目錄
3. 什麼是間隙距離(Clearance Distance)?如何避免電弧與擊穿?
4. 什麼是爬電距離(Creepage Distance)?如何避免絕緣失效與PCB短路?
8. 實際範例:以 MINMAX AMF-07 為例進行爬電與間隙距離計算
引言
在 PCB 高壓隔離設計中,合理配置爬電距離與間隙距離是確保電氣安全、避免電弧放電與絕緣失效的關鍵步驟。隨著電源模組與電子設備朝向高密度、小尺寸與高壓輸出發展,電路板上的每一寸空間都變得極為寶貴,PCB 的安全絕緣設計也成為工程師面臨的重大挑戰。從焊盤、零件引腳、走線到過孔等各種元件,都需要精心布局以充分利用有限的空間;同時,製造和組裝過程中還必須預留足夠空間以滿足阻焊、焊料流動和板材分離等工藝要求。特別是在高壓應用中,由於大電壓(如 800V)、大電流和高功率可能引發重大損害,合理處理間距顯得尤為關鍵。
這就是為什麼「間隙距離(Clearance)」與「爬電距離(Creepage)」在PCB設計中扮演關鍵角色,它們是用來預防電弧(Arcing)與絕緣擊穿(Dielectric Breakdown)的兩項核心參數 。對於工程師和設計師來說,深入理解並正確應用這些概念,尤其是在高壓或潛在污染環境下運行的設備中,是設計出既安全又高效電路板的關鍵。
為什麼爬電與間隙距離是高壓PCB設計的關鍵?
適當的間隙距離和爬電距離對於預防短路和電弧(Arcing)至關重要。電弧是指當導體間的電壓差超過空氣等介質的絕緣能力時,局部電場強度過高,導致空氣被電離形成導電等離子體而產生的持續放電現象。這種放電通常伴隨著強烈的熱量、亮光和潛在的物理損害,可能引發絕緣退化、設備故障、電擊甚至火災,尤其在高壓應用中風險更高。
除了電弧之外,介電崩潰(Dielectric Breakdown)也是一個需要特別關注的現象。當施加於絕緣材料或其他介質的電場強度超過其耐受極限時,材料將失去原有的絕緣性能,從而使電流能夠穿透本應隔離的區域。這不僅可能促成電弧的形成,還會加速絕緣材料的劣化,進一步增加短路和設備故障的風險。因此,深入理解並妥善管理間隙距離、爬電距離以及介電崩潰等關鍵因素,是設計安全可靠電路板的核心要務。
為了有效降低這些風險,設計人員必須依據實際應用情境(如工作電壓、污染等級、絕緣材料與海拔)來正確選擇並計算爬電與間隙距離,例如,針對高壓環境設計的設備通常需要更大的距離來應對電壓尖峰,同時考慮濕度、污染等外部因素。這不只是為了通過國際安全標準(如 IEC 60664-1),更是為了打造穩定可靠、具備長期壽命與安全保障的電源模組與控制系統。
什麼是間隙距離(Clearance Distance)?如何避免電弧與擊穿?
間隙(Clearance) 是指兩個處於不同電位的導電部件之間,通過空氣的最短距離。當間隙過小或電位差過高時,電位差可能超過空氣的絕緣強度。儘管空氣通常作為絕緣體,但其絕緣能力有限,當電壓超出閾值時,空氣會被電離,電流通過電離路徑流動,形成電弧(arcing)。
在高壓應用中,保持足夠的間隙距離尤為重要。環境條件(如濕度、污染和海拔)會顯著影響間隙的有效性,例如,濕度增加會降低空氣的擊穿電壓,使電弧更容易發生。因此,工程師在規劃 PCB 或系統佈局時必須仔細考量IEC 60664-1 及 IEC 62368-1 等國際安規標準 ,確保間隙距離符合行業標準和安全要求。這不僅提升了電子設備的安全性與性能,還增強了其耐用性和運行效率。
圖1. 間隙距離(Clearance)示意圖
什麼是爬電距離(Creepage Distance)?如何避免絕緣失效與PCB短路?
