Sammanfattning: 1987 utarbetades det tekniska dokumentet med titeln "krav för isoleringskoordinering i tillägg 1 till iec439" av den undertekniska kommittén för International Electrotechnical Commission (IEC) 17D, som formellt introducerade isoleringskoordineringen i lågspänningsställverk och styrsystem Utrustning.I den nuvarande situationen i Kina, i hög- och lågspänningsprodukter, är isoleringskoordineringen av utrustning fortfarande ett stort problem.På grund av det formella införandet av isoleringskoordineringskoncept i lågspänningsställverk och styrutrustning är det bara en fråga om nästan två år.Därför är det ett viktigare problem att hantera och lösa problemet med isoleringskoordination i produkten.
Nyckelord: Isolering och isoleringsmaterial för lågspänningsställverk
Isoleringskoordinering är en viktig fråga relaterad till säkerheten för elektriska utrustningsprodukter och har alltid uppmärksammats från alla aspekter.Isolationskoordination användes först i högspänningsprodukter.År 1987 utarbetades det tekniska dokumentet med titeln "krav för isoleringskoordinering i tillägg 1 till iec439" av den undertekniska kommittén för International Electrotechnical Commission (IEC) 17D, som formellt introducerade isoleringskoordineringen i lågspänningsställverk och styrutrustning.När det gäller den faktiska situationen i vårt land är isoleringskoordineringen av utrustning fortfarande ett stort problem i hög- och lågspänningsprodukter.Statistik visar att olyckan orsakad av isoleringssystem står för 50% – 60% av de elektriska produkterna i Kina.Dessutom är det bara två år sedan konceptet med isoleringskoordinering formellt citerades i lågspänningsställverk och styrutrustning.Därför är det ett viktigare problem att hantera och lösa problemet med isoleringskoordination i produkten.
2. Grundprincipen för isoleringskoordinering
Isoleringskoordination innebär att utrustningens elektriska isoleringsegenskaper väljs i enlighet med utrustningens serviceförhållanden och omgivande miljö.Först när utformningen av utrustningen är baserad på styrkan hos den funktion den bär under sin förväntade livslängd kan isoleringskoordinationen realiseras.Problemet med isoleringskoordination kommer inte bara från utsidan av utrustningen utan också från själva utrustningen.Det är ett problem som involverar alla aspekter, som bör övervägas övergripande.Huvudpunkterna är uppdelade i tre delar: för det första, användningsförhållandena för utrustningen;Den andra är användningsmiljön för utrustningen, och den tredje är valet av isoleringsmaterial.
(1) Utrustningsförhållanden
Användningsvillkoren för utrustningen avser huvudsakligen den spänning, elektriska fält och frekvens som används av utrustningen.
1. Samband mellan isoleringskoordination och spänning.Vid övervägande av förhållandet mellan isoleringskoordination och spänning, ska den spänning som kan uppstå i systemet, spänning som genereras av utrustningen, erforderlig kontinuerlig spänningsdriftsnivå och risken för personlig säkerhet och olycka beaktas.
1. Klassificering av spänning och överspänning, vågform.
a) Kontinuerlig effektfrekvensspänning, med konstant R, m, s spänning
b) Tillfällig överspänning, strömfrekvens överspänning under lång tid
c) Transient överspänning, överspänning i några millisekunder eller mindre, vanligtvis hög dämpande oscillation eller icke-oscillation.
——En transient överspänning, vanligtvis enkelriktad, som når ett toppvärde på 20 μs
——Snabbvågsföröverspänning: En transient överspänning, vanligtvis i en riktning, som når ett toppvärde på 0,1 μs
—— Brantvågsfrontöverspänning: En transient överspänning, vanligtvis i en riktning, som når ett toppvärde vid TF ≤ 0,1 μ s.Den totala varaktigheten är mindre än 3MS, och det finns superpositionssvängningar, och svängningsfrekvensen är mellan 30kHz < f < 100MHz.
d) Kombinerad (tillfällig, långsam framåt, snabb, brant) överspänning.
Enligt ovanstående överspänningstyp kan standardspänningsvågformen beskrivas.
