 1,10 | 1,10 | 1,15 | 1,20 |
5000 | 54,0 | 1,48 | 1,17 | 1,16 | 1,24 | 1,33 |
6、瞬态电压:瞬态电压多高才算危险?要如何设计保护?
瞬态过电压是指在极短时间内发生的高电压脉冲,可能持续几微秒到几毫秒。这些过电压不属于设备正常运作的工作电压范围,但必须被考虑进安全设计,因为它们足以击穿绝缘或设备损坏。
根据 IEC 62368-1 规定,电源瞬态电压的适用值应根据过电压类别和交流电压来决定,可参考下表 5
交流电源电压 |
瞬态电压 V peak |
||||
---|---|---|---|---|---|
电压均方根值 (V r.m.s.) |
电压峰值 (V peak) |
I | II | III | IV |
50 | 71 | 330 | 500 | 800 | 1500 |
100 | 141 | 500 | 800 | 1500 | 2500 |
150 | 210 | 800 | 1500 | 2500 | 4000 |
300 | 420 | 1500 | 2500 | 4000 | 6000 |
600 | 840 | 2500 | 4000 | 6000 | 8000 |
Required withstand voltage V peak or d.c. |
Basic insulation or supplementary insulation (mm) |
Reinforced insulation (mm) |
||||
---|---|---|---|---|---|---|
Pollution degree 1⁽ᵃ⁾ | Pollution degree 2 | Pollution degree 3 | Pollution degree 1⁽ᵃ⁾ | Pollution degree 2 | Pollution degree 3 | |
330 | 0.01 | 0,2 | 0,8 | 0.02 | 0,4 | 1,5 |
400 | 0,02 | 0,04 | ||||
500 | 0,04 | 0,08 | ||||
600 | 0,06 | 0,12 | ||||
800 | 0,10 | 0,20 | ||||
1000 | 0,15 | 0,30 | ||||
1200 | 0,25 | 0,5 | ||||
1500 | 0,50 | 1,0 | ||||
2000 | 1,00 | 2,0 | ||||
2500 | 1,50 | 3,0 | ||||
3000 | 2,00 | 3,8 | ||||
4000 | 3,00 | 5,5 | ||||
5000 | 4,00 | 8,0 |
表6. 依据所需耐压电压对应最小间隙距离
决定爬电距离前,你需要理解这5项设计要素
在高压环境或隔离设计中,爬电距离(Creepage Distance) 是防止表面漏电、追踪劣化与绝缘失效的核心设计依据。根据 IEC 60664-1 标准,设计人员需综合考量以下五项关键参数,才能准确选择符合安全与安规要求的爬电距离:
1. 工作电压(Working Voltage)
爬电距离的选择以日常运行时的额定工作电压为依据,工作电压越高,对绝缘的需求越大,所需爬电距离也越长。
2. 污染等级(Pollution Degree)
设备运行环境中的污染状况会显著影响绝缘性能。污染等级越高,越容易在绝缘表面形成导电通路,增加漏电或电弧风险,因此需设定更长的爬电距离。
3. 绝缘类型(Type of isolation)
不同的绝缘措施(如基本绝缘、双重绝缘或强化绝缘)对爬电距离的要求有所不同,越高等级的绝缘保护,所需距离越长。
4. 绝缘材料的 CTI 值(Comparative Tracking Index)
相对漏电起痕指数(Comparative Tracking Index)是衡量材料对表面漏电起痕的抵抗能力,CTI 越高的材料,允许的爬电距离可以更短。
5. 电压类型(Type of Voltage)
爬电距离设计需考虑电压类型(AC、DC、脉冲),因不同波形对绝缘老化与表面放电的影响不同,可能影响最小距离的选择。
深入了解绝缘材料的 CTI 值(Comparative Tracking Index)
CTI 值用以评估材料对抗表面电痕(tracking)劣化的能力,其数值越高,代表材料在潮湿、污染或高电压环境中具备更优异的耐电痕性能,因此可设计出相对较短的爬电距离。
根据 IEC 60664-1 标准,绝缘材料会依照 CTI 值进行分级(详见下表 7),并搭配以下三项参数,进行最终爬电距离的选择与判定:
- .所使用塑胶或 PCB 材料的 CTI 值
- .系统所属的污染等级(Pollution Degree)
- .设备的额定工作电压(Rated Working Voltage)
设计人员可依据上述条件,透过标准对照表(见下表8)查询并确定所需的最小爬电距离要求,确保绝缘设计在不同应用与环境条件下皆符合安规规范。
Material groups | CTI range (VRMS) |
---|---|
Material group I | CTI ≥ 600 |
Material group II | 400 ≤ CTI |
Material group IIIa | 175 ≤ CTI |
Material group IIIb | 100 ≤ CTI |
RMS working voltage up to and including V |
1⁽ᵃ⁾ |
Pollution degree 2 Material group |
Pollution degree 3 Material group |
||||
---|---|---|---|---|---|---|---|
I, II, IIIa, IIIb | II | IIIa, IIIb | I | II | IIIa, IIIb see Note |
||
10 | 0,08 | 0,4 | 0,4 | 0,4 | 1,0 | 1,0 | 1,0 |
12,5 | 0,09 | 0,42 | 0,42 | 0,42 | 1,05 | 1,05 | 1,05 |
