今天說一說安規方面的電氣間隙與爬電距離,二者統稱為安規距離,這個東西屬於老生常談的知識,大家隨處可以搜尋到,但總是有點模稜兩可,所以我也總結下。

在BMS單板上面,大家經常可以看到高低壓之間涇渭分明的隔離帶,此處不會有走線、銅皮等,目的是實現電氣隔離;那麼問題來了,這個隔離帶的寬度是怎麼設定的?

BMS裡面的安規設計:電氣間隙與爬電距離(上)

這就涉及到了電氣間隙與爬電距離的設計,先介紹一下它們的概念:

電氣間隙:兩個導電部件之間在空氣中的最短距離,如下圖例子。

電氣間隙過小就有可能因為瞬時衝擊電壓過大導致拉弧產生電火花帶來危害。

BMS裡面的安規設計:電氣間隙與爬電距離(上)

爬電距離:兩導電部件之間沿固體絕緣材料表面的最短距離,如下圖例子。

BMS裡面的安規設計:電氣間隙與爬電距離(上)

電氣間隙與爬電距離都是為了進行電氣隔離,為了防止人員觸電和意外火災。

同時要注意二者與絕緣耐壓、絕緣阻抗的區別;簡單來講,滿足了安規間距,就一定能滿足絕緣耐壓和絕緣阻抗要求,但反之不一定。

我們上面直接跳過了安規的概念,再簡單提一句;安規就是對產品安全的要求,最基本的要求就是不能危害到人身和財產。

安規其實涉及範圍很廣,如電擊、與能量有關的危險、火災、機械危險、與熱有關的危險、化學危險、輻射。如果僅僅理解為電方面的危險,是片面的。

下面討論一下絕緣類別的分配,即在BMS上面高壓取樣電路與低壓電路之間的絕緣類別該劃分到哪一類呢?

BMS裡面的安規設計:電氣間隙與爬電距離(上)

直接說出建議的劃分:高壓電路與金屬外殼之間為基本絕緣;高壓電路與低壓電路之間為加強絕緣;高壓電路之間為功能絕緣。

下圖來源於IEC 60950-1,裡面提供了一些參考的劃分方法;但核心思想是:當出現絕緣失效時,不能直接危害到人身安全。

BMS裡面的安規設計:電氣間隙與爬電距離(上)

所以在高壓電路與低壓電路之間要求加強絕緣,因為人是可以摸到低壓通訊線的,當出現了一重絕緣失效後,還有一重防護,人不會直接接觸到高壓。

單板設計考慮落實絕緣設計時,主要考慮兩點:一是安規距離,二是安規器件。

安規距離就是指前面提的電氣間隙與爬電距離,要制定出一個具體的量值滿足對應的安規絕緣要求。

安規器件就是指隔離處的變壓器、數字隔離器等器件,它們要經過安規認證或經過實際的安規測試;這裡要提一點,我們用於菊花鏈通訊的變壓器,在高低壓隔離帶位置的那個目前好像都不是加強絕緣設計,即便使用兩個變壓器串聯,也要選擇滿足基本絕緣的變壓器才行,這個要再著重審視一下。

BMS裡面的安規設計:電氣間隙與爬電距離(上)

總結:

本文主要介紹了一下前置的概念定義,下一篇會繼續討論電氣間隙與爬電距離的計算方法;寫的過程中,又發現了一個問題,就是BMS對於絕緣的要求,這個還未澄清,計劃寫完安規距離後,就總結絕緣方面的知識點;以上所有,僅供參考。

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