Аннотация: координация изоляции является важным вопросом, связанным с безопасностью изделий электротехнического оборудования, и на него всегда обращали внимание со всех сторон.Координация изоляции была впервые использована в электротехнических изделиях высокого напряжения.В Китае авария, вызванная системой изоляции, составляет от 50% до 60% электрических продуктов в Китае.Прошло всего два года с тех пор, как концепция согласования изоляции официально используется в низковольтных распределительных устройствах и оборудовании управления.Поэтому более важной проблемой является правильное решение проблемы координации изоляции в изделии, и этому следует уделить достаточно внимания.
Ключевые слова: изоляция и изоляционные материалы распределительных устройств низкого напряжения.
0. Введение
Распределительное устройство низкого напряжения отвечает за управление, защиту, измерение, преобразование и распределение электрической энергии в системе электроснабжения низкого напряжения.Поскольку низковольтное распределительное устройство проникает вглубь производственных площадей, общественных мест, жилых и других помещений, можно сказать, что все места, где используется электрооборудование, должны быть оснащены низковольтным оборудованием.Около 80% электроэнергии в Китае подается через низковольтные распределительные устройства.Развитие низковольтного распределительного устройства происходит из материальной промышленности, низковольтных электроприборов, технологий обработки и оборудования, строительства инфраструктуры и уровня жизни людей, поэтому уровень низковольтного распределительного устройства отражает экономическую мощь, науку и технологии и уровень жизни страна с одной стороны.
1. 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.
1.1 условия использования оборудования Условия использования оборудования в основном относятся к напряжению, электрическому полю и частоте, используемой оборудованием.
1.1.1 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 волны.
А. непрерывное напряжение промышленной частоты, при постоянном напряжении R, м, с;
B. временное перенапряжение, перенапряжение промышленной частоты в течение длительного времени;
C переходное перенапряжение, перенапряжение в течение нескольких миллисекунд или меньше, обычно представляет собой сильное демпфирование колебаний или отсутствие колебаний.
—— Переходное перенапряжение, обычно одностороннее, достигающее пикового значения 20 мк sTp5000 мк Между S, длительность хвоста волны T2 ≤ 20 мс.
— Быстроволновое предварительное перенапряжение: переходное перенапряжение, обычно в одном направлении, достигающее пикового значения от 0,1 мкс до 120 мкс.Длительность хвоста волны T2 ≤ 300 мкс。
—— Перенапряжение с крутым фронтом волны: переходное перенапряжение, обычно в одном направлении, достигающее пикового значения при TF ≤ 0,1 мкс.Общая продолжительность составляет 3 мс, имеются наложенные колебания, а частота колебаний находится в диапазоне от 30 кГц до 100 МГц.
D. 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 учитывать 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 обратить внимание на реальную ситуацию с энергосистемой Китая.В текущей ситуации, когда качество электросети в Китае невысоко, при проектировании продуктов фактическое возможное рабочее напряжение более важно для координации изоляции.
③ Взаимосвязь между переходным перенапряжением и координацией изоляции связана с состоянием 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.
1.1.2 категория перенапряжения оборудования должна быть разделена на IV класс непосредственно из категории перенапряжения оборудования электроснабжения низковольтных электрических сетей по уровню длительно непрерывной работы напряжения, требуемому условиями эксплуатации оборудования.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.
|<12>>
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.
1.2 макроокружение оборудования, связанное с координацией изоляции, и условия окружающей среды влияют 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, если есть более точные требования, давление воздуха будет изменено в соответствии с требованиями стандартов. Эти факторы также 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, которые служат основой для дизайна продуктов.
1.3 проблемы согласования изоляции и изоляционных материалов достаточно сложны.Он отличается от газа и является изолирующей средой, 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. Сам изоляционный материал ускорит процесс старения из-за различных факторов, накопленных в течение длительного времени, таких как тепловое напряжение, температура, механическое воздействие и другие. стрессы.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.
2. 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.
2.1 соответствие изоляции номинальному импульсному напряжению оборудования составляет 1,2/50 при испытании на номинальное импульсное напряжение формы волны мкС.
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:
К = Р / 101,3 × 293 ( Δ Т + 293)
K — корректирующие параметры давления и температуры воздуха
Δ T – разница температур K между фактической (лабораторной) температурой и T = 20 ℃
P – фактическое давление кПа
2.2 для распределительных устройств низкого напряжения испытание переменным или постоянным током можно использовать для замены испытания импульсным напряжением на испытание изоляции альтернативным импульсным напряжением, но этот вид метода испытания является более жестким, чем испытание импульсным напряжением, и он должен быть согласован 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.
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.
Ссылка:
[1] Iec439-1 низковольтное распределительное и управляющее оборудование – Часть I: типовые испытания и полное оборудование для типовых испытаний [s].
Iec890 проверяет превышение температуры низковольтного распределительного устройства и контрольного оборудования с помощью некоторых типовых испытательных наборов методом экстраполяции.
Время публикации: 20 февраля 2023 г.