PCB设计时需要考虑的绝缘距离

IEC 60664-1-2020 低压供电系统内设备的绝缘配合爬电距离.pdf

1 表 F.1 -- 直接由电网供电的设备的额定冲击耐受电压

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电网标称电压 ᵃ 三相 (V)	电网标称电压 ᵃ 单相 (V)	衍生自交流或直流标称电压的线对中性点电压最高包含 (V)	额定冲击耐受电压 ᵇ (V) 过电压类别 I ᵈ	额定冲击耐受电压 ᵇ (V) 过电压类别 II ᵈ	额定冲击耐受电压 ᵇ (V) 过电压类别 III ᵈ	额定冲击耐受电压 ᵇ (V) 过电压类别 IV ᵈ
		50	330	500	800	1 500
		100	500	800	1 500	2 500
	120 至 240	150 ᵉ	800	1 500	2 500	4 000
230/400, 277/480		300	1 500	2 500	4 000	6 000
400/690		600	2 500	4 000	6 000	8 000
1 000		1 000	4 000	6 000	8 000	12 000
	>1 000 ≤ 1 250 ᶠ	1 250 ᶠ	4 000	6 000	8 000	12 000
	>1 250 ≤ 1 500 ᶠ	1 500 ᶠ	6 000	8 000	10 000	15 000

**表格注脚：**

a: 参见附录 B 了解其在现有不同低电压电网及其标称电压中的应用。
b: 具有这些额定冲击耐受电压的设备可用于符合 IEC 60364-4-44 标准的安装。
c: "/" 符号表示四线三相配电系统。较低的值是线对中性点电压，较高的值是线对线电压。如果只标出一个值，则指的是三线三相系统，并指定为线对线电压。
d: 有关过电压类别的解释，请参见 4.3 节。
e: 日本单相系统的标称电压为 100 V 或 100 V 至 200 V。然而，其对应电压的额定冲击耐受电压值是根据适用于线对中性点电压为 150 V 的列来决定的（参见附录 B）。
f: 仅适用于直流值。

2 表 F.2 -- 耐受瞬态过电压的电气间隙 (Clearances to withstand transient overvoltages)

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要求的冲击耐受电压 ᵃ (kV)	海拔 2000m 以下空气中的最小电气间隙 (mm) 情况 A：非均匀电场 (见 3.1.27) 污染等级 1 ᵉ	情况 A：非均匀电场污染等级 2 ᵉ	情况 A：非均匀电场污染等级 3 ᵉ	海拔 2000m 以下空气中的最小电气间隙 (mm) 情况 B：均匀电场 (见 3.1.26) 污染等级 1 ᵉ	情况 B：均匀电场污染等级 2 ᵉ	情况 B：均匀电场污染等级 3 ᵉ
0.33 ᵇ	0.01	0.2 ᶜ, ᵈ	0.8 ᵈ	0.01	0.2 ᶜ, ᵈ	0.8 ᵈ
0.40	0.02	0.2 ᶜ, ᵈ	0.8 ᵈ	0.02	0.2 ᶜ, ᵈ	0.8 ᵈ
0.50 ᵇ	0.04	0.2 ᶜ, ᵈ	0.8 ᵈ	0.04	0.2 ᶜ, ᵈ	0.8 ᵈ
0.60	0.06	0.2 ᶜ, ᵈ	0.8 ᵈ	0.06	0.2 ᶜ, ᵈ	0.8 ᵈ
0.80 ᵇ	0.10	0.2 ᶜ, ᵈ	0.8 ᵈ	0.10	0.2 ᶜ, ᵈ	0.8 ᵈ
1.0	0.15	0.2 ᶜ, ᵈ	0.8 ᵈ	0.15	0.2 ᶜ, ᵈ	0.8 ᵈ
1.2	0.25	0.25	0.8 ᵈ	0.20	0.2 ᶜ, ᵈ	0.8 ᵈ
1.5 ᵇ	0.5	0.5	0.8 ᵈ	0.3	0.3	0.8 ᵈ
2.0	1.0	1.0	1.0	0.45	0.45	0.8 ᵈ
2.5 ᵇ	1.5	1.5	1.5	0.60	0.60	0.8 ᵈ
3.0	2.0	2.0	2.0	0.80	0.80	0.8 ᵈ
4.0 ᵇ	3.0	3.0	3.0	1.2	1.2	1.2
5.0	4.0	4.0	4.0	1.5	1.5	1.5
6.0 ᵇ	5.5	5.5	5.5	2.0	2.0	2.0
8.0 ᵇ	8.0	8.0	8.0	3.0	3.0	3.0
10	11	11	11	3.5	3.5	3.5
12 ᵇ	14	14	14	4.5	4.5	4.5
15	18	18	18	5.5	5.5	5.5
20	25	25	25	8.0	8.0	8.0
25	33	33	33	10	10	10
30	40	40	40	12.5	12.5	12.5
40	60	60	60	17	17	17
50	75	75	75	22	22	22
60	90	90	90	27	27	27
80	130	130	130	35	35	35
100	170	170	170	45	45	45