16 | 0,1 | 0,45 | 0,45 | 0,45 | 1,1 | 1,1 | 1,1 |
20 | 0,11 | 0,48 | 0,48 | 0,48 | 1,2 | 1,2 | 1,2 |
25 | 0,125 | 0,5 | 0,5 | 0,5 | 1,25 | 1,25 | 1,25 |
32 | 0,14 | 0,53 | 0,53 | 0,53 | 1,3 | 1,3 | 1,3 |
40 | 0,16 | 0,56 | 0,8 | 1,1 | 1,4 | 1,6 | 1,8 |
50 | 0,18 | 0,6 | 0,85 | 1,2 | 1,5 | 1,7 | 1,9 |
63 | 0,2 | 0,63 | 0,9 | 1,25 | 1,6 | 1,8 | 2,0 |
80 | 0,22 | 0,67 | 0,95 | 1,3 | 1,7 | 1,9 | 2,1 |
100 | 0,25 | 0,71 | 1,05 | 1,4 | 1,8 | 2,0 | 2,2 |
125 | 0,28 | 0,75 | 1,15 | 1,5 | 2,0 | 2,2 | 2,4 |
160 | 0,32 | 0,8 | 1,25 | 1,6 | 2,1 | 2,3 | 2,5 |
200 | 0,42 | 1,0 | 1,4 | 2,0 | 2,5 | 2,8 | 3,2 |
250 | 0,56 | 1,25 | 1,8 | 2,5 | 3,2 | 3,6 | 4,0 |
320 | 0,75 | 1,6 | 2,2 | 3,2 | 4,0 | 4,5 | 5,0 |
400 | 1,0 | 2,0 | 2,8 | 4,0 | 5,0 | 5,6 | 6,3 |
500 | 1,3 | 2,5 | 3,6 | 5,0 | 6,3 | 7,1 | 8,0 |
630 | 1,8 | 3,2 | 4,5 | 6,3 | 8,0 | 9,0 | 10 |
800 | 2,4 | 4,0 | 5,6 | 8,0 | 10 | 11 | 12,5 |
1000 | 3,2 | 5,0 | 7,1 | 10 | 12,5 | 14 | 16 |
1250 | 4,2 | 6,3 | 9,0 | 12,5 | 16 | 18 | 20 |
1600 | 5,6 | 8,0 | 11 | 16 | 20 | 22 | 25 |
2000 | 7,5 | 10 | 14 | 20 | 25 | 28 | 32 |
2500 | 10 | 12,5 | 18 | 25 | 32 | 36 | 40 |
表8. 基本绝缘的最小爬电距离
实际范例:以 MINMAX AMF-07 为例进行爬电与间隙距离计算
为了让设计人员能更直观理解如何根据国际标准进行绝缘距离设计,以下以 MINMAX AMF-07 系列 AC-DC 电源模组为范例,说明如何计算出合乎 IEC 60664-1 / 62368-1 的爬电距离与间隙距离。
绝缘距离计算范例
假设以 MINMAX 的 AC-DC 电源供应器-AMF-07 系列为例:
预设参数
- .输入交流电范围:85–264VAC(工作电压最大 250Vrms)
- .过电压类别等级:OVC II
- .污染等级:PD2
- .操作海拔高度:5,000公尺
- .CTI 群体:IIIa, IIIb
A. 间隙距离计算步骤(Clearance)
1. 经由查阅表 5 后,最大工作电压 300V & OVC II 的瞬态耐电压要求为 2500V peak
2. 再来查阅表 6,得出采用基本绝缘下,间隙距离为 1.5mm,采用加强绝缘下,间隙距离为 3.0mm
3. 而在 5000 海拔的条件下,间隙距离必须乘上修正系数,查阅表 4 后,基本绝缘下的间隙距离改为 2.22mm(1.5mm * 1.48),加强绝缘下的间隙距离改为 4.5mm(3.0mm * 1.48)
B. 爬电距离计算步骤(Creepage)
1. 经由查阅表 8 后,我们使用 250Vrms 这个区间,并与 PD2 以及 llla, lllb 交叉查阅后,得出基本绝缘下的爬电距离→2.5mm
2. 如为加强绝缘的话,则为 2 倍基本绝缘下的爬电距离→5.0mm(2.5mm * 2)
注意:与间隙距离不同,爬电距离不受海拔高度影响。它仅取决于 CTI 值、污染等级和额定工作电压。
常见问题 FAQ:爬电距离与间隙距离你搞懂了吗?
1. 爬电距离和间隙距离可以只设计一个吗?
不行。两者是独立的安全设计参数,爬电距离用于防止表面漏电,间隙距离则防止空气放电。缺一不可,需分别依标准查表计算。
2. CTI 值是什么?怎么影响爬电距离?
CTI(Comparative Tracking Index)是材料抗起痕能力的指标。 CTI 值越高,表示材料表面越不容易形成导电路径,因此可以设计较短的爬电距离。
3. 海拔高度会影响爬电距离吗?
不会。海拔高度只会影响空气的介电强度,因此只会调整「间隙距离」;爬电距离设计不受高度影响。
4. IEC 60664 和 IEC 62368 有什么差异?
IEC 60664-1 是针对绝缘距离的核心计算标准,适用于设备内部设计;IEC 62368-1 则是产品安规标准,会引用 60664 作为判定依据。两者相辅相成。
5.要选用加强绝缘时,距离要设计多长?
通常为基本绝缘距离的两倍。例如若基本绝缘需 2.5mm,则加强绝缘应设计为≥ 5.0mm(视 CTI、污染等级等参数而定)。
总结与实务建议:如何确保你的设计符合法规与安全?
在高压输入、高海拔运行或污染等级较高的应用环境中,正确设定电气间隙(Clearance)与爬电距离(Creepage) 是确保系统安全运行、通过国际安规认证的必要条件。
这些距离设计需严格依据如 IEC 60664-1、IEC 62368-1、UL 62368-1 等标准,并综合考虑工作电压、污染等级、绝缘类型、CTI 值与海拔高度等核心参数。唯有深入理解这些变因的相互关系,才能设计出真正可靠、稳定、长寿命的隔离系统。
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