크리피지·클리어런스 차이

PCB나 전원장치, 산업용 제어기기의 설계자료를 보면 Creepage Distance와 Clearance라는 용어를 자주 볼 수 있습니다. 둘 다 전기적 절연을 확보하기 위한 거리지만 측정하는 방식과 영향을 받는 조건이 다릅니다.

특히 고전압 회로나 AC 입력부에서는 두 거리를 혼동하면 절연 안전성을 제대로 판단하기 어렵습니다.

크리피지와 클리어런스란?

Clearance는 두 도전부 사이를 공기를 통해 가장 짧게 연결한 거리입니다.

반면 Creepage Distance는 두 도전부 사이를 절연물 표면을 따라 측정한 최단 거리를 의미합니다.

간단히 정리하면 다음과 같습니다.

구분	의미
Clearance	공기 중 최단거리
Creepage	절연물 표면을 따라가는 최단거리
주요 목적	절연파괴와 표면 누설 위험 방지

저전압 기기의 절연협조에 관한 대표적인 국제규격은 IEC 60664-1입니다. 현재 IEC에서는 2020년판에 2025년 Amendment 1이 반영된 통합판을 제공하고 있습니다.

Clearance가 중요한 이유

Clearance는 주로 공기 중 절연파괴와 관련이 있습니다.

두 도체 사이의 전압이 충분히 높아지면 직접 접촉하지 않아도 공기 중에서 방전이 발생할 수 있습니다.

예를 들어 PCB의 고전압 패턴 두 개가 너무 가까우면 순간적인 과전압이 발생했을 때 두 패턴 사이에서 방전이 일어날 가능성이 커집니다.

Clearance를 결정할 때는 대표적으로 다음 조건을 고려합니다.

• 사용 전압
• 임펄스 전압
• 과전압 카테고리
• 설치 고도
• 전기장 조건

IEC 60664-1은 AC 1,000V 또는 DC 1,500V 이하의 저전압 공급시스템에 연결되는 장비를 대상으로 Clearance와 Creepage를 결정하기 위한 기준을 제공합니다.

Creepage가 중요한 이유

Creepage는 절연물 표면을 따라 흐르는 누설전류와 표면 절연 열화와 관련이 있습니다.

PCB 표면에 먼지나 습기, 오염물질이 쌓이면 원래 절연체였던 표면을 따라 전류가 흐르기 쉬워질 수 있습니다.

따라서 Creepage는 단순히 전압만 확인하는 것이 아니라 다음과 같은 조건도 중요합니다.

• 동작전압
• 오염도
• 절연재의 특성
• 사용환경
• PCB 표면 상태

즉 외부 환경에 노출되거나 습기와 먼지가 많은 환경에서는 충분한 Creepage 확보가 특히 중요합니다.

Pollution Degree는 무엇일까?

Creepage를 결정할 때 자주 등장하는 것이 Pollution Degree, 오염도 등급입니다.

기기의 사용환경에 따라 절연표면이 얼마나 오염될 가능성이 있는지를 구분하는 개념입니다.

일반적인 개념은 다음과 같습니다.

Pollution Degree 1
오염이 거의 없거나 건조한 비전도성 오염만 존재하는 환경

Pollution Degree 2
일반적으로 비전도성 오염이 있지만 결로로 인해 일시적으로 전도성이 생길 수 있는 환경

Pollution Degree 3
전도성 오염이 있거나 건조한 오염이 결로로 인해 전도성을 가질 수 있는 환경

Pollution Degree 4
전도성 먼지나 비·눈 등으로 지속적인 전도성 오염이 발생하는 환경

따라서 동일한 전압이라도 오염도가 높은 환경에서는 더 긴 Creepage가 요구될 수 있습니다.

CTI도 Creepage와 관련이 있다

PCB 소재를 살펴보면 CTI(Comparative Tracking Index)라는 값을 볼 수 있습니다.

CTI는 절연재 표면이 전기적 트래킹에 얼마나 견디는지를 평가하는 지표입니다.

트래킹은 오염되거나 습한 절연표면을 따라 반복적으로 미세 전류가 흐르면서 탄화 경로가 형성되는 현상을 의미합니다.

따라서 PCB의 Creepage를 결정할 때는 단순히 FR-4라는 소재명만 보는 것이 아니라 해당 절연재의 CTI와 재료 그룹도 고려할 수 있습니다.

같은 PCB에서 두 거리는 어떻게 다를까?

PCB에 다음과 같이 두 개의 고전압 패턴이 있다고 가정해보겠습니다.

두 패턴 사이가 평평한 PCB 표면이라면 Clearance와 Creepage가 비슷할 수 있습니다.

하지만 두 패턴 사이에 홈이나 절연 구조가 있다면 상황이 달라집니다.

Clearance는 공기 중 최단거리를 측정하기 때문에 직선거리가 기준이 될 수 있습니다.

반면 Creepage는 절연재 표면을 따라 측정하므로 홈이나 구조물에 의해 실제 거리가 더 길어질 수 있습니다.

이 때문에 일부 고전압 PCB에서는 Creepage를 늘리기 위해 슬롯(Slot)이나 홈을 추가하는 설계를 사용하기도 합니다.

고도가 높으면 왜 Clearance가 중요할까?

고도가 높아지면 공기의 밀도가 낮아져 공기의 절연성능에도 영향을 줄 수 있습니다.

IEC 60664-1은 기본적으로 해발 2,000m까지의 사용환경을 다루며, 더 높은 고도에서 사용할 경우 Clearance에 대한 보정 지침을 제공합니다. 2020년판에는 고도 보정 관련 표도 업데이트되었습니다.

따라서 고산지역에서 사용하는 전력장비나 산업용 장비라면 동일한 전압이라도 고도 조건을 함께 고려해야 합니다.

Clearance와 Creepage를 확인할 때 주의할 점

두 거리 모두 하나의 고정된 숫자로 정할 수 있는 것은 아닙니다.

예를 들어 230V이므로 무조건 몇 mm라고 단순하게 판단하는 방식은 정확하지 않을 수 있습니다.

실제 필요한 거리는 다음과 같은 조건에 따라 달라집니다.

Clearance

전압 → 과전압 조건 → 임펄스 내전압 → 고도

Creepage

동작전압 → 오염도 → 절연재 특성 → CTI 및 재료 그룹

또한 실제 제품에는 IEC 60664-1뿐 아니라 해당 제품군의 개별 안전규격이 적용될 수 있으므로 최종 설계에서는 제품별 규격의 요구사항을 우선 확인해야 합니다.

정리

Creepage와 Clearance는 모두 전기제품의 절연 안전성을 확보하기 위한 거리지만 측정 방법이 다릅니다.

Clearance = 두 도체 사이의 공기 중 최단거리

Creepage = 절연물 표면을 따라 측정한 최단거리

Clearance는 주로 공기 중 절연파괴와 관련되고, Creepage는 절연표면의 오염과 누설전류, 트래킹과 관련이 있습니다.

따라서 PCB나 전기장비의 절연거리를 확인할 때는 단순히 전압만 보는 것이 아니라 과전압 조건, 오염도, 고도, 절연재 특성까지 함께 확인하는 것이 중요합니다.

공식 참고 규격: IEC 60664-1:2020+A1:2025, Insulation coordination for equipment within low-voltage supply systems – Part 1: Principles, requirements and tests