Аннотация: В 1987 году подтехнический комитет Международной электротехнической комиссии (МЭК) 17D разработал технический документ под названием «Требования к координации изоляции в Приложении 1 к IEC439», который официально ввел координацию изоляции в низковольтные распределительные устройства и устройства управления. оборудование.В нынешней ситуации в Китае, в электротехнической продукции высокого и низкого напряжения, координация изоляции оборудования по-прежнему является большой проблемой.Из-за формального введения концепции координации изоляции в низковольтном распределительном и управляющем оборудовании это всего лишь вопрос почти двух лет.Следовательно, более важной проблемой является решение проблемы координации изоляции в изделии.
Ключевые слова: Изоляция и изоляционные материалы для распределительных устройств низкого напряжения.
Координация изоляции является важным вопросом, связанным с безопасностью изделий электрооборудования, и на него всегда обращали внимание со всех сторон.Координация изоляции была впервые использована в электротехнических изделиях высокого напряжения.В 1987 году подтехнический комитет Международной электротехнической комиссии (МЭК) 17D разработал технический документ, озаглавленный «Требования к координации изоляции в Приложении 1 к IEC439», который официально ввел координацию изоляции в низковольтное распределительное и управляющее оборудование.Что касается реальной ситуации в нашей стране, согласование изоляции оборудования по-прежнему является большой проблемой в электротехнических изделиях высокого и низкого напряжения.Статистика показывает, что авария, вызванная системой изоляции, составляет 50-60% электротехнических изделий в Китае.Более того, прошло всего два года с тех пор, как концепция согласования изоляции официально процитирована в низковольтном распределительном и управляющем оборудовании.Следовательно, более важной проблемой является решение проблемы координации изоляции в изделии.
2. Основной принцип согласования изоляции
Координация изоляции означает, что электрические характеристики изоляции оборудования выбираются в соответствии с условиями эксплуатации и окружающей средой оборудования.Координация изоляции может быть реализована только тогда, когда конструкция оборудования основана на прочности функции, которую оно выполняет в течение ожидаемого срока службы.Проблема согласования изоляции возникает не только снаружи оборудования, но и в самом оборудовании.Это проблема, затрагивающая все аспекты, и ее следует рассматривать комплексно.Основные моменты разделены на три части: во-первых, условия использования оборудования;Во-вторых, среда использования оборудования, а в-третьих, выбор изоляционных материалов.
(1) Состояние оборудования
Условия использования оборудования в основном относятся к напряжению, электрическому полю и частоте, используемой оборудованием.
1. Связь между координацией изоляции и напряжением.При рассмотрении взаимосвязи между координацией изоляции и напряжением необходимо учитывать напряжение, которое может возникнуть в системе, напряжение, создаваемое оборудованием, требуемый уровень постоянного рабочего напряжения, а также опасность для личной безопасности и несчастный случай.
1. Классификация напряжения и перенапряжения, форма сигнала.
а) Длительное напряжение промышленной частоты, при постоянном напряжении R, м, с
б) Временное перенапряжение, перенапряжение промышленной частоты в течение длительного времени
c) Переходное перенапряжение, перенапряжение в течение нескольких миллисекунд или меньше, обычно сильное затухание колебаний или отсутствие колебаний.
—— Переходное перенапряжение, обычно одностороннее, достигающее пикового значения 20 мкс
— Быстроволновое предварительное перенапряжение: переходное перенапряжение, обычно в одном направлении, достигающее пикового значения 0,1 мкс.
——Перенапряжение с фронтом крутой волны: кратковременное перенапряжение, обычно в одном направлении, достигающее пикового значения при TF ≤ 0,1 мкс.Общая продолжительность составляет менее 3 мс, имеются суперпозиционные колебания, а частота колебаний находится в пределах 30 кГц < f < 100 МГц.
г) Комбинированные (временные, медленные, быстрые, крутые) перенапряжения.
В соответствии с приведенным выше типом перенапряжения можно описать стандартную форму волны напряжения.
2. Соотношение между долговременным переменным или постоянным напряжением и координацией изоляции должно рассматриваться как номинальное напряжение, номинальное напряжение изоляции и фактическое рабочее напряжение.При нормальной и длительной эксплуатации системы следует учитывать номинальное напряжение изоляции и фактическое рабочее напряжение.В дополнение к выполнению требований стандарта, мы должны уделять больше внимания фактическому состоянию энергосистемы Китая.В текущей ситуации, когда качество электросети в Китае невысоко, при проектировании продуктов фактическое возможное рабочее напряжение более важно для координации изоляции.
Связь между переходным перенапряжением и координацией изоляции связана с условием контролируемого перенапряжения в электрической системе.В системе и оборудовании существует множество форм перенапряжения.Влияние перенапряжения следует рассматривать комплексно.В энергосистеме низкого напряжения на перенапряжение могут влиять различные переменные факторы.Поэтому перенапряжение в системе оценивается статистическим методом, отражающим понятие вероятности возникновения, и методом вероятностной статистики может быть определено, нужно ли управление защитой.
2. Категория оборудования по перенапряжению
В соответствии с состоянием оборудования требуемый уровень напряжения для длительной непрерывной работы будет напрямую разделен на IV класс по категории перенапряжения оборудования электроснабжения низковольтной сети.Оборудование категории перенапряжения IV — это оборудование, используемое на стороне источника питания распределительного устройства, такое как амперметр и аппаратура защиты от тока предыдущей ступени.Оборудование класса перенапряжения III является задачей установки в распределительном устройстве, а безопасность и применимость оборудования должны соответствовать специальным требованиям, таким как распределительное устройство в распределительном устройстве.Оборудование класса перенапряжения II – это энергопотребляющее оборудование, питаемое от распределительного устройства, например, нагрузка бытового и аналогичного назначения.Оборудование класса перенапряжения I подключается к оборудованию, которое ограничивает кратковременное перенапряжение до очень низкого уровня, например, к электронной схеме с защитой от перенапряжения.Для оборудования, не питаемого напрямую от сети низкого напряжения, необходимо учитывать максимальное напряжение и серьезное сочетание различных ситуаций, которые могут возникнуть в системном оборудовании.