爬電距離(Creepage) 是指沿著絕緣材料表面的最短路徑,電流可能沿此路徑傳播。當絕緣體表面不平整或受污染時,電流可能「爬行」沿表面流動,導致絕緣失效或短路。這種現象通常由污染物(如灰塵、濕氣或其他外來物質)在表面形成導電路徑所引起,這些污染物降低了絕緣材料的介電強度,使電流繞過原設計的絕緣區域。
因此,選擇適當的爬電距離對於減少電氣故障風險至關重要。所需距離取決於電壓水平、絕緣材料類型以及運行環境條件。通過確保組件符合爬電標準,設計人員可顯著提升電氣系統的安全性與可靠性,尤其在高壓應用中。
間隙距離與爬電距離有什麼差異?工程設計對照表一次看懂
在高壓 PCB 設計與電源模組隔離規劃中,間隙距離(Clearance)與爬電距離(Creepage)是兩個被國際安規(如 IEC 62368-1、IEC 60664-1)明確規範的重要絕緣參數。 這兩個概念雖然都是在防止電氣故障,但其定義、應用場景和設計考量有所不同。
若設計人員未能清楚區分這兩項距離,可能導致誤判風險來源,進而影響產品安全性與安規通過率。
以下整理一張常見設計對照表,幫助你快速理解它們的關鍵差異:
特性 | 間隙距離(Clearance) | 爬電距離(Creepage) |
---|---|---|
介質 | 通過空氣的最短距離 | 沿絕緣材料表面的最短路徑 |
主要影響因素 | 電壓、海拔、空氣溫濕度 | 污染等級、濕度、材料表面特性 |
設計目的 | 防止電弧放電和空氣擊穿 | 防止表面漏電和短路 |
- .介質不同:間隙距離依賴空氣的絕緣能力,而爬電距離取決於固體絕緣材料表面的性能。
- .影響因素不同:間隙受空氣環境影響,爬電距離則更多受表面狀況影響。
- .設計目的不同:間隙針對空氣中的電弧放電,爬電距離針對表面漏電。
間隙距離與爬電距離的共同點:
- .兩者都以工作電壓為基礎進行設計。
- .都需符合國際標準(如 IEC 62368-1)的要求。
- .共同目標是提升設備的安全性和可靠性。
設計間隙距離時,必須考慮哪幾個關鍵參數?
在高壓 PCB 或電源模組設計中,間隙距離(Clearance Distance)的大小會直接影響電氣安全性與產品安規合規。根據 IEC 62368-1 與 IEC 60664-1 等國際標準,正確設計間隙距離時,工程師必須同時評估以下幾項關鍵參數:
- .工作電壓(Working voltage):確定日常運行時的電壓水平,工作電壓越高,間隙距離需求越大,以防止電場強度超過空氣的介電強度,導致擊穿。
- .過電壓類別(Overvoltage category)及允許的瞬態電壓:定義在突發情況下可接受的電壓尖峰,這是IEC等標準中重要的參數。
- .污染等級(Pollution degree):反映運行環境中可能的汙染情況,高污染等級(如等級4)往往需要更大的間隙。
- .絕緣類型(Type of isolation):不同的絕緣措施(如基本絕緣、雙重絕緣或強化絕緣)對間隙的要求有所不同。
- .安裝海拔高度(Installation altitude):高海拔環境下,由於空氣介電強度降低,通常需要增加間隙。
- .瞬態電壓(Transient Voltage):這些電壓變化也會影響間隙要求,必須考慮其對電氣擊穿的潛在影響。
1、工作電壓:如何影響間隙距離設計?
在電子電源設計與安規驗證的語境中,「工作電壓(Working Voltage)」不僅是一項基本的電氣參數,更是決定絕緣設計、間距要求與產品耐壓能力的核心依據。不同於額定電壓或瞬間尖峰電壓,工作電壓是評估長時間連續施加於絕緣系統的有效電壓,因此在設計上必須依據實際運作環境與應用情境精準定義。
IEC 62368-1 將「工作電壓」定義為:在正常操作下,任一二次側之間施加的最大電壓(RMS 或 DC 值)。
工作電壓會直接影響你需要設計的「間隙距離」和「爬電距離」大小。電壓越高,潛在的絕緣需求和空氣/表面擊穿風險越高,安全距離需求就越大。
工作電壓通常以峰值或有效值 (RMS) 來測量:
- .峰值 (Peak Value):指交流或脈動波形在一個週期內達到的最高瞬間電壓,即瞬時最大電位差。
- .有效值 (RMS, Root Mean Square):表示交流電在一個完整週期內產生的等效直流功率,是衡量電壓對負載「長期加熱效應」或「功率輸出能力」的主要參考。
2、過電壓類別:為什麼 OVC 等級會決定你的耐壓間距?
