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)
  • 在影像软的发展历程中,美图曾凭借着美图秀秀等一系列产品,在“颜值经济”的赛道上占据了领先地位,成为了人们日常生活中不可或缺的一部分,也曾在资本市场上风光无限,2016 年上市时,市值一度超过46亿美元,备受瞩目。 然而,随着市场的不断发展和竞争的日益激烈,美图逐渐陷入了困境。商业模式单一,过度依赖在线广告收入,使得其在市场波动面前显得脆弱不堪;多元化尝试,涉足手机、电商、短视频、医美等多个领域,但大多以失败告终,不仅未能带来新的增长点,反而消耗了大量的资源。更为严峻的是,用户流失问题日
    用户1742991715177 2025-04-05 22:24 64浏览
  • 在追求环境质量升级与产业效能突破的当下,温湿度控制正成为横跨多个行业领域的核心命题。作为环境参数中的关键指标,温湿度的精准调控不仅承载着人们对舒适人居环境的期待,更深度关联着工业生产、科研实验及仓储物流等场景的运营效率与安全标准。从应用场景上看,智能家居领域要求温湿度系统实现与人体节律的协同调节,半导体洁净车间要求控制温湿度范围及其波动以保障良品率,而现代化仓储物流体系则依赖温湿度的实时监测预防各种产品的腐损与锈化。温湿度传感器作为实现温湿度监测的关键元器件,其重要性正在各行各业中凸显而出。温湿
    华普微HOPERF 2025-04-07 10:05 69浏览
  • 医疗影像设备(如CT、MRI、超声诊断仪等)对PCB的精度、可靠性和信号完整性要求极高。这类设备需要处理微伏级信号、高频数据传输,同时需通过严格的EMC/EMI测试。制造此类PCB需从材料选择、层叠设计、工艺控制等多维度优化。以下是关键技术与经验分享。 1. 材料选择:高频与生物兼容性优先医疗影像设备PCB常采用 Rogers RO4000系列 或 Isola FR4高速材料,以降低介电损耗并保证信号稳定性。例如,捷多邦在客户案例中曾为某超声探头厂商推荐 Rogers RO4350B
    捷多邦 2025-04-07 10:22 69浏览
  • 伴随无线技术的迅速发展,无线路由器市场商机日益庞大。现代消费者在选购无线路由器(Wi-Fi AP)时,通常依赖的是该产品在无干扰的实验室环境中,量测得到的数据报告。然而,这些数据往往是在受控的RF隔离环境中进行测试,无法完全反映真实使用场景。这种情况导致许多消费者抱怨,他们购买的产品效能与宣称的数据不符。在实际应用中,消费者常因Wi-Fi讯号不稳定、传输速度不如预期或设备过热而产生客诉。产品仰赖实验室的数据够吗?无线路由器(Wi-Fi AP)ODM供货商遇到什么挑战?一家台湾知名的无线路由器(W
    百佳泰测试实验室 2025-04-05 00:12 44浏览
  • 及时生产 JIT(Just In Time)的起源JIT 起源于 20 世纪 70 年代爆发的全球石油危机和由此引发的自然资源短缺,这对仰赖进口原物料发展经济的日本冲击最大。当时日本的生产企业为了增强竞争力、提高产品利润,在原物料成本难以降低的情况下,只能从生产和流通过程中寻找利润源,降低库存、库存和运输等方面的生产性费用。根据这种思想,日本丰田汽车公司创立的一种具有特色的现代化生产方式,即 JIT,并由此取得了意想不到的成果。由于它不断地用于汽车生产,随后被越来越多的许多行业和企业所采用,为日
    优思学院 2025-04-07 11:56 82浏览
  • 【拆解】+沈月同款CCD相机SONY DSC-P8拆解 这个清明假期,闲来无事,给大伙带来一个老古董物品的拆解--索尼SONY DSC-P8 CCD相机。这个产品是老婆好几年前在海鲜市场淘来的,由于显示屏老化,无法正常显示界面了,只有显示背光。但是这也无法阻止爱人的拍照。一顿盲操作依旧可以拍出CCD古董相机的质感。如下实拍: 由于这个相机目前都在吃灰。我就拿过来拆解,看看里面都是怎样个设计,满足下电子爱好者的探索。 首先给大伙展示下这台老相机的全貌。正视图  后视图 
