電氣間隙(Electrical clearance)定義：

●電氣間隙是指兩個(gè)導(dǎo)電部件之間或?qū)щ姴考c設(shè)備防護(hù)界面之間通過(guò)空氣絕緣的最短距離。

●足夠的電氣間隙有助于防止由于空氣電離而引起的介電擊穿。

●電氣間隙的大小受工作電壓、過(guò)電壓類別、污染等級(jí)和絕緣材料特性的影響。

爬電距離(Creepage Distance)定義：

●爬電距離是沿著絕緣表面測(cè)得的兩個(gè)導(dǎo)電部件之間或?qū)щ姴考c設(shè)備防護(hù)界面之間的最短路徑。

●合理的爬電距離可以防止漏電起痕，即絕緣材料表面局部退化產(chǎn)生部分導(dǎo)電路徑的過(guò)程。

●爬電距離通常大于或等于電氣間隙，并且也受絕緣材料的CTI值影響。

通俗點(diǎn)講，可以將電氣間隙理解成是一個(gè)帶翅膀的螞蟻，飛的最短距離，而爬電距離則是一個(gè)螞蟻爬的最短的距離。

在確定電氣間隙和爬電距離時(shí)主要考慮的因素：

1.絕緣類型

2.過(guò)電壓類型

3.污染等級(jí)

4.絕緣材料CTI等級(jí)

5.海拔高度

電氣間隙(Electrical clearance)的設(shè)計(jì)流程：

爬電距離(Creepage distance) 的設(shè)計(jì)流程：

●功能絕緣（Functional Insulation）：

作用：功能絕緣主要用于保證設(shè)備的正常工作，比如在電路中隔離不同的電壓或信號(hào)線。

特點(diǎn)：它不提供防電擊保護(hù)，但有助于降低由于絕緣失效導(dǎo)致的引燃或著火風(fēng)險(xiǎn)。

●基本絕緣（Basic Insulation）：

作用：基本絕緣是防電擊保護(hù)的第一道防線，它直接接觸帶電部件，提供必要的電擊防護(hù)。

特點(diǎn)：如果基本絕緣失效，使用者將面臨電擊風(fēng)險(xiǎn)。

●附加絕緣（Supplementary Insulation）：

作用：附加絕緣作為另一層保護(hù)，獨(dú)立于基本絕緣存在，用于減少基本絕緣失效時(shí)的電擊風(fēng)險(xiǎn)。

特點(diǎn)：即使基本絕緣失效，附加絕緣也能提供一定程度的保護(hù)。

●雙重絕緣（Double Insulation）：

作用：雙重絕緣結(jié)合了基本絕緣和附加絕緣，提供更高級(jí)別的電擊防護(hù)。

特點(diǎn)：雙重絕緣的設(shè)計(jì)旨在即使基本絕緣失效，附加絕緣也能有效防止電擊。

●加強(qiáng)絕緣（Reinforced Insulation）：

作用：加強(qiáng)絕緣是一種單一的絕緣系統(tǒng)，但其防電擊效果等同于雙重絕緣。

特點(diǎn)：加強(qiáng)絕緣通常用于那些不可能或不宜采用雙重絕緣的場(chǎng)合。

在絕緣設(shè)計(jì)中，選擇合適的絕緣類型需要考慮以下因素：

●安全標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)要求。

●設(shè)備的電壓等級(jí)和預(yù)期工作環(huán)境。

●產(chǎn)品的機(jī)械強(qiáng)度和耐久性。

●成本效益分析。

*絕緣類型參考IEC 60950

5.1 直接由電網(wǎng)供電的設(shè)備：

根據(jù)IEC 60664和GB/T 16935.1 直接由電網(wǎng)供電的系統(tǒng)和設(shè)備，過(guò)電壓類型分為：

? ? I類：連接至具有限制瞬時(shí)過(guò)電壓至低水平措施的電路的設(shè)備（需要有過(guò)電壓保護(hù)裝置，如筆記本電腦。

? ?II類：由固定式配電裝置配電的耗能設(shè)備。如家用電器，穩(wěn)壓電源，移動(dòng)式工具及其他家用和類似用途負(fù)載。如高壓連接器。

? ?III類：安裝在固定式配電裝置的設(shè)備。如固定安裝開(kāi)關(guān)，斷路器，電纜，匯流條，插頭插座，充電樁，工業(yè)用的永久性安裝設(shè)備。

? ?IV類：使用在配電裝置電源端的設(shè)備。如測(cè)量?jī)x，電表，變壓器，變電站等前級(jí)過(guò)電流保護(hù)設(shè)備。

5.2 非電網(wǎng)供電的設(shè)備：

? ?在IEC 60950 4.3.2.3規(guī)定，非直接由低壓電網(wǎng)供電的系統(tǒng)和設(shè)備，可以參考4.2.3沖擊電壓的優(yōu)選值330V,500V,800V,1500V,2500V,4000V,6000V,8000V,12000V。

污染等級(jí)是描述環(huán)境中干燥污染和水汽凝結(jié)水平的指標(biāo)，它影響所需的電氣間隙和爬電距離。不同的污染等級(jí)要求不同的間隙和爬電距離，以確保在特定環(huán)境下的安全性。

