Sammanfattning: isoleringskoordinering är en viktig fråga relaterad till säkerheten för elektriska utrustningsprodukter och har alltid uppmärksammats från alla aspekter.Isolationskoordination användes först i högspänningsprodukter.I Kina står olyckan orsakad av isoleringssystem för 50% till 60% av de elektriska produkterna i Kina.Det är bara två år sedan konceptet med isoleringskoordinering formellt citerades i lågspänningsställverk och styrutrustning.Därför är det ett viktigare problem att hantera och lösa isoleringskoordinationsproblemet i produkten korrekt, och tillräckligt med uppmärksamhet bör ägnas åt det.
Nyckelord: isolering och isoleringsmaterial av lågspänningsställverk
0. Inledning
Lågspänningsställverket ansvarar för styrning, skydd, mätning, omvandling och distribution av elektrisk energi i lågspänningsnätet.Eftersom lågspänningsställverket går djupt in i produktionsplatsen, offentlig plats, bostäder och andra platser kan man säga att alla platser där elektrisk utrustning används ska vara utrustad med lågspänningsutrustning.Cirka 80 % av kraftenergin i Kina tillförs genom lågspänningsställverk.Utvecklingen av lågspänningsställverk härrör från materialindustrin, elektriska lågspänningsapparater, processteknik och utrustning Infrastrukturkonstruktion och människors levnadsstandard, så nivån på lågspänningsställverk återspeglar den ekonomiska styrkan, vetenskapen och tekniken och levnadsstandarden för en landet från ena sidan.
1. Grundläggande princip 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.
1.1 utrustningens användningsvillkor Användningsvillkoren för utrustningen hänvisar huvudsakligen till spänningen, det elektriska fältet och frekvensen som används av utrustningen.
1.1.1 samband mellan isolationskoordination 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, är vanligtvis högdämpande oscillation eller icke-oscillation.
——En transient överspänning, vanligtvis enkelriktad, som når ett toppvärde på 20 μ sTp5000 μ Mellan S, varaktigheten av vågsvansen T2 ≤ 20ms.
——Snabbvågsföröverspänning: en transient överspänning, vanligtvis i en riktning, som når ett toppvärde på 0,1 μ sT120 μ s.Vågsvanslängd T2 ≤ 300 μ s.
—— Brantvågsfrontöverspänning: en transient överspänning, vanligtvis i en riktning, som når ett toppvärde vid TF ≤ 0,1 μ s.Den totala varaktigheten är 3MS, och det finns överlagrade svängningar och svängningsfrekvensen är mellan 30kHz och 100MHz.
D. kombinerad (tillfällig, långsam framåt, snabb, brant) överspänning.
Enligt ovanstående överspänningstyp kan standardspänningsvågformen beskrivas.
② Förhållandet mellan långsiktig AC- eller DC-spänning och isolationskoordination bör beakta 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 vara uppmärksamma på 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.
③ 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.
1.1.2 utrustningens överspänningskategori ska delas in i IV-klass direkt från överspänningskategorin för strömförsörjningsutrustning för lågspänningsnät i enlighet med den långsiktiga kontinuerliga spänningsdriftsnivån som krävs av utrustningens användningsförhållanden.Utrustningen i överspänningskategori IV är den utrustning som används vid strömförsörjningsänden av distributionsanordningen, såsom amperemeter och strömskyddsutrustning från föregående steg.Utrustningen av överspänningsklass III 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.
|<12>
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.
1.2 utrustningens makromiljö relaterad till isoleringskoordineringen och miljöförhållandena påverkar isoleringskoordineringen.Från kraven i den nuvarande praktiska tillämpningen och standarderna 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 kommer lufttrycket att ändras enligt kraven i standarderna. Dessa faktorer bör också 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 som ligger till grund för produkternas design.
1.3 Problemen med isoleringskoordinering och isoleringsmaterial är ganska komplexa.Det skiljer sig från gas, och det är ett isolerande medium som inte kan återvinnas när det väl är skadat.Även en oavsiktlig överspänning kan orsaka permanent skada.Vid långvarig användning kommer isoleringsmaterialen att möta olika situationer, såsom utsläppsolyckor. Isoleringsmaterialet i sig kommer att påskynda sin åldringsprocess på grund av olika faktorer som ackumulerats under lång tid, såsom termisk stress, temperatur, mekanisk påverkan och andra stressar.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.
2. 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.
2.1 den isolationsmatchande märkpulsspänningen för utrustningen är 1,2/50 med märkpulsspänningstestet 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
2.2 för lågspänningsställverk, AC- eller DC-test kan användas för att ersätta impulsspänningstest för dielektriskt test av alternativ impulsspänning, 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.
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.
Referens:
[1] Iec439-1 lågspänningsställverk och styrutrustning – Del I: typprovning och deltypprovning komplett utrustning [s].
Iec890 kontrollerar temperaturökningen hos lågspänningsställverk och styrutrustning genom vissa typtestset genom extrapoleringsmetod.
Posttid: 2023-02-20