Streszczenie: W 1987 roku podkomitet techniczny Międzynarodowej Komisji Elektrotechnicznej (IEC) 17D opracował dokument techniczny zatytułowany „wymagania dotyczące koordynacji izolacji w dodatku 1 do iec439”, który formalnie wprowadził koordynację izolacji do rozdzielnic i sterownic niskiego napięcia sprzęt.W obecnej sytuacji w Chinach, w produktach elektrycznych wysokiego i niskiego napięcia, koordynacja izolacji sprzętu jest nadal dużym problemem.Ze względu na formalne wprowadzenie koncepcji koordynacji izolacji w aparaturze rozdzielczej i sterowniczej niskiego napięcia jest to kwestia zaledwie blisko dwóch lat.Dlatego ważniejszym problemem jest radzenie sobie i rozwiązywanie problemu koordynacji izolacji w produkcie.
Słowa kluczowe: Izolacje i materiały izolacyjne do rozdzielnic niskiego napięcia
Koordynacja izolacji jest ważną kwestią związaną z bezpieczeństwem produktów sprzętu elektrycznego i zawsze zwracano na nią uwagę ze wszystkich aspektów.Koordynacja izolacji została po raz pierwszy zastosowana w produktach elektrycznych wysokiego napięcia.W 1987 r. podkomitet techniczny Międzynarodowej Komisji Elektrotechnicznej (IEC) 17D sporządził dokument techniczny zatytułowany „Wymagania dotyczące koordynacji izolacji w dodatku 1 do iec439”, który formalnie wprowadził koordynację izolacji do aparatury rozdzielczej i sterowniczej niskiego napięcia.Jeśli chodzi o rzeczywistą sytuację w naszym kraju, koordynacja izolacji urządzeń jest nadal dużym problemem w produktach elektrycznych wysokiego i niskiego napięcia.Statystyki pokazują, że wypadki spowodowane przez system izolacji stanowią 50% – 60% produktów elektrycznych w Chinach.Co więcej, dopiero dwa lata temu formalnie przyjęto koncepcję koordynacji izolacji w aparaturze rozdzielczej i sterowniczej niskiego napięcia.Dlatego ważniejszym problemem jest radzenie sobie i rozwiązywanie problemu koordynacji izolacji w produkcie.
2. Podstawowa zasada koordynacji izolacji
Koordynacja izolacji oznacza, że właściwości izolacji elektrycznej sprzętu są dobierane zgodnie z warunkami pracy i otaczającym środowiskiem sprzętu.Koordynacja izolacji może zostać zrealizowana tylko wtedy, gdy projekt sprzętu opiera się na sile funkcji, jaką pełni on w przewidywanym okresie użytkowania.Problem koordynacji izolacji pochodzi nie tylko z zewnątrz sprzętu, ale także z samego sprzętu.Jest to problem obejmujący wszystkie aspekty, który należy rozpatrywać kompleksowo.Główne punkty są podzielone na trzy części: po pierwsze, warunki użytkowania sprzętu;Drugi to środowisko użytkowania sprzętu, a trzeci to dobór materiałów izolacyjnych.
(1) Warunki wyposażenia
Warunki użytkowania sprzętu odnoszą się głównie do napięcia, pola elektrycznego i częstotliwości wykorzystywanych przez sprzęt.
1. Związek między koordynacją izolacji a napięciem.Rozważając związek między koordynacją izolacji a napięciem, należy wziąć pod uwagę napięcie, które może wystąpić w systemie, napięcie wytwarzane przez urządzenia, wymagany poziom napięcia ciągłego pracy oraz zagrożenie bezpieczeństwa ludzi i wypadku.
1. Klasyfikacja napięć i przepięć, przebiegi.
a) Ciągłe napięcie o częstotliwości sieciowej, przy stałym napięciu R, m, s
b) Chwilowe przepięcie, przepięcie o częstotliwości sieciowej przez długi czas
c) Przejściowe przepięcie, przepięcie trwające kilka milisekund lub krócej, zwykle oscylacje z dużym tłumieniem lub brak oscylacji.
—— Przejściowe przepięcie, zwykle jednokierunkowe, osiągające wartość szczytową 20 μs
——Przepięcie wstępne o szybkiej fali: Przejściowe przepięcie, zwykle w jednym kierunku, osiągające wartość szczytową 0,1 μs
——Przepięcie czoła stromej fali: Przejściowe przepięcie, zwykle w jednym kierunku, osiągające wartość szczytową przy TF ≤ 0,1 μs.Całkowity czas trwania jest krótszy niż 3 ms i występuje oscylacja superpozycji, a częstotliwość oscylacji wynosi od 30 kHz < f < 100 MHz.
d) Kombinowane (chwilowe, powolne do przodu, szybkie, strome) przepięcie.
