Streszczenie: koordynacja izolacji jest ważną kwestią związaną z bezpieczeństwem produktów sprzętu elektrycznego i zawsze była zwracana uwagę ze wszystkich aspektów.Koordynacja izolacji została po raz pierwszy zastosowana w produktach elektrycznych wysokiego napięcia.W Chinach awarie spowodowane przez system izolacji stanowią od 50% do 60% produktów elektrycznych w Chinach.Zaledwie dwa lata temu formalnie przyjęto koncepcję koordynacji izolacji w aparaturze rozdzielczej i sterowniczej niskiego napięcia.Dlatego ważniejszym problemem jest prawidłowe radzenie sobie i rozwiązywanie problemu koordynacji izolacji w produkcie i należy poświęcić mu wystarczającą uwagę.
Słowa kluczowe: izolacje i materiały izolacyjne rozdzielnic niskiego napięcia
0. Wprowadzenie
Rozdzielnica niskiego napięcia odpowiada za sterowanie, zabezpieczanie, pomiar, przetwarzanie i rozdział energii elektrycznej w systemie zasilania niskiego napięcia.Ponieważ rozdzielnice niskiego napięcia sięgają głęboko w miejsce produkcji, miejsca publiczne, mieszkalne i inne, można powiedzieć, że wszystkie miejsca, w których używany jest sprzęt elektryczny, powinny być wyposażone w sprzęt niskiego napięcia.Około 80% energii elektrycznej w Chinach jest dostarczane przez rozdzielnice niskiego napięcia.Rozwój rozdzielnic niskiego napięcia wywodzi się z przemysłu materiałowego, urządzeń elektrycznych niskiego napięcia, technologii przetwarzania i sprzętu Budowa infrastruktury i standardów życia ludzi, więc poziom rozdzielnic niskiego napięcia odzwierciedla siłę ekonomiczną, naukę i technologię oraz standard życia kraj z jednej strony.
1. 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.
1.1 warunki użytkowania sprzętu warunki użytkowania sprzętu odnoszą się głównie do napięcia, pola elektrycznego i częstotliwości wykorzystywanych przez sprzęt.
1.1.1 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 napięcia i przepięcia, przebieg.
A. ciągłe napięcie o częstotliwości sieciowej, przy stałym napięciu R, m, s;
B. chwilowe przepięcie, przepięcie o częstotliwości sieciowej przez długi czas;
Przejściowe przepięcie C, przepięcie trwające kilka milisekund lub krócej, jest zwykle oscylacją o wysokim tłumieniu lub brakiem oscylacji.
—— Przejściowe przepięcie, zwykle jednokierunkowe, osiągające wartość szczytową 20 μ sTp5000 μ Pomiędzy S, czas trwania ogona fali T2 ≤ 20 ms.
——Przepięcie wstępne o szybkiej fali: przejściowe przepięcie, zwykle w jednym kierunku, osiągające wartość szczytową 0,1 μsT120 μs.Czas trwania ogona fali T2 ≤ 300 μs.
——Przepięcie czoła stromej fali: przejściowe przepięcie, zwykle w jednym kierunku, osiągające wartość szczytową przy TF ≤ 0,1 μs.Całkowity czas trwania wynosi 3 ms i występuje nałożona oscylacja, a częstotliwość oscylacji wynosi od 30 kHz do 100 MHz.
D. przepięcie kombinowane (chwilowe, wolne do przodu, szybkie, strome).
Zgodnie z powyższym typem przepięcia można opisać standardowy przebieg napięcia.
② Zależność między długotrwałym napięciem AC lub DC a koordynacją izolacji powinna uwzględniać 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 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.
③ Zależność między przejściowym przepięciem a koordynacją izolacji jest związana ze stanem kontrolowanego przepięcia w systemie elektrycznym.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.
1.1.2 kategorię przepięciową urządzeń należy podzielić na IV klasę bezpośrednio z kategorii przepięciowej urządzeń zasilających sieć elektroenergetyczną niskiego napięcia zgodnie z poziomem długotrwałej ciągłej pracy napięciowej wymaganej przez warunki użytkowania urządzenia.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.
|<12>>
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.
1.2 makrośrodowisko sprzętu związane z koordynacją izolacji i warunkami środowiskowymi wpływa na koordynację izolacji.Z wymagań aktualnego praktycznego zastosowania i norm zmiana ciśnienia powietrza uwzględnia tylko zmianę ciśnienia powietrza spowodowaną wysokością.Zignorowano dzienne zmiany ciśnienia powietrza, a także zignorowano czynniki takie jak temperatura i wilgotność.Jeśli jednak istnieją dokładniejsze wymagania, ciśnienie powietrza zostanie zmienione zgodnie z wymaganiami norm. Czynniki te należy również wziąć pod uwagę.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, które stanowią podstawę do projektowania produktów.
1.3 problemy koordynacji izolacji i materiałów izolacyjnych są dość złożone.Różni się od gazu i jest środkiem izolującym, którego nie można odzyskać po uszkodzeniu.Nawet przypadkowe przepięcie może spowodować trwałe uszkodzenie.Podczas długotrwałego użytkowania materiały izolacyjne napotkają różne sytuacje, takie jak wypadki wyładowań. Sam materiał izolacyjny przyspieszy proces starzenia z powodu różnych czynników nagromadzonych przez długi czas, takich jak naprężenia termiczne, temperatura, uderzenia mechaniczne i inne podkreśla.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.
2. 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.
2.1 Izolacja pasująca do znamionowego napięcia impulsu urządzenia wynosi 1,2/50 na podstawie testu znamionowego napięcia impulsu μ S fali.
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
2.2 dla rozdzielnic niskiego napięcia, test AC lub DC może być użyty do zastąpienia testu napięcia impulsowego do testu dielektrycznego alternatywnego napięcia impulsowego, ale ten rodzaj testu jest bardziej surowy niż test napięcia impulsowego i powinien być uzgodniony przez producenta.
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.
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.
Odniesienie:
[1] Niskonapięciowa aparatura rozdzielcza i sterownicza Iec439-1 – Część I: badanie typu i badanie typu części kompletne wyposażenie [s].
Iec890 sprawdza wzrost temperatury rozdzielnic i urządzeń sterujących niskiego napięcia za pomocą niektórych zestawów testów typu metodą ekstrapolacji.
Czas postu: 20-2023-02-23