上周在上海舉辦的儲能展會很是火爆，折射出儲能這個行業(yè)內(nèi)卷也很嚴(yán)重了，話說回來，現(xiàn)在新能源相關(guān)的工作加班都不少，我的發(fā)際線岌岌可危。

關(guān)于安規(guī)的這個話題，我兩年前寫過幾篇文章，介紹車載BMS安規(guī)距離的計算，最近半年來有一半時間在做儲能BMS的設(shè)計，對安規(guī)距離有了些新的認(rèn)知，打算這里就再次總結(jié)與學(xué)習(xí)下。

在設(shè)計儲能BMS時，一般參照標(biāo)準(zhǔn)《GB/T 34131-2023 電力儲能用電池管理系統(tǒng)》來梳理需求，其中針對海拔高度參照標(biāo)準(zhǔn)GB/T 7251.1的規(guī)定來進行設(shè)計，這個就是安規(guī)設(shè)計的要求。

具體地，這個標(biāo)準(zhǔn)全稱為《GB/T 7251.1-2023 低壓成套開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備 第1部分：總則》，在其8.2章節(jié)介紹了電氣間隙與爬電距離的計算方法。

進一步地，如下圖，里面關(guān)于安規(guī)距離的要求還是要參考標(biāo)準(zhǔn)GB/T 16935.1-2008，此標(biāo)準(zhǔn)的母標(biāo)準(zhǔn)為IEC 60664-1，它在今年有新的版本發(fā)布，即《GB/T 16935.1-2023 低壓供電系統(tǒng)內(nèi)設(shè)備的絕緣配合 第1部分:原理、要求和試驗》。

針對這兩種安規(guī)距離，電氣間隙依據(jù)額定沖擊耐受電壓來定義，爬電距離依據(jù)額定絕緣電壓來定義；這里面有一些術(shù)語定義比較拗口、容易混淆，有必要先梳理下概念。

先介紹下什么是過電壓？如下圖（來自于GB/T 7251.1-2023），暫時過電壓時間大概為秒級，而瞬態(tài)過電壓時間為毫秒級，其中暫時過電壓定義為工頻電壓。

而在GB/T 16935.1-2008中同樣定義了過電壓的概念（如下圖），邏輯與上面基本一致。

接著是耐受電壓的定義，如下圖（來自于GB/T 16935.1-2008），它是指在不引起擊穿、閃絡(luò)下的一種過電壓；里面與我們相關(guān)的主要包括沖擊耐受電壓與暫時耐受過電壓，其中暫時耐受過電壓是指一種暫時過電壓，那么也是工頻電壓，而沖擊耐受電壓我理解是一種瞬時過電壓。

而在GB/T 7251.1-2023中只定義了兩個耐受電壓，從定義看這個工頻耐受電壓與上面的暫時耐受過電壓應(yīng)該是同一個概念。

最后再看下標(biāo)準(zhǔn)中額定電壓的定義，如下圖（來自于GB/T16935.1-2008），我理解“額定”兩個字是用來指設(shè)備供應(yīng)商可以承諾的一個能力，其中分為長期耐受能力（不同于瞬時、暫時）、短時耐受能力與瞬時耐受能力；額定絕緣電壓用來表征其長期的耐受能力，而額定沖擊電壓表征其瞬時耐受能力，額定暫時過電壓用來表征其短時耐受能力。

而在GB/T 7251.1-2023中的定義其邏輯與上面基本一致。

所以，再來看這句話“電氣間隙依據(jù)額定沖擊耐受電壓來定義，爬電距離依據(jù)額定絕緣電壓來定義” ，我們找到對應(yīng)的這兩個值就可以進行計算了。

先羅列下儲能電池系統(tǒng)的一般工作條件：系統(tǒng)最高直流工作電壓為1500V，海拔高度定為5000m，非均勻電場，單板污染等級為2，PCB的CTI待定。

電氣間隙的計算

首先確定額定沖擊耐受電壓，這里參考IEC 60664-1 2020（因為最新版本的GB/T 16935.1找不到），這里有一個爭議點，標(biāo)準(zhǔn)中詳細定義了直接由電網(wǎng)供電的設(shè)備要求，但沒有定義非直接由電網(wǎng)供電的設(shè)備該怎么制定，儲能系統(tǒng)BMS按理講應(yīng)該為后者；本文當(dāng)成前者去展開計算，一般選取過電壓類別為Ⅱ（這個選擇也有爭議），對應(yīng)1500V工作電壓，那么得到額定沖擊耐受電壓為8000V，這個對應(yīng)的是基本絕緣，如果是加強絕緣的話，需要比基本絕緣對應(yīng)的額定沖擊耐受電壓高一個等級，即12000V；另外功能絕緣的沖擊耐受電壓按照1500V。

然后進行查表，如下圖，可以得到海拔2000m處的電氣間隙了；2000m以上要考慮乘以一個海拔修正系數(shù)。

最終得到如下一個匯總表：

爬電距離的計算

使用額定絕緣電壓來制定爬電距離（因為瞬時過電壓通常不會影響電痕化現(xiàn)象）；按照非直接由電網(wǎng)供電設(shè)備，額定絕緣電壓選取設(shè)備可能出現(xiàn)的最高有效值電壓，這里選取1500V，然后去查下表，采用插值法得到功能絕緣與基本絕緣對應(yīng)的爬電距離，加強絕緣的爬電距離為基本絕緣的兩倍。

具體查表時，你會發(fā)現(xiàn)PCB對應(yīng)的電壓只到1000V，1500V要按照其他材料去查表，所以這里對PCB的CTI就有要求了，計算得到爬電距離如下表：如果選取PCB的CTI大的話，可以減小爬電距離，對于器件選型是有好處的，但是PCB板材成本會上升。

因為要求爬電距離不能小于電氣間隙，得到匯總的安規(guī)距離如下：

總結(jié)：

上面安規(guī)距離計算過程中某些值的制定需要大家自己去考量，我相信一定會有所不同，但是整個計算方法是可以拿去借鑒的；儲能系統(tǒng)還有海外認(rèn)證上面的安規(guī)要求，我現(xiàn)在了解的不太全面，等后面逐步了解后再總結(jié)；這兩天出差，寫得有點慢，酒店碼字效率太低了；以上所有，真的僅供參考。