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
| 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)
| 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)
| 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。
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。