Когда оборудование должно работать в ситуации более высокого уровня категории перенапряжения, а само оборудование не имеет достаточной допустимой категории перенапряжения, должны быть приняты меры для снижения перенапряжения на месте, и могут быть приняты следующие методы.
а) Устройство защиты от перенапряжения
б) Трансформаторы с изолированной обмоткой
c) Многоветвевая распределительная система с распределенной передаточной волной, проходящей через энергию напряжения
г) Емкость, способная поглощать энергию импульсного перенапряжения
e) Демпфирующее устройство, способное поглощать энергию импульсного перенапряжения.
3. Электрическое поле и частота
Электрическое поле делится на однородное электрическое поле и неоднородное электрическое поле.В распределительных устройствах низкого напряжения это обычно считается случаем неоднородного электрического поля.Проблема частоты все еще находится в стадии рассмотрения.Как правило, низкая частота мало влияет на координацию изоляции, но высокая частота все же оказывает влияние, особенно на изоляционные материалы.
(2) Взаимосвязь между координацией изоляции и условиями окружающей среды
Макросреда, в которой находится оборудование, влияет на координацию изоляции.Из требований текущего практического применения и стандартов изменение атмосферного давления учитывает только изменение атмосферного давления, вызванное высотой.Суточные изменения атмосферного давления не учитывались, а также не учитывались факторы температуры и влажности.Однако при наличии более точных требований эти факторы следует учитывать.От микросреды макросреда определяет микросреду, но микросреда может быть лучше или хуже, чем оборудование макросреды.Различные уровни защиты, отопление, вентиляция и пыль корпуса могут влиять на микроокружение.Микросреда имеет четкие положения в соответствующих стандартах.См. Таблицу 1, которая служит основой для разработки продукта.
(3) Координация изоляции и изоляционные материалы
Проблема изоляционного материала довольно сложна, он отличается от газа тем, что это изоляционная среда, которую невозможно восстановить после повреждения.Даже случайное перенапряжение может привести к необратимому повреждению.При длительном использовании изоляционные материалы будут сталкиваться с различными ситуациями, такими как аварии с разрядом и т. д., а сам изоляционный материал из-за различных факторов, накопленных в течение длительного времени, таких как тепловое напряжение, температура, механическое воздействие и другие нагрузки будут ускоряться. процесс старения.Для изоляционных материалов, в силу разнообразия разновидностей, характеристики изоляционных материалов неоднородны, хотя показателей много.Это вносит определенные трудности в выбор и использование изоляционных материалов, по этой причине другие характеристики изоляционных материалов, такие как термические напряжения, механические свойства, частичные разряды и т. д., в настоящее время не рассматриваются.Влияние вышеуказанного напряжения на изоляционные материалы обсуждалось в публикациях IEC, что может сыграть качественную роль в практическом применении, но пока невозможно дать количественные рекомендации.В настоящее время существует множество низковольтных электротехнических изделий, используемых в качестве количественных показателей для изоляционных материалов, которые сравниваются со значением индекса метки утечки CTI, который можно разделить на три группы и четыре типа, и индексом метки утечки PTI сопротивления.Указатель метки протечки используется для формирования трассы протечки путем капания загрязненной водой жидкости на поверхность изоляционного материала.Дано количественное сравнение.
Этот определенный количественный индекс был применен к дизайну продукта.
3. Проверка согласования изоляции
В настоящее время оптимальным методом проверки согласованности изоляции является использование импульсного испытания изоляции, при этом для различного оборудования могут быть выбраны различные значения номинального импульсного напряжения.
1. Проверьте согласование изоляции оборудования с испытанием на номинальное импульсное напряжение.
1,2/50 номинального импульсного напряжения мкС форма волны.
Выходное сопротивление импульсного генератора импульсного испытательного источника питания обычно должно быть более 500 Ом. Номинальное значение импульсного напряжения должно определяться в соответствии с ситуацией использования, категорией перенапряжения и напряжением длительного использования оборудования и должно быть скорректировано в соответствии с на соответствующую высоту.В настоящее время к распределительным устройствам низкого напряжения применяются некоторые условия испытаний.Если нет четких указаний по влажности и температуре, то они также должны находиться в сфере применения стандарта для комплектного распределительного устройства.Если среда использования оборудования выходит за рамки применимого комплекта КРУ, ее следует считать исправленной.Поправочная зависимость между давлением воздуха и температурой выглядит следующим образом:
K=P/101,3 × 293(ΔT+293)
K – корректирующие параметры давления и температуры воздуха
Δ T – разница температур K между фактической (лабораторной) температурой и T = 20 ℃
P – фактическое давление кПа
2. Диэлектрические испытания переменным импульсным напряжением
Для распределительных устройств низкого напряжения вместо испытания импульсным напряжением можно использовать испытание переменным или постоянным током, но этот вид метода испытания является более жестким, чем испытание импульсным напряжением, и его следует согласовать с изготовителем.
Продолжительность эксперимента составляет 3 цикла в случае общения.
Испытание постоянным током, каждая фаза (положительная и отрицательная) соответственно прикладывала напряжение три раза, продолжительность каждого времени составляет 10 мс.
1. Определение типового перенапряжения.
2. Согласовать с определением выдерживаемого напряжения.
3. Определение номинального уровня изоляции.
4. Общий порядок согласования изоляции.
Время публикации: 20 февраля 2023 г.