4 确定电气间隙和爬电距离

本节基于 IEC 62477-1:2022 标准阐明电气间隙和爬电距离。

1. 电气间隙

   对于功能绝缘、基础绝缘或附加绝缘，应直接根据图 4-1 确定电气间隙。

   增强绝缘的脉冲耐受电压比基本绝缘高一级。例如，如果基础绝缘的脉冲耐受电压为 6,000V，则增强绝缘的耐受电压应为 8,000V。

   请注意，图中所示为海拔 2,000m 及以下空气中的最小电气间隙。对于海拔超过 2,000m 的应用，需考虑第 3.6 节所述的海拔修正系数。

   图 4-1 电气间隙确定表
2. 爬电距离

   功能绝缘、基础绝缘和附加绝缘的爬电距离应根据图 4-2 确定值。

   增强绝缘的爬电距离应为基础绝缘所需距离的两倍。例如，如果基础绝缘的爬电距离为 8mm，则增强绝缘的爬电距离应为 16mm。

   请注意，在所有情况下，相关的爬电距离不得小于所需的电气间隙（即 CPG 始终大于或等于 CLR）。

   请注意，允许对工作电压进行插值计算。例如，此处未列出 1,500V，但可以利用 1,250V 与 1,600V 之间的插值来确定爬电距离（在污染等级 2、CTI I 条件下，对 6.3mm 与 8mm 进行插值）。

   图 4-2 爬电距离确定表
3. 确定 CLR 和 CPG 的简化流程图

   根据 IEC 62477-1:2022，确定电气间隙和爬电距离的准则非常复杂，因为需要考虑所有场景。对于大多数高压应用，如太阳能逆变器和 ESS，可简化为图 4-3 和图 4-4 所示。

   图 4-3 确定 CLR 的简化流程图
   图 4-4 确定 CPG 的简化流程图
4. CLR 和 CPG 确定示例

图 4-5 展示了 1,500VDC 太阳能逆变器或 ESS 的电气间隙逐步确定示例。

图 4-6 展示了爬电距离的逐步确定示例。在第 4 步中，插值计算如下：(8 - 6.3)/(1,600 - 1,250) × (1,500 - 1,250) + 6.3 = 7.514mm。

表 4-1 汇总了 1,500VDC、OVC II、CTI-I、污染等级 2 条件下的结果。

在某些情况下，隔离设计可能难以满足相应 OVC 等级下的脉冲耐受电压要求。一种实用的方法是将脉冲耐受电压降低一级，例如通过增加 SPD 将 8,000V 降至 6,000V（即从 OVC II 降至 OVC I），以降低隔离设计难度。更多示例可参考 IEC 62477-1:2022 中的附录 I（资料性）过电压类别降低示例。

表 4-2 汇总了将 OVC II 降至 OVC I 的结果。此时可见，在海拔 5,000m 时，基础绝缘要求电气间隙与爬电距离均为 8.14mm。现在，TI 最新的数字隔离器 ISO64xx 现已支持此要求，如图 4-7 所示。