爬电距离、绝缘间隙、污染等级这些内容的关系

原创 一名汽车电子硬件工程师 2021-10-30 09:00

     自从小孩出生,每天都能看到凌晨3点的广州,也基本上回到家就处于一种混沌的状态,还担心我这机械青轴的键盘打字吵醒我那肉嘟嘟的儿子。但是欠的债终归是要还,每每想到自己虚度光阴的在那里刷B站,就有一种自责在深夜袭来,今天回归以往的节奏,继续开始学习那些常用而又似是而非的知识了。

在进行电池系统的高压设计,包括高压部件的设计,BMS中高压部分电路的PCB设计,经常提到一个爬电距离,或者绝缘应该怎么做才更好,大多时候都是凭借着经验值来进行设计,之前也有断断续续了解到一些关于这方面的知识,但是一直没能彻底的搞清楚这一点,于是抽空找到了曾经看过的那些标准,仔细梳理了一下这方面的内容。

首先先找到标准中的注释部分,介绍一下这些内容,再以我对这个问题的理解顺序,给大家分享一下我的理解,当然可能也有一些理解存在偏差的地方,欢迎大家指正。

在写的过程中综合好几个不同的标准,其实是有发现这些标准中的内容存在一些冲突,但是差距并不是很大,大家如果有兴趣,可以自己再详细的去研究一下。涉及到的标准如下:
GB4706.1      GB8898      IEC950      IEC664A

污染等级

微观环境决定了绝缘上污染的影响,一些冷凝或者固体颗粒、灰尘,这些东西在微观上如果实现跨接,是肯定会影响到绝缘效果。例如潮湿时污染就具有导电性,由一些含有金属离子的脏水、烟灰、碳灰引起的污染也具有导电性。因此在IEC60664-1中有定义微观环境的污染等级,这里一共确立4个污染等级:

——1级污染:没有污染或仅发生干燥的、非导电性的污染。污染不会产生影响;
——2级污染:除了可预见的冷凝所引起的短时2偶然的污染外,仅发生非导电性的污染;
——3级污染:适用于设备内局部的内部环境承受导电污染或承受由于预期的水汽凝结可能变成导电的干燥非导电污染,或设备处于某一区域,其外部环境存在导电污染或可能变成导电的干燥非导电污染;

——4级污染:由导电性粉尘、雨水或雪花引起的产生持久导电性的污染。

对于以上分类,其中第四种基本上不太适用于我们所常用的范围。

电气间隙

单纯从字面上理解电气间隙的话比较简单,它表示两个导电部件之间,或一个导电部件与器具的易触及表面之间的空间最短距离。

爬电距离

两个导电部件之间,或者一个导电部件与器具的易触面及表面之间沿绝缘材料表面测量的最短路径。 


因此从上面的术语定义可以看到电气间隙是从空间上的维度来讲的,而对于爬电距离,可以理解为则是基于平面来讲的。而在GB8898这个标准中也根据前面提到的概念详细介绍了一下电气间隙和爬电距离的计算,其中比较特殊的一个是针对具有窄沟槽的情况,其爬电距离和电气间隙是一样的。

对于这种窄沟槽,其条件是爬电距离的测量通路上包括一条任意深度,宽度小于Xmm,槽壁平行或收缩的沟槽。测量规则就是直接跨过沟槽测量爬电距离和电气间隙。

其中X的值跟污染等级就强相关了,其对应关系如下表所示:

对于一些我们在电气部件设计中经常用到的绝缘格栅,绝缘沟槽,他们是怎么通过一些手段来提高爬电距离的呢,常用的两个方式有,挖沟槽和竖格栅。

对于挖沟槽,首先窄沟槽是不行的,需要挖宽沟槽,对于宽沟槽,其爬电距离就明显比电气间隙要长了。(虚点为爬电距离,实线为电气间隙)

对于加肋条这种操作,其电气间隙就是跨越过肋条顶端之后连接的直线距离,而对于爬电距离,则是沿着肋条的边缘轮廓伸展的道路。因此可以看到,不管是对于挖沟槽还是加肋条,都能很好的加大爬电距离。

那爬电距离和电气间隙究竟对我们的设计有哪些影响呢,在上面提到的标准里面,则是都有定义,电气间隙和爬电距离都是针对我们的电压等级来设定的,具体的对应关系就如下表所示:

电气间隙里面又提到了基本绝缘、附加绝缘、加强绝缘,这几个又是啥意思呢?直接copy标准中定义的部分如下:

对于我们PCB或者电气部件的设计,其实爬电距离更常用一些,爬电距离中定义的基本绝缘下爬电距离和与工作电压的关系则比较清晰,在标准中也能够查到,并且也能比较清楚的看明白这个内容。

在爬电距离这个表格中,又提到了新的概念,那就是材料组,然后通过标准查找得到材料组的定义如下:

而对于我们一般用到的PCB的FR4板材,一般属于IIIa材料组。

但是针对PCB板的爬电距离,由于阻焊层的加入,并且是处于平面层,在GB8898中对绝缘距离做了特殊的说明,用一个非常详细的公式来定义了工作电压和爬电距离的要求。


总结

自从自己开始写公众号以来,陆陆续续关注了不少其他版主,一个人的成功绝对不是偶然的,必然是他付出了成倍的努力,在我们自己的工作中,从任何一个现在开始,都不会太晚。祝曾经共事过的同事都有一个美好的未来。


往期推荐

1

LIN报文帧结构的一些基本知识

2

CAN总线终端电阻的作用?为什么是120Ω?为什么是0.25W?

3

UDS的那些服务-$10诊断会话

4

菊花链通讯信号的波形以及怎么样判断波形的质量?


觉得有用点击右下角在看    





一名汽车电子硬件工程师 发掘人人知道却又说不出所以然的问题,搞懂问题,提升自我.
评论 (0)
  • 随着汽车向智能化、场景化加速演进,智能座舱已成为人车交互的核心承载。从驾驶员注意力监测到儿童遗留检测,从乘员识别到安全带状态判断,座舱内的每一次行为都蕴含着巨大的安全与体验价值。然而,这些感知系统要在多样驾驶行为、复杂座舱布局和极端光照条件下持续稳定运行,传统的真实数据采集方式已难以支撑其开发迭代需求。智能座舱的技术演进,正由“采集驱动”转向“仿真驱动”。一、智能座舱仿真的挑战与突破图1:座舱实例图智能座舱中的AI系统,不仅需要理解驾驶员的行为和状态,还要同时感知乘员、儿童、宠物乃至环境中的潜在
    康谋 2025-04-02 10:23 76浏览
  • 职场之路并非一帆风顺,从初入职场的新人成长为团队中不可或缺的骨干,背后需要经历一系列内在的蜕变。许多人误以为只需努力工作便能顺利晋升,其实核心在于思维方式的更新。走出舒适区、打破旧有框架,正是让自己与众不同的重要法宝。在这条道路上,你不只需要扎实的技能,更需要敏锐的观察力、不断自省的精神和前瞻的格局。今天,就来聊聊那改变命运的三大思维转变,让你在职场上稳步前行。工作初期,总会遇到各式各样的难题。最初,我们习惯于围绕手头任务来制定计划,专注于眼前的目标。然而,职场的竞争从来不是单打独斗,而是团队协
    优思学院 2025-04-01 17:29 182浏览
  • 文/郭楚妤编辑/cc孙聪颖‍不久前,中国发展高层论坛 2025 年年会(CDF)刚刚落下帷幕。本次年会围绕 “全面释放发展动能,共促全球经济稳定增长” 这一主题,吸引了全球各界目光,众多重磅嘉宾的出席与发言成为舆论焦点。其中,韩国三星集团会长李在镕时隔两年的访华之行,更是引发广泛热议。一直以来,李在镕给外界的印象是不苟言笑。然而,在论坛开幕前一天,李在镕却意外打破固有形象。3 月 22 日,李在镕与高通公司总裁安蒙一同现身北京小米汽车工厂。小米方面极为重视此次会面,CEO 雷军亲自接待,小米副董
    华尔街科技眼 2025-04-01 19:39 191浏览
  • 探针本身不需要对焦。探针的工作原理是通过接触被测物体表面来传递电信号,其精度和使用效果取决于探针的材质、形状以及与检测设备的匹配度,而非对焦操作。一、探针的工作原理探针是检测设备中的重要部件,常用于电子显微镜、坐标测量机等精密仪器中。其工作原理主要是通过接触被测物体的表面,将接触点的位置信息或电信号传递给检测设备,从而实现对物体表面形貌、尺寸或电性能等参数的测量。在这个过程中,探针的精度和稳定性对测量结果具有至关重要的影响。二、探针的操作要求在使用探针进行测量时,需要确保探针与被测物体表面的良好
    锦正茂科技 2025-04-02 10:41 56浏览