2. Förhållandet mellan långvarig AC- eller DC-spänning och isolationskoordination ska betraktas som märkspänning, märkisolationsspänning och faktisk arbetsspänning.Vid normal och långvarig drift av systemet bör den nominella isolationsspänningen och den faktiska arbetsspänningen beaktas.Förutom att uppfylla kraven i standarden bör vi ägna mer uppmärksamhet åt den faktiska situationen för Kinas elnät.I den nuvarande situationen att kvaliteten på elnätet inte är hög i Kina, när man designar produkter, är den faktiska möjliga arbetsspänningen viktigare för isoleringskoordinering.
Förhållandet mellan transient överspänning och isolationskoordination är relaterat till tillståndet för kontrollerad överspänning i det elektriska systemet.I systemet och utrustningen finns det många former av överspänning.Inverkan av överspänning bör övervägas omfattande.I lågspänningssystem kan överspänning påverkas av olika variabla faktorer.Därför utvärderas överspänningen i systemet med statistisk metod, vilket återspeglar ett begrepp om sannolikhet för inträffande, Och det kan bestämmas med metoden för sannolikhetsstatistik om skyddskontroll behövs.
2. Överspänningskategori av utrustning
Enligt utrustningsförhållandena kommer den långsiktiga kontinuerliga spänningsdriftsnivån som krävs att direkt delas in i IV-klass av överspänningskategorin för strömförsörjningsutrustningen i lågspänningsnätet.Utrustningen i överspänningskategori IV är den utrustning som används vid strömförsörjningsänden av distributionsanordningen, såsom amperemeter och strömskyddsutrustning från föregående steg.Utrustningen av klass III överspänning är uppgiften att installera i distributionsanordningen, och utrustningens säkerhet och användbarhet måste uppfylla de särskilda kraven, såsom ställverket i distributionsanordningen.Utrustningen av överspänningsklass II är den energiförbrukande utrustningen som drivs av distributionsanordning, såsom belastning för hemmabruk och liknande ändamål.Utrustningen av överspänningsklass I är ansluten till den utrustning som begränsar den transienta överspänningen till en mycket låg nivå, såsom elektronisk krets med överspänningsskydd.För utrustning som inte direkt försörjs av lågspänningsnätet måste den maximala spänningen och den allvarliga kombinationen av olika situationer som kan uppstå i systemutrustningen beaktas.
När utrustningen ska fungera i en situation med högre nivå av överspänningskategori, och utrustningen i sig inte har tillräckligt med tillåten överspänningskategori, ska åtgärder vidtas för att minska överspänningen på platsen, och följande metoder kan användas.
a) Överspänningsskyddsanordning
b) Transformatorer med isolerad lindning
c) Ett distributionssystem med flera grenar med distribuerad överföringsvåg som passerar genom spänningsenergi
d) Kapacitans som kan absorbera överspänningsenergi
e) Dämpningsanordning som kan absorbera överspänningsenergi
3. Elektriskt fält och frekvens
Elektriskt fält är uppdelat i enhetligt elektriskt fält och olikformigt elektriskt fält.I lågspänningsställverk anses det i allmänhet vara i fallet med ojämnt elektriskt fält.Frekvensproblemet är fortfarande under övervägande.Generellt sett har låg frekvens liten inverkan på isoleringskoordinationen, men hög frekvens har fortfarande inflytande, särskilt på isoleringsmaterial.
(2) Förhållandet mellan isoleringskoordination och miljöförhållanden
Makromiljön där utrustningen är placerad påverkar isoleringskoordinationen.Från kraven i nuvarande praktiska tillämpning och standarder, tar förändringen av lufttrycket endast hänsyn till förändringen av lufttrycket som orsakas av höjden.Den dagliga lufttrycksförändringen har ignorerats, och faktorerna temperatur och luftfuktighet har också ignorerats.Men om det finns mer exakta krav bör dessa faktorer beaktas.Från mikromiljön bestämmer makromiljön mikromiljön, men mikromiljön kan vara bättre eller sämre än makromiljöutrustningen.Skalets olika skyddsnivåer, värme, ventilation och damm kan påverka mikromiljön.Mikromiljön har tydliga bestämmelser i relevanta standarder.Se tabell 1 som ger underlag för produktens utformning.
