Absztrakt: A szigetelés koordinációja fontos kérdés az elektromos berendezések biztonságával kapcsolatban, és mindig is minden szempontból figyelmet fordítottak rá.A szigeteléskoordinációt először nagyfeszültségű elektromos termékekben alkalmazták.Kínában a szigetelőrendszer okozta balesetek az elektromos termékek 50-60%-át teszik ki.Mindössze két éve, hogy a szigetelés-koordináció fogalmát hivatalosan idézik a kisfeszültségű kapcsoló- és vezérlőberendezésekben.Ezért fontosabb probléma a termékben lévő szigeteléskoordinációs probléma helyes kezelése és megoldása, amelyre kellő figyelmet kell fordítani.
Kulcsszavak: kisfeszültségű kapcsolóberendezések szigetelése és szigetelőanyagai
0. Bevezetés
A kisfeszültségű kapcsolóberendezés feladata az elektromos energia szabályozása, védelme, mérése, átalakítása és elosztása a kisfeszültségű áramellátó rendszerben.Mivel a kisfeszültségű kapcsolóberendezések mélyen benyúlnak a termelési telephelyre, közterületre, lakó- és egyéb helyekre, elmondható, hogy minden olyan helyet, ahol elektromos berendezéseket használnak, kisfeszültségű berendezéssel kell felszerelni.Kínában az energia mintegy 80%-át alacsony feszültségű kapcsolóberendezéseken keresztül biztosítják.A kisfeszültségű kapcsolóberendezések fejlesztése az anyagiparból, a kisfeszültségű elektromos készülékekből, a feldolgozási technológiából és berendezésekből, az infrastruktúra-építésből és az emberek életszínvonalából származik, így a kisfeszültségű kapcsolóberendezések színvonala tükrözi a gazdaság erejét, tudományát, technológiáját és életszínvonalát. ország az egyik oldalról.
1. A szigetelési koordináció alapelve
A szigetelési koordináció azt jelenti, hogy a berendezés elektromos szigetelési jellemzőit az üzemi feltételeknek és a berendezés környezetének megfelelően választják ki.A szigetelési koordináció csak akkor valósítható meg, ha a berendezés tervezése a várható élettartama alatt viselt funkció erősségén alapul.A szigetelés koordinációjának problémája nem csak a berendezés külső oldalából fakad, hanem magából a berendezésből is.Ez egy minden szempontot magában foglaló probléma, amelyet átfogóan kell megvizsgálni.A főbb pontok három részre oszlanak: először is a berendezés használati feltételei;A második a berendezések használati környezete, a harmadik pedig a szigetelőanyagok kiválasztása.
1.1 a berendezések használati feltételei A berendezések használati feltételei főként a berendezés által használt feszültségre, elektromos mezőre és frekvenciára vonatkoznak.
1.1.1 kapcsolat a szigetelés koordinációja és a feszültség között.A szigetelési koordináció és a feszültség kapcsolatának mérlegelésekor figyelembe kell venni a rendszerben előforduló feszültséget, a berendezés által generált feszültséget, a szükséges folyamatos feszültségszintet, valamint a személyi biztonság és balesetveszélyt.
① Feszültség és túlfeszültség osztályozása, hullámforma.
A. folyamatos teljesítményfrekvenciás feszültség, állandó R, m, s feszültséggel;
B. átmeneti túlfeszültség, teljesítmény frekvencia túlfeszültség hosszú ideig;
A C tranziens túlfeszültség, néhány ezredmásodperces vagy annál rövidebb túlfeszültség általában nagy csillapítású oszcilláció vagy nem rezgés.
——Általában egyirányú tranziens túlfeszültség, amely eléri a 20 μ sTp5000 μ csúcsértéket S között, a T2 hullámvég időtartama ≤ 20 ms.
——Gyorshullámú előtúlfeszültség: tranziens túlfeszültség, általában egy irányban, amely eléri a 0,1 μ sT120 μs csúcsértéket.Hullámfarok időtartama T2 ≤ 300 μs.
—— Meredek hullámfront túlfeszültség: tranziens, általában egyirányú túlfeszültség, amely TF ≤ 0,1 μs-nál éri el a csúcsértéket.A teljes időtartam 3MS, és van szuperponált rezgés, és az oszcilláció frekvenciája 30kHz és 100MHz között van.
