Анотація: У 1987 році технічний документ під назвою «Вимоги до координації ізоляції в Доповненні 1 до iec439» був розроблений субтехнічним комітетом Міжнародної електротехнічної комісії (IEC) 17D, який офіційно ввів координацію ізоляції в розподільні пристрої низької напруги та управління. обладнання.У поточній ситуації в Китаї, в електротехнічних виробах високої та низької напруги, координація ізоляції обладнання все ще є великою проблемою.Через офіційне впровадження концепції координації ізоляції в розподільних пристроях низької напруги та контрольному обладнанні, це лише питання майже двох років.Тому більш важливою проблемою є вирішення проблеми координації ізоляції в продукті.
Ключові слова: ізоляція та ізоляційні матеріали для розподільних пристроїв низької напруги
Координація ізоляції є важливим питанням, пов’язаним з безпекою виробів електрообладнання, і їй завжди приділяли увагу з усіх аспектів.Координація ізоляції вперше була використана в електричних виробах високої напруги.У 1987 році технічний документ під назвою «Вимоги до координації ізоляції в Додатку 1 до iec439» був розроблений субтехнічним комітетом Міжнародної електротехнічної комісії (IEC) 17D, який офіційно запровадив координацію ізоляції в розподільних пристроях низької напруги та контрольному обладнанні.Що стосується фактичної ситуації в нашій країні, координація ізоляції обладнання все ще є великою проблемою в електричних виробах високої та низької напруги.Статистика показує, що аварії, спричинені системою ізоляції, становлять 50–60% електротехнічної продукції в Китаї.Крім того, минуло лише два роки з моменту офіційного цитування концепції координації ізоляції в розподільних пристроях низької напруги та контрольному обладнанні.Тому більш важливою проблемою є вирішення проблеми координації ізоляції в продукті.
2. Основний принцип узгодження ізоляції
Координація ізоляції означає, що характеристики електроізоляції обладнання вибираються відповідно до умов експлуатації та навколишнього середовища обладнання.Лише тоді, коли конструкція обладнання базується на силі функції, яку воно виконує протягом очікуваного терміну служби, можна реалізувати координацію ізоляції.Проблема координації ізоляції виникає не лише ззовні обладнання, але й із самого обладнання.Це проблема, яка охоплює всі аспекти, і її потрібно розглядати комплексно.Основні моменти поділяються на три частини: по-перше, умови використання обладнання;Друге – середовище використання обладнання, а третє – вибір ізоляційних матеріалів.
(1) Умови обладнання
Умови використання обладнання в основному стосуються напруги, електричного поля та частоти, що використовуються обладнанням.
1. Зв'язок між координацією ізоляції та напругою.При розгляді зв’язку між координацією ізоляції та напругою слід враховувати напругу, яка може виникнути в системі, напругу, що генерується обладнанням, необхідний рівень безперервної роботи напруги, а також небезпеку особистої безпеки та нещасний випадок.
1. Класифікація напруги та перенапруги, форма хвилі.
a) Безперервна напруга промислової частоти з постійною напругою R, m, s
b) Тимчасова перенапруга, перенапруга частоти живлення протягом тривалого часу
c) Перехідна перенапруга, перенапруга протягом декількох мілісекунд або менше, як правило, коливання з високим демпфуванням або відсутність коливань.
— Перехідна перенапруга, як правило, одностороння, що досягає пікового значення 20 мкс
——Швидка хвиля попередньої перенапруги: перехідна перенапруга, зазвичай в одному напрямку, що досягає пікового значення 0,1 мкс
——Перенапруга на фронті крутої хвилі: перехідна перенапруга, зазвичай в одному напрямку, що досягає пікового значення при TF ≤ 0,1 мкс.Загальна тривалість становить менше 3 мс, є коливання суперпозиції, а частота коливань становить 30 кГц < f < 100 МГц.
г) Комбіновані (тимчасові, повільні, швидкі, круті) перенапруги.