? ? 根據(jù)IEC 60664 微觀環(huán)境的污染等級(jí)有以下4級(jí)：

1. 污染等級(jí)1

? ?--無(wú)污染或者僅有干燥的，非導(dǎo)電性的污染，該污染沒(méi)有任何影響。

? ?--一般如計(jì)算機(jī)機(jī)房，測(cè)量?jī)x。

2. 污染等級(jí)2

? ?--一般僅有非導(dǎo)電性污染，然而必須預(yù)期到凝露會(huì)偶然發(fā)生短暫的導(dǎo)電性污染。

? ?--如家用電器，高壓連接器，精密密閉車間。

3. 污染等級(jí)3

? ?--有導(dǎo)電性污染或者由于預(yù)期的凝露使干燥的非導(dǎo)電性污染變?yōu)閷?dǎo)電性污染。

? ?--普通車間的電器設(shè)備或者機(jī)床。

4. 污染等級(jí)4

? ?--造成持久的導(dǎo)電性污染，例如由于導(dǎo)電塵?；蛴昊蚱渌睗駰l件所引起的污染。

? ?--如電氣機(jī)車和機(jī)動(dòng)車車廂下的設(shè)備，機(jī)車內(nèi)暴露在外的設(shè)備。

? ? 在IEC 60664和GB/T 16935.1標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定，根據(jù)海拔的升高，需要考慮海拔系數(shù)。

? ? 隨著海拔的升高，空氣變的稀薄，氣壓變小，擊穿電壓能力降低，所以需要增大電氣間隙。高壓連接器設(shè)計(jì)一般考慮海拔4000m內(nèi)。

CTI（Comparative Tracking Index，相比耐漏電起痕常數(shù)）是衡量絕緣材料在電場(chǎng)作用下抵抗電化學(xué)侵蝕（漏電起痕）能力的指標(biāo)。這個(gè)常數(shù)對(duì)于確定電氣設(shè)備中電氣間隙和爬電距離至關(guān)重要，尤其是在設(shè)計(jì)高壓連接器和涉及絕緣材料的電子設(shè)備時(shí)。

以下是CTI的分級(jí)及其含義的簡(jiǎn)要概述：

1. MG I (CTI≥600)：這個(gè)等級(jí)的材料具有最高的耐漏電起痕性能，適合在高污染和潮濕環(huán)境中使用。

2. MG II (400≤CTI＜600)：這個(gè)等級(jí)的材料具有較高的耐漏電起痕性能，適用于中等污染的環(huán)境。

3. MG IIIa (250≤CTI＜400)：這個(gè)等級(jí)的材料適用于一般的污染環(huán)境，是許多商業(yè)和工業(yè)應(yīng)用中的常見(jiàn)選擇。

4. MG IIIb (175≤CTI＜250)：這個(gè)等級(jí)的材料適用于較低污染的環(huán)境，可能用于一些特定的應(yīng)用場(chǎng)景。

5. MG IIIb (100≤CTI＜175)：這個(gè)等級(jí)的材料適用于干燥且污染程度很低的環(huán)境。

6. CTI＜100：這個(gè)等級(jí)的材料具有相對(duì)較低的耐漏電起痕性能，通常用于對(duì)污染和濕度要求非常低的應(yīng)用。

1. 確定有效電壓值

? ?工作有效電壓值目前部分為700V，并且在往1000V升級(jí)，可以選擇高一等級(jí)電壓1000V。

2. 根據(jù)選定塑膠材料確定CTI等級(jí)

? ?根據(jù)絕緣體塑膠材料的UL-CARD確定CTI等級(jí)。

3. 確定污染等級(jí)

? ?因連接器大部分都要滿足IP67等級(jí)，可以設(shè)定污染等級(jí)為2級(jí)。

4. 確定爬電距離

? ?查表得出：

? ?CTI等級(jí)為I級(jí)時(shí)，爬電距離要求5.0mm，

? ?CTI等級(jí)為II級(jí)時(shí)，爬電距離要求7.1mm，

? CTI等級(jí)為III級(jí)時(shí)，爬電距離要求10.0mm。

注意：

1.根據(jù)IEC 60664和GB/T 16935.1，加強(qiáng)絕緣的爬電距離需要滿足基本絕緣確定值的二倍。

2. 針對(duì)不同的污染等級(jí)，計(jì)算V型槽爬電距離時(shí)需要短接，短接距離如下表。

1. 確定絕緣類型

? ?連接器的塑膠絕緣部分提供端子絕緣的作用，因此可視為基本絕緣。

2. 確定沖擊耐受電壓

? ?2.1 高壓連接器分為電池充電端和電池供電端類型

? ?2.2 電池充電端是由充電樁轉(zhuǎn)為直流充電，因此沖擊耐受電壓選擇II類。

? ?2.3 目前電動(dòng)車平臺(tái)大部分為700V,未來(lái)趨勢(shì)往1000V靠近。因此選擇高一等級(jí)電壓1000V。

? ?2.4 依照表F.1選擇額定沖擊電壓為6000V。

? ?2.5 電池供電端是由電池供電，是非低壓電網(wǎng)系統(tǒng)，可以選擇沖擊電壓優(yōu)選值6000V。

3. 確定污染等級(jí)

? ?因連接器大部分都要滿足IP67等級(jí)，可以設(shè)定污染等級(jí)為2級(jí)。

4. 確定電氣間隙

? ?查表得出電氣間隙要求值為5.5mm。

5. 海拔系數(shù)

? ?因4000m海拔，海拔系數(shù)為1.29，所以電氣間隙為7.095mm。

? ? ?產(chǎn)品實(shí)物可以采取耐壓測(cè)試，以便確認(rèn)是否滿足要求，參照GBT 18384.3：

? ?1.施加以下頻率為50 Hz~60 Hz的交流電壓1分鐘。

? ---如果采取基本絕緣和功能絕緣，施加（2U+1000）V rms的交流電壓。

? ---如果采取雙重絕緣和加強(qiáng)絕緣，施加（2U+3250）V rms的交流電壓。

? ?2.改為等效直流試驗(yàn)電壓，電壓參數(shù)為交流電壓的1.41倍。

測(cè)試部位如下：?

14. 結(jié)論：