表格注脚：

a 此电压是指：
- 对于功能绝缘 ，以及直接暴露于主电源 (mains supply) 或受其瞬态过电压 显著影响的基本绝缘 （见 5.2.2.2、5.2.2.3 和 5.2.4），为设备的额定冲击耐受电压；
- 对于其他基本绝缘 （见 5.2.5），为电路中可能出现的最高冲击电压。
  对于加强绝缘，见 5.2.5。
b 4.2.2.1 中规定的优先值。
c 对于印制电路板（PCB）材料，适用污染等级 1 的数值，但如表 F.5 所规定，该值不得小于 0.04 mm。采用高质量的阻焊层进行保护，是允许执行此电气间隙缩减的最低要求。
d 针对污染等级 2 和 3 给出的最小电气间隙 ，是基于相关爬电距离在湿度条件下耐受特性降低而确定的。
e 污染等级 4 的尺寸与污染等级 3 的规定相同，只是其最小电气间隙为 1.6 mm。

3 表 F.5 -- 避免漏电起痕失效的最小爬电距离 (Creepage distances to avoid failure due to tracking)

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电压有效值 (RMS) ᵃ, ᵉ (V)	印制电路板材料污染等级 1 所有材料组别 (mm)	印制电路板材料污染等级 2 ᶠ 除 IIIb 外所有组别 (mm)	污染等级 1 所有材料组别 (mm)	污染等级 2 材料组别 I (mm)	污染等级 2 材料组别 II (mm)	污染等级 2 材料组别 III (mm)	污染等级 3 材料组别 I (mm)	污染等级 3 材料组别 II (mm)	污染等级 3 材料组别 III ᵇ (mm)
10	0.025	0.040	0.080	0.400	0.400	0.400	1.000	1.000	1.000
12.5	0.025	0.040	0.090	0.420	0.420	0.420	1.050	1.050	1.050
16	0.025	0.040	0.100	0.450	0.450	0.450	1.100	1.100	1.100
20	0.025	0.040	0.110	0.480	0.480	0.480	1.200	1.200	1.200
25	0.025	0.040	0.125	0.500	0.500	0.500	1.250	1.250	1.250
32	0.025	0.040	0.14	0.53	0.53	0.53	1.30	1.30	1.30
40	0.025	0.040	0.16	0.56	0.80	1.10	1.40	1.60	1.80
50	0.025	0.040	0.18	0.60	0.85	1.20	1.50	1.70	1.90
63	0.040	0.063	0.20	0.63	0.90	1.25	1.60	1.80	2.00
80	0.063	0.100	0.22	0.67	0.95	1.30	1.70	1.90	2.10
100	0.100	0.160	0.25	0.71	1.00	1.40	1.80	2.00	2.20
125	0.160	0.250	0.28	0.75	1.05	1.50	1.90	2.10	2.40
160	0.250	0.400	0.32	0.80	1.10	1.60	2.00	2.20	2.50
200	0.400	0.630	0.42	1.00	1.40	2.00	2.50	2.80	3.20
250	0.560	1.000	0.56	1.25	1.80	2.50	3.20	3.60	4.00
320	0.75	1.60	0.75	1.60	2.20	3.20	4.00	4.50	5.00
++400++	++1.0++	++2.0++	1.0	2.0	2.8	4.0	5.0	5.6	6.3
500	1.3	2.5	1.3	2.5	3.6	5.0	6.3	7.1	8.0 (7.9) ᵈ
630	1.8	3.2	1.8	3.2	4.5	6.3	8.0 (7.9) ᵈ	9.0 (8.4) ᵈ	10.0 (9.0) ᵈ
++800++	++2.4++	++4.0++	2.4	4.0	5.6	8.0	10.0 (9.0) ᵈ	11.0 (9.6) ᵈ	12.5 (10.2) ᵈ
1 000	3.2	5.0	3.2	5.0	7.1	10.0	12.5 (10.2) ᵈ	14.0 (11.2) ᵈ	16.0 (12.8) ᵈ
1 250	-	-	4.2	6.3	9.0	12.5	16.0 (12.8) ᵈ	18.0 (14.4) ᵈ	20.0 (16.0) ᵈ
1 600	-	-	5.6	8.0	11.0	16.0	20.0 (16.0) ᵈ	22.0 (17.6) ᵈ	25.0 (20.0) ᵈ
2 000	-	-	7.5	10.0	14.0	20.0	25.0 (20.0) ᵈ	28.0 (22.4) ᵈ	32.0 (25.6) ᵈ
2 500	-	-	10.0	12.5	18.0	25.0	32.0 (25.6) ᵈ	36.0 (28.8) ᵈ	40.0 (32.0) ᵈ
3 200	-	-	12.5	16.0	22.0	32.0	40.0 (32.0) ᵈ	45.0 (36.0) ᵈ	50.0 (40.0) ᵈ
4 000	-	-	16.0	20.0	28.0	40.0	50.0 (40.0) ᵈ	56.0 (44.8) ᵈ	63.0 (50.4) ᵈ
5 000	-	-	20.0	25.0	36.0	50.0	63.0 (50.4) ᵈ	71.0 (56.8) ᵈ	80.0 (64.0) ᵈ
6 300	-	-	25.0	32.0	45.0	63.0	80.0 (64.0) ᵈ	90.0 (72.0) ᵈ	100.0 (80.0) ᵈ
8 000	-	-	32.0	40.0	56.0	80.0	100.0 (80.0) ᵈ	110.0 (88.0) ᵈ	125.0 (100.0) ᵈ
10 000	-	-	40.0	50.0	71.0	100.0	125.0 (100.0) ᵈ	140.0 (112.0) ᵈ	160.0 (128.0) ᵈ
12 500	-	-	50.0 ᶜ	63.0 ᶜ	90.0 ᶜ	125.0 ᶜ	-	-	-
16 000	-	-	63.0 ᶜ	80.0 ᶜ	110.0 ᶜ	160.0 ᶜ	-	-	-
20 000	-	-	80.0 ᶜ	100.0 ᶜ	140.0 ᶜ	200.0 ᶜ	-	-	-
25 000	-	-	100.0 ᶜ	125.0 ᶜ	180.0 ᶜ	250.0 ᶜ	-	-	-
32 000	-	-	125.0 ᶜ	160.0 ᶜ	220.0 ᶜ	320.0 ᶜ	-	-	-
40 000	-	-	160.0 ᶜ	200.0 ᶜ	280.0 ᶜ	400.0 ᶜ	-	-	-
50 000	-	-	200.0 ᶜ	250.0 ᶜ	360.0 ᶜ	500.0 ᶜ	-	-	-
63 000	-	-	250.0 ᶜ	320.0 ᶜ	450.0 ᶜ	600.0 ᶜ	-	-	-