Згідно з наведеним вище типом перенапруги можна описати стандартну форму сигналу напруги.
2. Співвідношення між довготривалою напругою змінного або постійного струму та координацією ізоляції розглядається як номінальна напруга, номінальна напруга ізоляції та фактична робоча напруга.При нормальній і тривалій експлуатації системи слід враховувати номінальну напругу ізоляції та фактичну робочу напругу.На додаток до виконання вимог стандарту, ми повинні приділяти більше уваги фактичній ситуації в електромережі Китаю.У нинішній ситуації, коли якість електромережі в Китаї невисока, при проектуванні продуктів фактично можлива робоча напруга є більш важливою для координації ізоляції.
Взаємозв'язок між перехідною перенапругою та координацією ізоляції пов'язаний з умовою контрольованої перенапруги в електричній системі.У системі та обладнанні існує багато форм перенапруги.Вплив перенапруги слід розглядати комплексно.У системах низької напруги на перенапругу можуть впливати різноманітні фактори.Таким чином, перенапруга в системі оцінюється статистичним методом, що відображає концепцію ймовірності виникнення, і за допомогою методу ймовірнісної статистики можна визначити, чи потрібен контроль захисту.
2. Категорія перенапруги обладнання
Відповідно до умов обладнання необхідний довготривалий безперервний рівень напруги буде безпосередньо розділений на IV клас за категорією перенапруги обладнання електропостачання мережі низької напруги.Обладнання категорії перенапруги IV - це обладнання, яке використовується на кінці джерела живлення розподільного пристрою, таке як амперметр і струмове захисне обладнання попереднього ступеня.Обладнання перенапруги класу III є завданням встановлення в розподільному пристрої, а безпека та придатність обладнання повинні відповідати спеціальним вимогам, наприклад, розподільний пристрій у розподільному пристрої.Обладнання класу перенапруги II - це енергоспоживаюче обладнання, яке живиться від розподільного пристрою, таке як навантаження для домашнього використання та подібних цілей.Обладнання класу перенапруги I підключається до обладнання, яке обмежує перехідну перенапругу до дуже низького рівня, наприклад електронної схеми із захистом від перенапруги.Для обладнання, яке не живиться безпосередньо від мережі низької напруги, слід враховувати максимальну напругу та серйозне поєднання різних ситуацій, які можуть виникнути в системному обладнанні.
Якщо обладнання має працювати в ситуації категорії перенапруги вищого рівня, а саме обладнання не має достатньо дозволеної категорії перенапруги, необхідно вжити заходів для зменшення перенапруги на місці, і можуть бути прийняті наступні методи.
a) Пристрій захисту від перенапруги
б) Трансформатори з ізольованою обмоткою
c) Багаторозгалужена система розподілу з розподіленою хвилею передачі, що проходить через енергію напруги
d) Ємність, яка здатна поглинати енергію перенапруги
e) Демпфуючий пристрій, здатний поглинати енергію перенапруги
3. Електричне поле і частота
Електричне поле поділяється на однорідне електричне поле і неоднорідне електричне поле.У розподільних пристроях низької напруги це, як правило, вважається у випадку неоднорідного електричного поля.Проблема частоти ще розглядається.Як правило, низька частота мало впливає на координацію ізоляції, але висока частота все ще впливає, особливо на ізоляційні матеріали.
(2) Зв'язок між координацією ізоляції та умовами навколишнього середовища
Макросередовище, де розташоване обладнання, впливає на координацію ізоляції.З вимог поточного практичного застосування та стандартів зміна атмосферного тиску враховує лише зміну атмосферного тиску, викликану висотою.Добову зміну атмосферного тиску не враховували, а також фактори температури та вологості.Однак, якщо є більш точні вимоги, ці фактори слід враховувати.З мікросередовища макросередовище визначає мікросередовище, але мікросередовище може бути кращим або гіршим за обладнання макросередовища.Різні рівні захисту, опалення, вентиляція та пил оболонки можуть впливати на мікросередовище.Мікросередовище має чіткі положення у відповідних стандартах.Див. таблицю 1, яка містить основу для конструкції виробу.