  • 据先科电子官方信息,其产品包装标签将于2024年5月1日进行全面升级。作为电子元器件行业资讯平台,大鱼芯城为您梳理本次变更的核心内容及影响:一、标签变更核心要点标签整合与环保优化变更前:卷盘、内盒及外箱需分别粘贴2张标签(含独立环保标识)。变更后:环保标识(RoHS/HAF/PbF)整合至单张标签,减少重复贴标流程。标签尺寸调整卷盘/内盒标签:尺寸由5030mm升级至**8040mm**,信息展示更清晰。外箱标签:尺寸统一为8040mm(原7040mm),提升一致性。关键信息新增新增LOT批次编
    大鱼芯城 2025-04-01 15:02 189浏览
  • 北京贞光科技有限公司作为紫光同芯授权代理商,专注于为客户提供车规级安全芯片的硬件供应与软件SDK一站式解决方案,同时配备专业技术团队,为选型及定制需求提供现场指导与支持。随着新能源汽车渗透率突破40%(中汽协2024数据),智能驾驶向L3+快速演进,车规级MCU正迎来技术范式变革。作为汽车电子系统的"神经中枢",通过AEC-Q100 Grade 1认证的MCU芯片需在-40℃~150℃极端温度下保持μs级响应精度,同时满足ISO 26262 ASIL-D功能安全要求。在集中式
    贞光科技 2025-04-02 14:50 92浏览
  • 提到“质量”这两个字,我们不会忘记那些奠定基础的大师们:休哈特、戴明、朱兰、克劳士比、费根堡姆、石川馨、田口玄一……正是他们的思想和实践,构筑了现代质量管理的核心体系,也深远影响了无数企业和管理者。今天,就让我们一同致敬这些质量管理的先驱!(最近流行『吉卜力风格』AI插图,我们也来玩玩用『吉卜力风格』重绘质量大师画象)1. 休哈特:统计质量控制的奠基者沃尔特·A·休哈特,美国工程师、统计学家,被誉为“统计质量控制之父”。1924年,他提出世界上第一张控制图,并于1931年出版《产品制造质量的经济
    优思学院 2025-04-01 14:02 144浏览
  • 在智能交互设备快速发展的今天,语音芯片作为人机交互的核心组件,其性能直接影响用户体验与产品竞争力。WT588F02B-8S语音芯片,凭借其静态功耗<5μA的卓越低功耗特性,成为物联网、智能家居、工业自动化等领域的理想选择,为设备赋予“听得懂、说得清”的智能化能力。一、核心优势:低功耗与高性能的完美结合超低待机功耗WT588F02B-8S在休眠模式下待机电流仅为5μA以下,显著延长了电池供电设备的续航能力。例如,在电子锁、气体检测仪等需长期待机的场景中,用户无需频繁更换电池,降低了维护成本。灵活的
    广州唯创电子 2025-04-02 08:34 141浏览
  • 退火炉,作为热处理设备的一种,广泛应用于各种金属材料的退火处理。那么,退火炉究竟是干嘛用的呢?一、退火炉的主要用途退火炉主要用于金属材料(如钢、铁、铜等)的热处理,通过退火工艺改善材料的机械性能,消除内应力和组织缺陷,提高材料的塑性和韧性。退火过程中,材料被加热到一定温度后保持一段时间,然后以适当的速度冷却,以达到改善材料性能的目的。二、退火炉的工作原理退火炉通过电热元件(如电阻丝、硅碳棒等)或燃气燃烧器加热炉膛,使炉内温度达到所需的退火温度。在退火过程中,炉内的温度、加热速度和冷却速度都可以根
    锦正茂科技 2025-04-02 10:13 50浏览
  • 文/Leon编辑/cc孙聪颖‍步入 2025 年,国家进一步加大促消费、扩内需的政策力度,家电国补政策将持续贯穿全年。这一利好举措,为行业发展注入强劲的增长动力。(详情见:2025:消费提振要靠国补还是“看不见的手”?)但与此同时,也对家电企业在战略规划、产品打造以及市场营销等多个维度,提出了更为严苛的要求。在刚刚落幕的中国家电及消费电子博览会(AWE)上,家电行业的竞争呈现出胶着的态势,各大品牌为在激烈的市场竞争中脱颖而出,纷纷加大产品研发投入,积极推出新产品,试图提升产品附加值与市场竞争力。
    华尔街科技眼 2025-04-01 19:49 199浏览
我要评论
0
1
点击右上角,分享到朋友圈 我知道啦
请使用浏览器分享功能 我知道啦