安规标准确定爬电距离和电气间隙

Question

如题所述

Answer 1

在PCB布局过程中，强弱电的距离问题成为关注的焦点。经过一番搜索，本文将简单介绍爬电距离和电气间隙的概念，并结合安规标准梳理一下我们可能用到的相关知识。

爬电距离，顾名思义，是指导体周围的绝缘材料被电极化后，呈现带电现象的带电区半径。而电气间隙，则是在两个导电零部件之间或导电零部件与设备防护界面之间测得的最短空间距离。在保证电气性能稳定和安全的前提下，电气间隙是通过空气实现绝缘的最短距离。

在布局大功率继电器PCB时，我们需要将强电AC220V和弱电DC24V（及以下）保持在符合安全标准的距离范围内，以确保用户安全和电气性能的稳定。

过电压是指工频下交流电压均方根值升高，超过额定值的10%，并且持续时间大于1分钟的长时间电压变动现象。过电压的出现通常是负荷投切的瞬间的结果，正常使用时在感性或容性负载接通或断开情况下发生。过电压属于电力系统中的一种电磁扰动现象。

确定安全电气间隙的基本步骤如下：

1.根据实际的额定电压查表15，例如220V，过电压类别II的情况下额定冲击电压2500V，Ⅱ类指的是：如家用电器、手提工具和类似负荷；

2.查表16得出基本绝缘在额定冲击电压2500V情况下最小电气间隙为2.0mm；

因此，在我们平时接触到的220V家用电器的范畴里，电气间隙至少应保持在2mm以上。注意：电气间隙指的是空气距离。

爬电距离的确定步骤相对复杂，包括确定被考核部位的工作电压、材料组别（CTI指数）、污染等级等，然后在相应的表中查找在该工作电压、材料组别和污染等级下的爬电距离要求。

在基本绝缘的条件下，我们使用的FR4的CTI值一般低于250V，属于材料组别中的IIIa和IIIb。对应的是表格中3级污染情况下的4.0mm，即：我们平时接触到的220V家用电，即强电，应该与PCB板子上的弱电保持4mm以上的安全距离。

另外，强弱电之间的开槽可以增加爬电距离。如果板上间距只能保持在3mm，可以在其中间开个槽来符合安全标准。注意：捷配PCB开槽的线宽应在0.8mm及以上。至于开槽与爬电距离的详细对应关系，网上众说纷纭，暂不赘述。