Zgodnie z powyższym typem przepięcia można opisać standardowy przebieg napięcia.
2. Zależność między długotrwałym napięciem AC lub DC a koordynacją izolacji należy traktować jako napięcie znamionowe, znamionowe napięcie izolacji i rzeczywiste napięcie robocze.W normalnej i długotrwałej pracy układu należy uwzględnić znamionowe napięcie izolacji oraz rzeczywiste napięcie robocze.Oprócz spełnienia wymagań normy, powinniśmy zwrócić większą uwagę na rzeczywistą sytuację chińskiej sieci elektroenergetycznej.W obecnej sytuacji, gdy jakość sieci energetycznej w Chinach nie jest wysoka, przy projektowaniu produktów ważniejsze jest rzeczywiste możliwe napięcie robocze dla koordynacji izolacji.
Zależność między przepięciami przejściowymi a koordynacją izolacji związana jest ze stanem kontrolowanego przepięcia w instalacji elektrycznej.W systemie i urządzeniach występuje wiele form przepięć.Wpływ przepięć należy rozpatrywać kompleksowo.W systemie elektroenergetycznym niskiego napięcia na przepięcia mogą wpływać różne zmienne czynniki.Dlatego przepięcie w systemie ocenia się metodą statystyczną, odzwierciedlając koncepcję prawdopodobieństwa wystąpienia, a metodą statystyki prawdopodobieństwa można określić, czy potrzebne jest sterowanie zabezpieczeniowe.
2. Kategoria przepięciowa sprzętu
Zgodnie z warunkami wyposażenia, wymagany poziom długotrwałej ciągłej pracy pod napięciem zostanie bezpośrednio podzielony na klasę IV według kategorii przepięciowej urządzeń zasilających sieci niskiego napięcia.Sprzęt kategorii przepięciowej IV to sprzęt stosowany po stronie zasilającej urządzenia rozdzielczego, taki jak amperomierz i sprzęt zabezpieczający prąd z poprzedniego etapu.Urządzenia III klasy przepięciowej są zadaniem instalacji w urządzeniu rozdzielczym, a bezpieczeństwo i przydatność urządzeń muszą spełniać specjalne wymagania, takie jak rozdzielnica w urządzeniu rozdzielczym.Sprzęt klasy przepięciowej II to sprzęt energochłonny zasilany z urządzenia rozdzielczego, taki jak obciążenie do użytku domowego i podobnych.Do urządzeń klasy przepięciowej I podłącza się urządzenia ograniczające przepięcia przejściowe do bardzo niskiego poziomu, takie jak układ elektroniczny z zabezpieczeniem przeciwprzepięciowym.W przypadku urządzeń, które nie są zasilane bezpośrednio z sieci niskiego napięcia, należy wziąć pod uwagę maksymalne napięcie i poważną kombinację różnych sytuacji, które mogą wystąpić w urządzeniach systemowych.
Gdy sprzęt ma pracować w warunkach wyższej kategorii przepięciowej, a sam sprzęt nie ma wystarczającej dopuszczalnej kategorii przepięciowej, należy podjąć działania w celu zmniejszenia przepięcia w miejscu i zastosować następujące metody.
a) Urządzenie zabezpieczające przed przepięciami
b) Transformatory z izolowanym uzwojeniem
c) System dystrybucji obwodów wielogałęziowych z rozproszoną falą transferową przechodzącą przez energię napięcia
d) Pojemność zdolna do pochłaniania energii przepięcia udarowego
e) Urządzenie tłumiące zdolne do pochłaniania energii przepięć udarowych
3. Pole elektryczne i częstotliwość
Pole elektryczne dzieli się na jednorodne pole elektryczne i niejednorodne pole elektryczne.W rozdzielnicach niskiego napięcia ogólnie uważa się, że ma to miejsce w przypadku niejednorodnego pola elektrycznego.Problem częstotliwości jest nadal rozważany.Ogólnie rzecz biorąc, niska częstotliwość ma niewielki wpływ na koordynację izolacji, ale wysoka częstotliwość nadal ma wpływ, zwłaszcza na materiały izolacyjne.
(2) Związek między koordynacją izolacji a warunkami środowiskowymi
Makrośrodowisko, w którym znajduje się sprzęt, wpływa na koordynację izolacji.Z wymagań aktualnego zastosowania praktycznego i norm zmiana ciśnienia powietrza uwzględnia jedynie zmianę ciśnienia powietrza spowodowaną wysokością.Zignorowano dzienne zmiany ciśnienia powietrza, a także zignorowano czynniki takie jak temperatura i wilgotność.Jeśli jednak istnieją dokładniejsze wymagania, należy wziąć pod uwagę te czynniki.Ze środowiska mikro środowisko makro określa środowisko mikro, ale środowisko mikro może być lepsze lub gorsze niż wyposażenie środowiska makro.Różne poziomy ochrony, ogrzewanie, wentylacja i kurz skorupy mogą wpływać na mikrośrodowisko.Mikrośrodowisko ma jasne zapisy w odpowiednich normach.Patrz Tabela 1, która stanowi podstawę do zaprojektowania produktu.