D. kombinált (ideiglenes, lassú előre, gyors, meredek) túlfeszültség.
A fenti túlfeszültség típus szerint leírható a szabványos feszültség hullámalakja.
② A hosszú távú AC vagy DC feszültség és a szigetelés koordinációja közötti összefüggésben figyelembe kell venni a névleges feszültséget, a névleges szigetelési feszültséget és a tényleges üzemi feszültséget.A rendszer normál és hosszú távú működése során figyelembe kell venni a névleges szigetelési feszültséget és a tényleges üzemi feszültséget.A szabvány követelményeinek teljesítése mellett figyelmet kell fordítani Kína villamosenergia-hálózatának aktuális helyzetére.A jelenlegi helyzetben, hogy Kínában nem magas az elektromos hálózat minősége, a termékek tervezésénél a tényleges lehetséges üzemi feszültség fontosabb a szigetelés koordinációja szempontjából.
③ A tranziens túlfeszültség és a szigetelés koordinációja közötti kapcsolat az elektromos rendszer szabályozott túlfeszültségének állapotával függ össze.A rendszerben és a berendezésekben a túlfeszültségnek számos formája van.A túlfeszültség hatását átfogóan kell mérlegelni.Alacsony feszültségű villamosenergia-rendszerben a túlfeszültséget különféle változó tényezők befolyásolhatják.Ezért a rendszer túlfeszültségét statisztikai módszerrel értékelik, tükrözve az előfordulási valószínűség fogalmát, és a valószínűségi statisztika módszerével meghatározható, hogy szükség van-e védelmi szabályozásra.
1.1.2 a berendezések túlfeszültség-kategóriáját közvetlenül a kisfeszültségű villamosenergia-ellátó berendezések túlfeszültség-kategóriájából kell a IV. osztályba sorolni, a berendezés használati körülményei által megkövetelt hosszú távú folyamatos feszültségszint szerint.A IV. túlfeszültség kategóriájú berendezés az elosztó berendezés tápellátási végénél használt berendezés, mint az előző fokozat ampermérő és áramvédő berendezése.A III. túlfeszültség osztályú berendezések az elosztóberendezésbe való beépítés feladata, a berendezések biztonságának és alkalmazhatóságának meg kell felelnie a speciális követelményeknek, mint például az elosztóberendezésben található kapcsolóberendezés.A II. túlfeszültség osztályú berendezés az elosztó berendezéssel meghajtott energiafogyasztó berendezés, mint például az otthoni és hasonló célú terhelés.Az I. túlfeszültség osztályú berendezés olyan berendezéshez csatlakozik, amely a tranziens túlfeszültséget nagyon alacsony szintre korlátozza, mint például az elektronikus áramkör túlfeszültség-védelemmel.A nem közvetlenül kisfeszültségű hálózatról táplált berendezések esetében figyelembe kell venni a maximális feszültséget és a rendszerberendezésekben előforduló különféle helyzetek súlyos kombinációját.
|<12>>
Az elektromos mező egyenletes elektromos mezőre és nem egyenletes elektromos mezőre oszlik.A kisfeszültségű kapcsolóberendezésekben általában nem egyenletes elektromos tér esetén tekintik.A frekvenciaprobléma még mindig mérlegelés alatt áll.Általában az alacsony frekvencia kevés hatással van a szigetelés koordinációjára, de a magas frekvencia továbbra is hatással van, különösen a szigetelőanyagokra.
1.2 a berendezés szigeteléskoordinációval kapcsolatos makrokörnyezete és a környezeti feltételek befolyásolják a szigetelési koordinációt.A jelenlegi gyakorlati alkalmazás és szabványok követelményei közül a légnyomás változás csak a magasság okozta légnyomás változást veszi figyelembe.Figyelmen kívül hagyták a napi légnyomás változást, és figyelmen kívül hagyták a hőmérséklet és a páratartalom tényezőit is.Ha azonban pontosabb követelmények vannak, akkor a légnyomást a szabványok követelményeinek megfelelően módosítják, Ezeket a tényezőket is figyelembe kell venni.A mikrokörnyezetből a makrokörnyezet határozza meg a mikrokörnyezetet, de a mikrokörnyezet lehet jobb vagy rosszabb, mint a makrokörnyezet berendezése.A héj különböző védelmi szintjei, fűtése, szellőzése és a por befolyásolhatja a mikrokörnyezetet.A mikrokörnyezet a vonatkozó szabványokban egyértelmű rendelkezéseket tartalmaz, amelyek a termékek tervezésének alapját képezik.
