電氣間隙與爬電距離是電氣安全設計的核心考量的參數,兩者共同保障設備的絕緣性能。(1)電氣間隙主要是應對瞬間高電壓的擊穿風險(空氣擊穿)。(2)爬電距離防范的是設備長時間運行期間環境惡化導致的漏電路徑,從而影響設備的正常運行。(1)一類設備:采用基本絕緣和保護接地來進行放電擊保護的設備。(2)二類設備:采用不僅僅依靠基本絕緣的方式,還依靠其他的絕緣方式,比如采用雙重絕緣與加強源來進行防電擊保護的設備。(3)三類設備:不會產生電擊危險的設備,在元件以及PCB板上的距離如下表格所示:實際項目中該如何計算電氣間歇與爬電距離,簡單概括如下:(1)對于低壓系統(400VAC):基準值為3mm(海拔≤1000米)(2)中壓系統(12kV):基準值125mm(污染等級2級)?。(3)海拔超過1000米時,每升高1000米,基準值需增加7%:
?修正后電氣間隙 = 基準值 × (1 + (H-1000)/1000 × 7%)?(H為海拔高度,結果向上取整)?示例:400V系統在海拔3000米時,修正系數為1.14(3×1.14≈3.42mm,取整至4mm)?污染等級2級:20mm/kV(最高電壓)?,污染等級3級:25mm/kV(需在2級基礎上增加25%)?。(3)污染等級每提升一級,爬電距離需增加25%?。 示例:400V系統在污染等級3級時,爬電距離≥16mm×1.25=20mm?(5)通過開槽(槽寬≥1mm)或增加凸臺優化路徑?。(1)電氣間歇:低氣壓試驗(IEC 60060-1)?。(2)爬電距離:濕熱循環試驗(IEC 68-2-30)驗證材料抗漏電性能?。一般來說,爬電距離要求的數值比電氣間歇要求的數值要大,在PCB布局布線時要考慮同事滿足這兩者的要求,注意:PCB開槽只是一種優化手段,只能增加表面距離(爬電距離),并不能增加電氣間歇。在最常見的AC~DC開關電源中,我們重點關注的是爬電距離,如下:(1)一次側交流部分:保險絲前L—N≥2.5mm,L.N 大地≥2.5mm,保險絲之后可不做要求,但盡量保持一定距離以避免短路損壞電源。
(2)一次側交流對直流部分≥2.0mm。
(3)一次側直流地對地≥4.0mm 如一次側地對大地。
(4)一次側對二次側≥6.4mm,如光耦、Y 電容等元器零件腳間距≤6.4mm 要開槽。
(5)二次側部分之間≥0.5mm 即可。
(6)二次側地對大地≥2.0mm 以上。
(7)變壓器兩級間≥8.0mm 以上。