過電壓類別反映設備抵抗瞬間高電壓的能力(如雷擊或開關瞬態),是一項用來評估設備所處電氣環境中瞬間過電壓風險等級的關鍵指標。不僅決定了所需的耐壓設計與絕緣結構,也直接影響間隙距離(Clearance)的最小要求。從連接配電盤的工業設備(CAT III),到安裝於用戶終端的資訊產品(CAT II),不同的過電壓類別反映出設備所面臨的雷擊、開關動作與其他暫態干擾的風險程度。
IEC 62368-1 將過電壓類別分為:
- .類別 I(Overvoltage Category I):適用於內部電路或完全隔離於電源系統之外的設備。這些電路通常不會遭遇顯
- .類別 II(Overvoltage Category II):適用於直接連接到單相電源(如家用電器)的設備。這類設備可能會受到由於開關操作、雷擊等引起的瞬態過電壓影響。IEC 標準中對此類設備通常有具體的瞬態過電壓允許值(例如 2.5 kV)要求。
- .類別 III(Overvoltage Category III):適用於連接在固定安裝系統中的設備,如建築物內的配電系統。這些設備承受的瞬態過電壓通常比類別 II 更高,因為配電網絡中存在更多的電氣干擾和較高能量的過電壓事件。
- .類別 IV(Overvoltage Category IV):適用於直接連接到電源進線或供電來源的設備,如電錶連接點或戶外裝置。這類環境中可能出現極高的瞬態過電壓,對絕緣和間隙要求非常嚴格。
設備與交流電連結的位置請參閱下圖1,相關應用設備的範例請參閱下表2
圖4. OVC種類-設備與交流電連結的參考位置
過電壓等級 | 設備及其與交流電源的連接位置 | 設備範例 |
---|---|---|
IV | 連接於建築物電源進入口的設備 |
• 電表 • 用於遠端電力計量的通信資訊設備(ITE) |
III | 作為建築物配線整體一部分的設備 |
• 插座、保險絲面板與開關面板 • 電力監控設備 |
II | 插拔式或永久連接於建築物配線的設備 |
• 家電、攜帶型工具、家庭電子產品 • 大多數建築物內使用的資訊設備(ITE) |
I | 連接至特殊電源系統的設備,且該系統已採取抑制突波的措施 | • 經外部濾波器或馬達發電機供電的資訊設備(ITE) |
3、污染等級:污染等級怎麼分?對空氣絕緣影響有多大?
在絕緣設計中,除了考量工作電壓與過電壓類別外,「污染等級(Pollution Degree)」同樣是決定間隙距離(Clearance)與爬電距離(Creepage Distance)要求的重要參數之一。污染等級用來描述設備在實際使用環境中可能面臨的塵埃、濕氣或導電性污染物影響,這些因素會顯著降低絕緣介面的耐電壓能力,特別是對爬電距離的要求影響尤為關鍵。從嚴格控制環境的封閉式設備(污染等級1)到無法預期清潔程度的工業場域(污染等級3),不同的污染等級將直接影響最小安全距離的設定。
IEC 62368-1 在涉及間隙與爬電距離設計時,通常參考 IEC 60664-1 中對環境污染的分類,這些污染等級可簡單概括如下:
- .污染等級 1:無污染或僅存在乾燥、非導電性污染。
- .污染等級 2:主要為非導電性污染,偶爾可能出現短暫的導電性沉積(如由於水分凝結)。
- .污染等級 3:導電性污染情況較常見,或乾燥污染在遇濕後變為導電。
- .污染等級 4:污染狀態持續存在,通常以導電性塵埃或水分形式出現,使環境長期呈現導電性。
在 IEC 62368-1 的應用中,根據設備使用環境的不同,設計者需要選擇相應的污染等級,以便正確計算間隙和爬電距離,確保安全性。通常,室內辦公或家用設備多採用污染等級 1 或 2,而在較惡劣或戶外環境中則可能需要考慮污染等級 3 或 4。
相關汙染等級定義與應用範例請參閱下表3。
污染等級 | 定義與環境描述 | 設計重點與範例應用 |
---|---|---|
等級 1 | 僅有乾燥、無導電性污染物存在,污染物不會影響絕緣。 | 封閉在密閉環境或灌封內,如密封電子模組、IC內部 |
等級 2 | 只有非導電性污染物,但偶爾因冷凝而造成暫時性導電。 | 家用電器、辦公室、資訊設備,大部分室內產品 |
等級 3 | 導電性污染物存在,或因冷凝導致導電性污染頻繁出現。 | 工業設備、潮濕環境、工廠設備 |
等級 4 | 污染物持續存在並為導電性,或是導電性粉塵、雨水等直接影響絕緣。 | 戶外設備、無防護的工業設備、礦區或海上平台 |
4、絕緣等級:絕緣類型怎麼選?Basic 和 Reinforced 差在哪?