注 (NOTE)： 本表中给出的爬电距离具有高精度，但这并不意味着测量的不确定度也必须达到同一数量级。

表格注脚：

a: 此电压适用于：
- 功能绝缘 (functional insulation) ：稳态工作电压（见 5.3.4）。
- 直接由主电源供电电路的基本绝缘 (basic insulation) 和附加绝缘 (supplementary insulation) （见 5.3.5）：根据设备的额定电压或额定绝缘电压，通过表 F.3 或表 F.5 合理化的电压。
- 非直接由主电源供电的系统、设备和内部电路的基本绝缘 和附加绝缘（见 5.3.5）：在额定电压供电并在设备额定范围内最苛刻的运行条件组合下，系统、设备或内部电路中可能出现的最高有效值（RMS）电压。
b: 材料组别 IIIb 不推荐用于电压高于 630 V 且污染等级为 3 的应用场合。
c: 基于外推法的临时数据。基于经验掌握其他信息的技术委员会可以使用他们自己的尺寸数据。
d: 括号中给出的值适用于在使用加强筋（rib）时减小爬电距离（见 5.3.3.7）。
e: 允许在两个电压值之间进行线性插值（见 5.3.4，5.3.5）。
f: 见 5.3.3.8。

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4 总结

在 IEC 60664-1 等安规标准中，污染等级（Pollution Degree, 简称 PD）直接决定了绝缘表面的爬电距离。对于印制电路板（PCB）而言，两者的区别在于运行环境的湿度与导电污染物的控制程度：

污染等级 1 (PD1)：
- 定义： 没有污染，或者只有干燥的、非导电性的污染发生。这种污染没有任何影响。
- 实际应用： 裸露的 PCB 几乎不可能达到 PD1。要适用 PD1 的爬电距离（如你提到的 400V 对应 1.0mm，800V 对应 2.4mm），PCB 必须进行完全密封、灌封，或者涂覆高质量的三防漆（Conformal Coating） ，将铜皮与外部空气和湿气完全隔绝。
污染等级 2 (PD2)：
- 定义： 一般只发生非导电性污染，但必须考虑到偶然因凝露（冷结水）而造成的短暂导电。
- 实际应用： 这是绝大多数没有灌封的工业和商用电子设备内部 PCB 的默认标准。只要设备外壳能防雨防尘，且内部没有持续的高湿度，就按 PD2 评估（如你提到的 400V 对应 2.0mm，800V 对应 4.0mm）。

总结： 除非你打算在光伏/电池输入侧的 PCBA 生产环节增加严格的三防漆涂覆工艺，否则在 Layout 时必须老老实实按照 PD2 的参数来留出爬电距离。

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