    zhusx123 2025-04-06 17:38 78浏览
  • 【拆解】+南孚测电器拆解 之前在天猫上买了一盒南孚电池,他给我送了一个小东西—测电器。今天我们就来拆解一下这个小东西,看看它是怎么设计和工作的。 三颗指示灯显示电池剩余电量。当点亮3颗LED时,则表示点亮充足。当点亮2颗LED时,则表示还能用。当点亮1颗LED时,表示点亮地建议更换,当无法点亮LED时,则表示没电了。外壳上还印有正负极,以免用户将电池放反。 这个小东西拆解也很方便,一个螺丝刀稍微撬几下。外壳就下来了,它是通过卡扣连接。 开盖后,测电线路板清晰呈现在眼前。 让我们看看小小的线路板有
    zhusx123 2025-04-05 15:41 50浏览
  • 引言:POPO声的成因与影响在语音芯片应用中,WT588F08A作为一款支持DAC+功放输出的高集成方案,常因电路设计或信号处理不当,在音频播放结束后出现POPO声(瞬态噪声)。这种噪声不仅影响用户体验,还可能暴露电路设计缺陷。本文将基于实际案例,解析POPO声的成因并提供系统化的解决方案。一、POPO声的根源分析1. 功放电路状态切换的瞬态冲击当DAC输出的音频信号突然停止时,功放芯片的输入端若处于高阻态或无信号状态,其内部放大电路会因电源电压突变产生瞬态电流,通过喇叭表现为POPO声。关键因
    广州唯创电子 2025-04-07 09:01 75浏览
  •   安全生产预警系统作为现代工业与安全管理的重要组成部分,正以前所未有的技术引领力,创新性地塑造着未来的安全管理模式。这一系统通过集成多种先进技术,如物联网、大数据、人工智能、云计算等,实现了对生产环境中潜在危险因素的实时监测、智能分析与及时预警,为企业的安全生产提供了坚实的技术保障。   技术引领:   物联网技术:物联网技术使得各类安全监测设备能够互联互通,形成一张覆盖全生产区域的安全感知网络。传感器、摄像头等终端设备实时采集温度、压力、气体浓度、人员位置等关键数据,为预警系统提供丰富的
    北京华盛恒辉软件开发 2025-04-05 22:18 52浏览
  • 在科技浪潮奔涌的当下,云计算领域的竞争可谓是如火如荼。百度智能云作为其中的重要参与者,近年来成绩斐然。2024年,百度智能云在第四季度营收同比增长26%,这样的增速在行业内十分惹眼。回顾全年,智能云业务的强劲增长势头也十分明显,2024年第一季度,其收入达到47亿元,同比增长12%;第二季度营收51亿元,同比增长14%。从数据来看,百度智能云在营收方面一路高歌猛进,展现出强大的发展潜力。然而,市场对百度智能云的表现似乎并不完全买账。2024年,尽管百度智能云数据亮眼,但百度股价却在震荡中下行。在
    用户1742991715177 2025-04-06 20:25 61浏览
  • 引言:小型化趋势下的语音芯片需求随着消费电子、物联网及便携式设备的快速发展,产品设计对芯片的小型化、高集成度和低功耗提出了更高要求。厂家凭借其创新的QFN封装技术,推出WTV系列(如WTV380)及WT2003H系列语音芯片,以超小体积、高性能和成本优势,为紧凑型设备提供理想解决方案。产品核心亮点1. QFN封装技术赋能超小体积极致尺寸:WTV380采用QFN32封装,尺寸仅4×4毫米,WT2003H系列同样基于QFN工艺,可满足智能穿戴、微型传感器等对空间严苛的场景需求。高密度集成:QFN封装
    广州唯创电子 2025-04-07 08:47 60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