「絕緣等級(Insulation Class or Insulation Category)」是確保人員安全與設備可靠運作的關鍵之一,定義了不同形式的絕緣層在防止電擊與限制故障蔓延方面所需達成的功能,並直接影響所需的間隙距離(Clearance)與爬電距離(Creepage Distance)規範。從提供基本保護的「基本絕緣(Basic Insulation)」,到能承受單一故障情況的「強化絕緣(Reinforced Insulation)」,不同的絕緣等級對物理距離與測試條件提出了明確的要求。以下是主要絕緣類型:
- .功能性絕緣(Functional Insulation):僅為電路運行所需的絕緣,不提供任何安全防護。
- .基本絕緣(Basic Insulation):提供單層的基本電擊防護,無最低厚度要求,可能存在微小穿孔的風險。因此,需搭配輔助絕緣或保護接地來提供安全性。
- .輔助絕緣(Supplementary Insulation):通常與基本絕緣一起使用,當基本絕緣失效時提供第二層防護。若使用單層絕緣材料,最低厚度需達 0.4mm 才能被視為輔助絕緣。
- .雙重絕緣(Double Insulation):由基本絕緣與輔助絕緣組成的雙層絕緣系統,提供更高的安全防護。
- .加強絕緣(Reinforced Insulation):單層絕緣系統,其防護等級等同於雙重絕緣。若使用單層絕緣材料,根據IEC 62368-1標準,最低厚度需達 0.4mm。
5、安裝海拔高度:為何會影響間隙距離?
「安裝海拔高度(Altitude of Installation)」是一項經常被忽略,卻對間隙距離(Clearance)產生重大影響的環境參數,隨著海拔升高,大氣壓力降低,空氣的介電強度也隨之下降,使得相同距離下的耐壓能力明顯降低。這意味著若設備安裝於海拔2000公尺以上地區,將無法再使用標準高度下的間隙距離要求,而必須依照標準進行相應的修正。
IEC 62368-1 針對 海拔 2000m 以上的應用通常有額外的修正係數。(詳細係數請參閱表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、瞬態電壓:瞬態電壓多高才算危險?要如何設計保護?
瞬態過電壓是指在極短時間內發生的高電壓脈衝,可能持續幾微秒到幾毫秒。這些過電壓不屬於設備正常運作的工作電壓範圍,但必須被考慮進安全設計,因為它們足以擊穿絕緣或設備損壞。
根據IEC 62368-1規定,電源瞬態電壓的適用值應根據過電壓類別和交流電壓來決定,可參考下表5
交流電源電壓 |
瞬態電壓 V peak |
||||
---|---|---|---|---|---|
電壓均方根值 (V r.m.s.) |
電壓峰值 (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. 依據所需耐壓電壓對應最小間隙距離
決定爬電距離前,你需要理解這5項設計要素
在高壓環境或隔離設計中,爬電距離(Creepage Distance) 是防止表面漏電、追蹤劣化與絕緣失效的核心設計依據。根據 IEC 60664-1 標準,設計人員需綜合考量以下五項關鍵參數,才能準確選擇符合安全與安規要求的爬電距離:
1. 工作電壓(Working Voltage)
爬電距離的選擇以日常運行時的額定工作電壓為依據,工作電壓越高,對絕緣的需求越大,所需爬電距離也越長。
2. 污染等級(Pollution Degree)
設備運行環境中的污染狀況會顯著影響絕緣性能。污染等級越高,越容易在絕緣表面形成導電通路,增加漏電或電弧風險,因此需設定更長的爬電距離。
3. 絕緣類型(Type of isolation)
不同的絕緣措施(如基本絕緣、雙重絕緣或強化絕緣)對爬電距離的要求有所不同,越高等級的絕緣保護,所需距離越長。
4. 絕緣材料的CTI值(Comparative Tracking Index)
相對漏電起痕指數 (Comparative Tracking Index)是衡量材料對表面漏電起痕的抵抗能力,CTI 越高的材料,允許的爬電距離可以更短。
5. 電壓類型(Type of Voltage)
爬電距離設計需考慮電壓類型(AC、DC、脈衝),因不同波形對絕緣老化與表面放電的影響不同,可能影響最小距離的選擇。
深入了解絕緣材料的CTI值(Comparative Tracking Index)
CTI值用以評估材料對抗表面電痕(tracking)劣化的能力,其數值越高,代表材料在潮濕、污染或高電壓環境中具備更優異的耐電痕性能,因此可設計出相對較短的爬電距離。
