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背景

电气间隙和爬电距离是电池组设计中需要考虑的重要安全相关项目。电池组为B级电压，商用电池组最高电压800V。在高压系统中，如果电气间隙与爬电距离过小，则存在漏电等潜在危害。

相关标准

以下标准包括爬电距离和电气间隙，现分类如下：

• IEC 60664
• GB/T 16935.1-2008
• GB/T 18384.1-2015

定义相关名词

在正式开始之前，有必要了解以下相关术语：

? A 级电压电路：最大工作电压为Umax < 30V AC, 或60V DC的电路

? B级电压电路：最大工作电压为30V AC

? 电位平衡：电气设备暴露在导电部件之间的电位差最小化

? 高压系统：B级电压电路部分

? 带电部分：正常使用时通电的导体或导电部分

? 可导电部分能使电流通过的部分。在正常工作状态下不带电，在基本绝缘故障时可能成为带电部分

? 外露可导电部分：可以IPXXB关节试验指南可导电部分

? 电平台：一组电气连接的导电部件作为基准电位

? 高压母线：与可充电储能系统（ Rechargeable energy storage system, REESS)连接的高压电路包括REESS外部输出部分和可充电部分

• 电气间隙 ：导电部件之间最短的空间距离
• Clearance distance: the shortest distance in air between two conductive parts
• 爬电距离：沿绝缘材料表面的最短距离
• Creepage distance: the shortest distance through the air along the surface of insulation material between two conductive parts

影响因子

主要考虑以下影响因素：

• 绝缘类型
• 海拔高度
• 污染等级
• 过压类型
• 绝缘材料
• 电场类型

依次讨论上述影响因素。

绝缘类型 Types of insulation

·功能绝缘 Functional Insulation

Insulation that is necessary only for the functioning of the equipment

·基本绝缘 Basic Insulation

为带电部件提供基本保护的绝缘应用。Insulation applies to hazardous live parts to provide basic protection against electric shock

·附加绝缘 Supplementary Insulation

除基本绝缘意外施加的独立绝缘外，在基本绝缘失效时仍能防止电击。Additional protection from fault

· 双重绝缘 Double Insulation

绝缘由基本绝缘和附加绝缘组成 Insulation comprising both basic insulation and supplementary insulation.

·加强结缘 Reinforced Insulation

它提供的抗电击性不低于双重结缘绝缘，可由几层绝缘组成，不能像附加绝缘或基本绝缘那样单独测试。Single insulation system that provides a degree of protection against electric shock equivalent to double insulation

举例: 基本绝缘就是漆包线上的绝缘漆，附加绝缘就是在漆包线外加上绝缘套管，双重绝缘就是指绝缘漆和绝缘套管。

海拔高度 Operating Altitude

海拔主要影响电气间隙。高于海平面2万m在确定电气间隙时，应考虑海拔高度的影响。主要方法是乘以一个海拔系数来降低金额，见下表。（GB/T 16935.1-2008）

污染等级 Pollution Degree

污染等级是指根据导电或吸湿的灰尘、游离气体或盐以及相对湿度的大小，以及吸湿或冷凝引起的表面介质强度和/或电阻率下降的频率，对环境条件进行分级。

微观环境污染间隙或爬电距离的微观环境污染等级可分为4级。

? 污染等级1：无污染或只有干燥的非导电污染。No contamination or only dry, non-conductive contamination occurs

? 污染等级2：一般来说，只有非导电性污染，但必须考虑冷凝意外引起的短导电性。Only dry, non-conductive contamination occurs. Occasional temporary conductivity may occur as a result of moisture condensation

? 污染等级3:有导电性污染，或干燥的非导电性污染由于预期冷凝而变为导电性。conductive contamination occurs

? 污染等级4：导电污染持久，如导电尘埃或雨雪造成的污染。Impurities in the form of conductive dust, rain or humidity result in permanent conductivity

过压类型 Over-voltage Category

过压等级描述了设备在配电网络中的位置。不同的位置承受不同的过压等级，分为四个等级，也称为过压类别。具体参考IEC 60664。GB/T 18481-2001《电能质量 第三，暂时过电压和瞬态过电压.5条也有类似描述。

——过电压类别I：连接到限制瞬态过电压至相当低水平措施的设备（如过电压保护的电子电路）上的过电压。

——过电压类别II：由配电装置供电的能耗设备（包括电器、移动工具等家庭和类似用途负荷）承受的过电压。如果该设备的安全性（可靠性）和适用性有很强的要求，则采用过电压类别III；

——过电压类别III：安装在配电配电装置中，设备的使用安全（工作可靠性）和适用性必须满足特殊要求（包括安装在配电装置中的开关电器和工业设备）上的过电压；

——过电压类别IV：配电装置电源端使用的设备(包括电表和前级过电流保护设备)的过电压；

以上摘抄自标准原话更难理解，换成更接地气的说法:

万用表插孔处CAT是过压等级，CAT是前缀。参照IEC(国际电工委员会)标准 : I一般指电子设备的内部电压；II从主供电电路支出的低压高能水平，家庭照明电路220V电压属于这类；III一般指380V三相电压

绝缘材料 Insulant

根据绝缘材料CTI值分为四组。CTI(comparative tracking index)，与电痕化指数相比，中文翻译为材料表面能承受50滴电解液而无泄漏痕迹的最高电压值，单位为V。具体分组如下

Group I : 600 ≤ CTI ,

Group II : 400 ≤ CTI ≤ 600

Group IIIa: 175 ≤ CTI ≤ 400

Group IIIb: 100 ≤ CTI ≤ 175

电场类型 Type of the electric field

一般来说，不均匀电场所需的电气间隙大于均匀电场所需的电气间隙

确定电气间隙

1. 选择绝缘类型
2. 冲击耐受电压要求根据绝缘类型确定：

对于功能绝缘的电气间隙，所需的耐受电压应为额定条件下的设备（特别是额定电压和额定冲击电压） F.2)跨电气间隙2预期发生的最大冲击电压或稳态电压（参见表 F.7） 或再现峰值电压（参见表 F.7）；
对于冲击电压，加强绝缘的电气间隙应按表 Ｆ.２对应于比基本绝缘确定的额定冲击耐压高一级之值来确定，加强绝缘应按能承受基本绝缘要求的冲击耐受电压的160％来确定。
对于稳态电压、再现峰值电压和暂时过电压，加强绝缘的电气间隙按表 F.7ａ规定的值确定，以承受160％基本绝缘要求的耐受电压。

3. 应在综合考虑冲击耐受电压、稳态有效值电压、暂时过电压和再现峰值电压之后，选择最大的电气间隙

4. 考虑海拔、环境条件（即确定污染等级）的影响

5. 查表确定电气间隙

下图给出的表F.2只是一系列表中的其中一张表，

确定爬电距离

1. 确定有效电压值
2. 确定绝缘材料CTI
3. 确定污染等级
4. 主要查表F.4来确定爬电距离

当用实际工作电压来确定爬电距离时，允许用插入值确定中间电压的爬电距离。 应使用线性插入法求插入值，并将所得值的位数圆整到表中之值的相同位数