(3) Isoleringskoordinering och isoleringsmaterial
Problemet med isoleringsmaterial är ganska komplext, det skiljer sig från gas, det är ett isoleringsmedium som inte kan återvinnas när det väl skadats.Även en oavsiktlig överspänning kan orsaka permanent skada.Vid långvarig användning kommer isoleringsmaterial att möta olika situationer, såsom utsläppsolyckor, etc. och själva isoleringsmaterialet beror på olika faktorer som ackumulerats under lång tid, såsom termisk spänning Temperatur, mekanisk påverkan och andra spänningar kommer att accelerera åldringsprocessen.För isoleringsmaterial är egenskaperna hos isoleringsmaterial inte enhetliga, på grund av olika sorter, även om det finns många indikatorer.Detta medför vissa svårigheter vid val och användning av isoleringsmaterial, vilket är anledningen till att andra egenskaper hos isoleringsmaterial, såsom termisk spänning, mekaniska egenskaper, partiell urladdning etc., inte beaktas för närvarande.Inverkan av ovanstående påfrestningar på isoleringsmaterial har diskuterats i IEC-publikationer, som kan spela en kvalitativ roll i praktisk tillämpning, men det är ännu inte möjligt att göra kvantitativ vägledning.För närvarande finns det många lågspänningsprodukter som används som kvantitativa indikatorer för isoleringsmaterial, som jämförs med CTI-värdet för läckagemärkeindex, som kan delas in i tre grupper och fyra typer, och motståndet mot läckagemärkesindex PTI.Läckagemärkesindexet används för att bilda läckagespår genom att släppa den vattenförorenade vätskan på ytan av isoleringsmaterialet.Den kvantitativa jämförelsen ges.
Detta vissa kvantitetsindex har tillämpats på produktens design.
3. Verifiering av isoleringskoordination
För närvarande är den optimala metoden för att verifiera isolationskoordination att använda ett impulsdielektriskt test, och olika nominella impulsspänningsvärden kan väljas för olika utrustningar.
1. Verifiera isoleringskoordinationen av utrustning med märkpulsspänningstest
1,2/50 av märkpulsspänningen μ S vågform.
Utgångsimpedansen för impulsgeneratorn för impulstestströmförsörjningen bör vara mer än 500 i allmänhet Ω， Det nominella impulsspänningsvärdet ska bestämmas i enlighet med användningssituationen, överspänningskategorin och långvarig användningsspänning för utrustningen, och ska korrigeras i enlighet med utrustningen. till motsvarande höjd.För närvarande tillämpas vissa testförhållanden på lågspänningsställverket.Om det inte finns några tydliga bestämmelser om luftfuktighet och temperatur bör det också ligga inom tillämpningsområdet för standarden för kompletta ställverk.Om utrustningens användningsmiljö ligger utanför ställverkets tillämpliga omfattning, måste den anses vara korrigerad.Korrektionsförhållandet mellan lufttryck och temperatur är som följer:
K=P/101,3 × 293( Δ T＋293)
K – korrigeringsparametrar för lufttryck och temperatur
Δ T – temperaturskillnad K mellan faktisk (laboratorie) temperatur och T = 20 ℃
P – verkligt tryck kPa
2. Dielektriskt test av alternativ impulsspänning
För lågspänningsställverk kan AC- eller DC-test användas istället för impulsspänningstest, men denna typ av testmetod är strängare än impulsspänningstest, och det bör godkännas av tillverkaren.
Varaktigheten av experimentet är 3 cykler när det gäller kommunikation.
DC-test, varje fas (positiv och negativ) respektive applicerad spänning tre gånger, varje gång varaktigheten är 10ms.
1. Bestämning av typisk överspänning.
2. Koordinera med bestämning av motstå spänning.
3. Bestämning av nominell isoleringsnivå.
4. Allmänt förfarande för isoleringssamordning.
Posttid: 2023-02-20