根據 IEC 60664-1 標準,絕緣材料會依照 CTI 值進行分級(詳見下表7),並搭配以下三項參數,進行最終爬電距離的選擇與判定:
- .所使用塑膠或 PCB 材料的 CTI 值
- .系統所屬的 污染等級(Pollution Degree)
- .設備的 額定工作電壓(Rated Working Voltage)
設計人員可依據上述條件,透過標準對照表(見下表8)查詢並確定所需的最小爬電距離要求,確保絕緣設計在不同應用與環境條件下皆符合安規規範。
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. 基本絕緣的最小爬電距離
實際範例:以 MINMAX AMF-07 為例進行爬電與間隙距離計算
為了讓設計人員能更直觀理解如何根據國際標準進行絕緣距離設計,以下以 MINMAX AMF-07 系列 AC-DC 電源模組 為範例,說明如何計算出合乎 IEC 60664-1 / 62368-1 的爬電距離與間隙距離。
絕緣距離計算範例
假設以MINMAX的AC-DC電源供應器 AMF-07系列為例:
預設參數
- .輸入交流電範圍:85–264VAC(工作電壓最大250Vrms)
- .Overvoltage Category 等級:OVC II
- .汙染等級:PD2
- .操作海拔高度:5,000公尺
- .CTI群組:IIIa, IIIb
A. 間隙距離計算步驟(Clearance)
1. 經由查閱表5後,最大工作電壓300V & OVC II的瞬態耐電壓要求為2500V peak
2. 再來查閱表6,得出採用基本絕緣下,間隙距離為1.5mm,採用加強絕緣下,間隙距離為3.0mm
3. 而在5000海拔的條件下,間隙距離必須乘上修正係數,查閱表4後,基本絕緣下的間隙距離改為2.22mm(1.5mm * 1.48),加強絕緣下的間隙距離改為4.5mm(3.0mm * 1.48)
B. 爬電距離計算步驟(Creepage)
1. 經由查閱表8後,我們使用250Vrms這個區間,並與PD2以及llla, lllb交叉查閱後,得出基本絕緣下的爬電距離→2.5mm
2. 如為加強絕緣的話,則為2倍基本絕緣下的爬電距離→5.0mm(2.5mm * 2)
注意:與間隙距離不同,爬電距離不受海拔高度影響。它僅取決於CTI值、污染等級和額定工作電壓。
常見問題 FAQ:爬電距離與間隙距離你搞懂了嗎?
1. 爬電距離和間隙距離可以只設計一個嗎?
不行。兩者是獨立的安全設計參數,爬電距離用於防止表面漏電,間隙距離則防止空氣放電。缺一不可,需分別依標準查表計算。
2. CTI 值是什麼?怎麼影響爬電距離?
CTI(Comparative Tracking Index)是材料抗起痕能力的指標。CTI 值越高,表示材料表面越不容易形成導電路徑,因此可以設計較短的爬電距離。
3. 海拔高度會影響爬電距離嗎?
不會。海拔高度只會影響空氣的介電強度,因此只會調整「間隙距離」;爬電距離設計不受高度影響。
4. IEC 60664 和 IEC 62368 有什麼差異?
IEC 60664-1 是針對絕緣距離的核心計算標準,適用於設備內部設計;IEC 62368-1 則是產品安規標準,會引用 60664 作為判定依據。兩者相輔相成。
5.要選用加強絕緣時,距離要設計多長?
通常為基本絕緣距離的兩倍。例如若基本絕緣需 2.5mm,則加強絕緣應設計為 ≥ 5.0mm(視 CTI、污染等級等參數而定)。
總結與實務建議:如何確保你的設計符合法規與安全?
在高壓輸入、高海拔運行或污染等級較高的應用環境中,正確設定電氣間隙(Clearance)與爬電距離(Creepage) 是確保系統安全運行、通過國際安規認證的必要條件。
這些距離設計需嚴格依據如 IEC 60664-1、IEC 62368-1、UL 62368-1 等標準,並綜合考慮工作電壓、污染等級、絕緣類型、CTI 值與海拔高度等核心參數。唯有深入理解這些變因的相互關係,才能設計出真正可靠、穩定、長壽命的隔離系統。
在捷拓科技 MINMAX Technology,我們所有隔離型 DC-DC 與 AC-DC 轉換器產品皆:
- .嚴格依照 IEC 與 UL 國際安規標準設計與驗證
- .預設考量高污染、高電壓、高海拔等應用情境
- .提供 高爬電、高間隙結構與強化絕緣防護
- .適用於醫療、工控、電源管理、EV 等嚴苛應用環境
✅ 若您正在設計需絕緣防護的高壓電源解決方案,歡迎參考 MINMAX各系列產品,或聯繫我們獲得協助。
如想了解更多,請點擊以下連結: