在進行電池系統的高壓設計，包括高壓部件的設計，BMS中高壓部分電路的PCB設計，經常提到一個爬電距離，或者絕緣應該怎么做才更好，大多時候都是憑借著經驗值來進行設計，之前也有斷斷續續了解到一些關于這方面的知識，但是一直沒能徹底的搞清楚這一點，于是抽空找到了曾經看過的那些標準，仔細梳理了一下這方面的內容。

首先先找到標準中的注釋部分，介紹一下這些內容，再以我對這個問題的理解順序，給大家分享一下我的理解，當然可能也有一些理解存在偏差的地方，歡迎大家指正。

在寫的過程中綜合好幾個不同的標準，其實是有發現這些標準中的內容存在一些沖突，但是差距并不是很大，大家如果有興趣，可以自己再詳細的去研究一下。涉及到的標準如下： GB4706.1 GB8898 IEC950 IEC664A

一

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污染等級

微觀環境決定了絕緣上污染的影響，一些冷凝或者固體顆粒、灰塵，這些東西在微觀上如果實現跨接，是肯定會影響到絕緣效果。例如潮濕時污染就具有導電性，由一些含有金屬離子的臟水、煙灰、碳灰引起的污染也具有導電性。因此在IEC60664-1中有定義微觀環境的污染等級，這里一共確立4個污染等級：

——1級污染：沒有污染或僅發生干燥的、非導電性的污染。污染不會產生影響； ——2級污染：除了可預見的冷凝所引起的短時2偶然的污染外，僅發生非導電性的污染； ——3級污染：適用于設備內局部的內部環境承受導電污染或承受由于預期的水汽凝結可能變成導電的干燥非導電污染，或設備處于某一區域，其外部環境存在導電污染或可能變成導電的干燥非導電污染；

——4級污染：由導電性粉塵、雨水或雪花引起的產生持久導電性的污染。

對于以上分類，其中第四種基本上不太適用于我們所常用的范圍。

二

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電氣間隙

單純從字面上理解電氣間隙的話比較簡單，它表示兩個導電部件之間，或一個導電部件與器具的易觸及表面之間的空間最短距離。

三

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爬電距離

兩個導電部件之間，或者一個導電部件與器具的易觸面及表面之間沿絕緣材料表面測量的最短路徑。

因此從上面的術語定義可以看到電氣間隙是從空間上的維度來講的，而對于爬電距離，可以理解為則是基于平面來講的。而在GB8898這個標準中也根據前面提到的概念詳細介紹了一下電氣間隙和爬電距離的計算，其中比較特殊的一個是針對具有窄溝槽的情況，其爬電距離和電氣間隙是一樣的。

對于這種窄溝槽，其條件是爬電距離的測量通路上包括一條任意深度，寬度小于Xmm，槽壁平行或收縮的溝槽。測量規則就是直接跨過溝槽測量爬電距離和電氣間隙。

其中X的值跟污染等級就強相關了，其對應關系如下表所示：

對于一些我們在電氣部件設計中經常用到的絕緣格柵，絕緣溝槽，他們是怎么通過一些手段來提高爬電距離的呢，常用的兩個方式有，挖溝槽和豎格柵。

對于挖溝槽，首先窄溝槽是不行的，需要挖寬溝槽，對于寬溝槽，其爬電距離就明顯比電氣間隙要長了。（虛點為爬電距離，實線為電氣間隙）

對于加肋條這種操作，其電氣間隙就是跨越過肋條頂端之后連接的直線距離，而對于爬電距離，則是沿著肋條的邊緣輪廓伸展的道路。因此可以看到，不管是對于挖溝槽還是加肋條，都能很好的加大爬電距離。

那爬電距離和電氣間隙究竟對我們的設計有哪些影響呢，在上面提到的標準里面，則是都有定義，電氣間隙和爬電距離都是針對我們的電壓等級來設定的，具體的對應關系就如下表所示：

電氣間隙里面又提到了基本絕緣、附加絕緣、加強絕緣，這幾個又是啥意思呢？直接copy標準中定義的部分如下：

對于我們PCB或者電氣部件的設計，其實爬電距離更常用一些，爬電距離中定義的基本絕緣下爬電距離和與工作電壓的關系則比較清晰，在標準中也能夠查到，并且也能比較清楚的看明白這個內容。

在爬電距離這個表格中，又提到了新的概念，那就是材料組，然后通過標準查找得到材料組的定義如下：

而對于我們一般用到的PCB的FR4板材，一般屬于IIIa材料組。

但是針對PCB板的爬電距離，由于阻焊層的加入，并且是處于平面層，在GB8898中對絕緣距離做了特殊的說明，用一個非常詳細的公式來定義了工作電壓和爬電距離的要求。