(3) Координація ізоляції та ізоляційні матеріали
Проблема ізоляційного матеріалу досить складна, він відрізняється від газу, це ізоляційний матеріал, який не може бути відновлений після пошкодження.Навіть випадкова перенапруга може призвести до незворотного пошкодження.У довгостроковому використанні ізоляційні матеріали стикаються з різними ситуаціями, такими як аварії розряду тощо, а сам ізоляційний матеріал через різні фактори, накопичені протягом тривалого часу, такі як термічна напруга, температура, механічний вплив та інші напруги прискоряться процес старіння.Для ізоляційних матеріалів, через різноманіття різновидів, характеристики утеплювачів неоднорідні, хоча показників багато.Це створює певні труднощі при виборі і використанні ізоляційних матеріалів, тому інші характеристики ізоляційних матеріалів, такі як термічні напруги, механічні властивості, частковий розряд і т.д., в даний час не розглядаються.Вплив вищезазначених навантажень на ізоляційні матеріали обговорювався в публікаціях IEC, які можуть відігравати якісну роль у практичному застосуванні, але поки що неможливо зробити кількісні вказівки.В даний час існує багато електричних виробів низької напруги, які використовуються як кількісні показники для ізоляційних матеріалів, які порівнюються зі значенням CTI індексу марки витоку, який можна розділити на три групи та чотири типи, і опору індексу марки витоку PTI.Індекс знака витоку використовується для формування сліду витоку шляхом капання рідини, забрудненої водою, на поверхню ізоляційного матеріалу.Наведено кількісне порівняння.
Цей певний індекс кількості застосовано до дизайну продукту.
3. Перевірка узгодженості ізоляції
В даний час оптимальним методом перевірки координації ізоляції є використання імпульсного діелектричного випробування, і для різного обладнання можна вибрати різні номінальні значення імпульсної напруги.
1. Перевірте координацію ізоляції обладнання за допомогою випробування номінальної імпульсної напруги
Форма хвилі 1,2/50 номінальної імпульсної напруги μS.
Вихідний опір генератора імпульсів імпульсного випробувального джерела живлення має бути більше 500 Ом. Значення номінальної імпульсної напруги повинно бути визначено відповідно до ситуації використання, категорії перенапруги та напруги тривалого використання обладнання та має бути скориговано відповідно до на відповідну висоту.В даний час деякі умови випробувань застосовуються до розподільних пристроїв низької напруги.Якщо немає чітких застережень щодо вологості та температури, вони також повинні бути в межах застосування стандарту для комплектних розподільних пристроїв.Якщо середовище використання обладнання виходить за межі застосовного обсягу набору розподільних пристроїв, його слід вважати виправленим.Коригуюча залежність між тиском повітря та температурою виглядає наступним чином:
K=P/101,3 × 293 (Δ T＋293)
K – параметри корекції тиску і температури повітря
Δ T – різниця температур K між фактичною (лабораторною) температурою та T = 20 ℃
P – фактичний тиск кПа
2. Діелектричні випробування змінною імпульсною напругою
Для розподільних пристроїв низької напруги можна використовувати випробування змінним або постійним струмом замість випробування імпульсною напругою, але цей метод випробування є більш суворим, ніж випробування імпульсною напругою, і його слід узгодити з виробником.
Тривалість експерименту 3 цикли у разі спілкування.
Тест постійного струму, кожна фаза (позитивна та негативна) відповідно прикладає напругу тричі, тривалість кожного разу становить 10 мс.
1. Визначення типової перенапруги.
2. Узгодити з визначенням витримуваної напруги.
3. Визначення номінального рівня ізоляції.
4. Загальний порядок узгодження ізоляції.
Час публікації: 20 лютого 2023 р