1.3 A szigetelés koordináció és a szigetelőanyagok problémái meglehetősen összetettek.Ez különbözik a gáztól, és egy szigetelő közeg, amelyet sérülés után nem lehet visszanyerni.Még a véletlen túlfeszültség is maradandó károsodást okozhat.A hosszú távú használat során a szigetelőanyagok különféle helyzetekkel szembesülnek, például kisülési balesetek hangsúlyozza.A szigetelőanyagok esetében a fajták sokfélesége miatt a szigetelőanyagok jellemzői nem egységesek, bár számos mutató létezik.Ez némi nehézséget okoz a szigetelőanyagok kiválasztásában és használatában, ezért jelenleg nem veszik figyelembe a szigetelőanyagok egyéb jellemzőit, mint a hőterhelés, mechanikai tulajdonságok, részleges kisülés stb.
2. Szigetelés koordináció ellenőrzése
Jelenleg az optimális módszer a szigetelés koordinációjának ellenőrzésére az impulzus-dielektromos teszt, és a különböző berendezésekhez különböző névleges impulzusfeszültségek választhatók.
2.1 a berendezés szigeteléshez illő névleges impulzusfeszültsége 1,2/50 a névleges impulzusfeszültség teszt μ S hullámforma alapján.
Az impulzusellenőrző tápegység impulzusgenerátorának kimeneti impedanciája általában 500 Ω-nál nagyobb legyen, A névleges impulzusfeszültség értéket a használati helyzetnek, a túlfeszültség kategóriának és a berendezés hosszú távú használati feszültségének megfelelően kell meghatározni, és ennek megfelelően korrigálni kell. a megfelelő magasságra.Jelenleg bizonyos vizsgálati feltételeket alkalmaznak a kisfeszültségű kapcsolóberendezésekre.Ha nincs egyértelmű előírás a páratartalomra és a hőmérsékletre, akkor annak is a komplett kapcsolóberendezésekre vonatkozó szabvány hatálya alá kell tartoznia.Ha a berendezés használati környezete túlmutat a kapcsolókészülék-készlet hatályán, akkor azt korrigáltnak kell tekinteni.A légnyomás és a hőmérséklet közötti korrekciós összefüggés a következő:
K=P/101,3 × 293 (ΔT+293)
K — a légnyomás és a hőmérséklet korrekciós paraméterei
Δ T – K hőmérsékletkülönbség a tényleges (laboratóriumi) hőmérséklet és a T = 20 ℃ között
P – tényleges nyomás kPa
A 2.2 kisfeszültségű kapcsolóberendezéseknél az AC vagy DC teszttel helyettesíthető az impulzusfeszültség-teszt alternatív impulzusfeszültség dielektromos vizsgálatához, de ez a fajta vizsgálati módszer súlyosabb, mint az impulzusfeszültség-teszt, és a gyártónak meg kell állapodnia.
A kísérlet időtartama kommunikáció esetén 3 ciklus.
Egyenáramú teszt, minden fázis (pozitív és negatív) háromszor kapcsolt feszültséget, mindegyik időtartam 10 ms.
Kína jelenlegi helyzetében a nagy- és kisfeszültségű elektromos termékekben továbbra is nagy probléma a berendezések szigetelési koordinációja.A kisfeszültségű kapcsoló- és vezérlőberendezések szigeteléskoordinációs koncepciójának hivatalos bevezetése miatt ez már csak közel két év kérdése.Ezért fontosabb probléma a termékben lévő szigetelési koordinációs probléma kezelése és megoldása.
Referencia:
[1] Iec439-1 kisfeszültségű kapcsoló- és vezérlőberendezések – I. rész: típusvizsgálati és alkatrész-típusvizsgálati komplett berendezés [s].
Az Iec890 extrapolációs módszerrel bizonyos típusú tesztkészletekkel ellenőrzi a kisfeszültségű kapcsoló- és vezérlőberendezések hőmérséklet-emelkedését.
Feladás időpontja: 2023.02.20