(3) Koordynacja izolacji i materiały izolacyjne
Problem materiału izolacyjnego jest dość złożony, różni się od gazu, jest to środek izolacyjny, którego po uszkodzeniu nie da się odzyskać.Nawet przypadkowe przepięcie może spowodować trwałe uszkodzenie.Podczas długotrwałego użytkowania materiały izolacyjne napotkają różne sytuacje, takie jak wypadki związane z wyładowaniami itp., a sam materiał izolacyjny jest spowodowany różnymi czynnikami nagromadzonymi przez długi czas, takimi jak stres termiczny Temperatura, uderzenia mechaniczne i inne naprężenia przyspieszą proces starzenia.W przypadku materiałów izolacyjnych, ze względu na różnorodność odmian, właściwości materiałów izolacyjnych nie są jednolite, chociaż istnieje wiele wskaźników.Stwarza to pewne trudności w doborze i stosowaniu materiałów izolacyjnych, przez co inne właściwości materiałów izolacyjnych, takie jak naprężenia termiczne, właściwości mechaniczne, wyładowania niezupełne itp., nie są obecnie uwzględniane.Wpływ powyższego naprężenia na materiały izolacyjne został omówiony w publikacjach IEC, co może odgrywać rolę jakościową w praktycznym zastosowaniu, ale nie jest jeszcze możliwe wykonanie wskazówek ilościowych.Obecnie istnieje wiele wyrobów elektrycznych niskonapięciowych stosowanych jako wskaźniki ilościowe materiałów izolacyjnych, które porównuje się z wartością wskaźnika wycieku CTI, który można podzielić na trzy grupy i cztery typy, oraz wskaźnikiem odporności na wyciek PTI.Wskaźnik wycieku służy do utworzenia śladu wycieku poprzez upuszczenie cieczy zanieczyszczonej wodą na powierzchnię materiału izolacyjnego.Podano porównanie ilościowe.
Ten określony wskaźnik ilościowy został zastosowany do projektu produktu.
3. Weryfikacja koordynacji izolacji
Obecnie optymalną metodą weryfikacji koordynacji izolacji jest zastosowanie impulsowego testu dielektrycznego, a dla różnych urządzeń można dobrać różne znamionowe wartości napięcia udarowego.
1. Sprawdź koordynację izolacji sprzętu za pomocą testu znamionowego napięcia udarowego
1,2/50 znamionowego napięcia udarowego μ S przebieg.
Impedancja wyjściowa generatora impulsów testowego zasilacza impulsowego powinna być ogólnie większa niż 500 Ω. Wartość znamionowego napięcia impulsu należy określić zgodnie z sytuacją użytkowania, kategorią przepięcia i długotrwałym napięciem użytkowania sprzętu i należy ją skorygować zgodnie z na odpowiednią wysokość.Obecnie niektóre warunki testowe są stosowane do rozdzielnic niskiego napięcia.Jeśli nie ma jasnych wymagań dotyczących wilgotności i temperatury, powinno to również wchodzić w zakres stosowania normy dla kompletnej rozdzielnicy.Jeżeli środowisko użytkowania sprzętu wykracza poza obowiązujący zakres zestawu rozdzielnic, należy je uznać za poprawione.Zależność korygująca między ciśnieniem powietrza a temperaturą jest następująca:
K=P/101,3 × 293( Δ T＋293)
K – parametry korekcji ciśnienia i temperatury powietrza
Δ T – różnica temperatur K między temperaturą rzeczywistą (laboratoryjną) a T = 20 ℃
P – rzeczywiste ciśnienie kPa
2. Próba dielektryczna przemiennego napięcia impulsowego
W przypadku rozdzielnic niskiego napięcia można zastosować test AC lub DC zamiast testu napięcia impulsowego, ale ten rodzaj testu jest bardziej surowy niż test napięcia impulsowego i powinien być uzgodniony z producentem.
Czas trwania eksperymentu to 3 cykle w przypadku komunikacji.
Test DC, każda faza (dodatnia i ujemna) odpowiednio przykładane napięcie trzy razy, za każdym razem czas trwania wynosi 10 ms.
1. Wyznaczanie typowego przepięcia.
2. Skoordynuj z określeniem napięcia wytrzymywanego.
3. Określenie znamionowego poziomu izolacji.
4. Ogólna procedura koordynacji izolacji.
Czas postu: 20-2023-02-23