Περίληψη: Το 1987, το τεχνικό έγγραφο με τίτλο «Requirements for Insulation Coordination in Supplement 1 to iec439» συντάχθηκε από την υπο-Τεχνική Επιτροπή της Διεθνούς Ηλεκτροτεχνικής Επιτροπής (IEC) 17D, η οποία εισήγαγε επίσημα τον συντονισμό μόνωσης στον διακόπτη και τον έλεγχο χαμηλής τάσης εξοπλισμός.Στην τρέχουσα κατάσταση της Κίνας, στα ηλεκτρικά προϊόντα υψηλής και χαμηλής τάσης, ο συντονισμός μόνωσης του εξοπλισμού εξακολουθεί να είναι μεγάλο πρόβλημα.Λόγω της επίσημης εισαγωγής της έννοιας του συντονισμού μόνωσης στον εξοπλισμό διακοπτών χαμηλής τάσης και στον εξοπλισμό ελέγχου, είναι μόνο θέμα σχεδόν δύο ετών.Επομένως, είναι πιο σημαντικό πρόβλημα η αντιμετώπιση και επίλυση του προβλήματος συντονισμού μόνωσης στο προϊόν.
Λέξεις κλειδιά: Μονωτικά και μονωτικά υλικά για συσκευές διανομής χαμηλής τάσης
Ο συντονισμός της μόνωσης είναι ένα σημαντικό ζήτημα που σχετίζεται με την ασφάλεια των προϊόντων ηλεκτρικού εξοπλισμού και δόθηκε πάντα προσοχή από όλες τις απόψεις.Ο συντονισμός μόνωσης χρησιμοποιήθηκε για πρώτη φορά σε ηλεκτρικά προϊόντα υψηλής τάσης.Το 1987, το τεχνικό έγγραφο με τίτλο «Απαιτήσεις για τον συντονισμό μόνωσης στο Συμπλήρωμα 1 του iec439» συντάχθηκε από την υπο-Τεχνική Επιτροπή της Διεθνούς Ηλεκτροτεχνικής Επιτροπής (IEC) 17D, η οποία εισήγαγε επίσημα τον συντονισμό μόνωσης στον διακόπτη χαμηλής τάσης και τον εξοπλισμό ελέγχου.Σε ό,τι αφορά την πραγματική κατάσταση της χώρας μας, ο συντονισμός μόνωσης του εξοπλισμού εξακολουθεί να αποτελεί μεγάλο πρόβλημα σε ηλεκτρολογικά προϊόντα υψηλής και χαμηλής τάσης.Οι στατιστικές δείχνουν ότι το ατύχημα που προκαλείται από το σύστημα μόνωσης αντιπροσωπεύει το 50% – 60% των ηλεκτρικών προϊόντων στην Κίνα.Επιπλέον, έχουν περάσει μόλις δύο χρόνια από τότε που η έννοια του συντονισμού μόνωσης αναφέρεται επίσημα στον εξοπλισμό διακοπτών χαμηλής τάσης και στον εξοπλισμό ελέγχου.Επομένως, είναι πιο σημαντικό πρόβλημα η αντιμετώπιση και επίλυση του προβλήματος συντονισμού μόνωσης στο προϊόν.
2. Βασική αρχή συντονισμού μόνωσης
Ο συντονισμός μόνωσης σημαίνει ότι τα χαρακτηριστικά ηλεκτρικής μόνωσης του εξοπλισμού επιλέγονται σύμφωνα με τις συνθήκες συντήρησης και το περιβάλλον του εξοπλισμού.Μόνο όταν ο σχεδιασμός του εξοπλισμού βασίζεται στην ισχύ της λειτουργίας που φέρει στην αναμενόμενη διάρκεια ζωής του, μπορεί να πραγματοποιηθεί ο συντονισμός μόνωσης.Το πρόβλημα του συντονισμού της μόνωσης δεν προέρχεται μόνο από το εξωτερικό του εξοπλισμού αλλά και από τον ίδιο τον εξοπλισμό.Είναι ένα πρόβλημα που αφορά όλες τις πτυχές, το οποίο πρέπει να εξεταστεί διεξοδικά.Τα κύρια σημεία χωρίζονται σε τρία μέρη: πρώτον, οι συνθήκες χρήσης του εξοπλισμού.Το δεύτερο είναι το περιβάλλον χρήσης του εξοπλισμού και το τρίτο είναι η επιλογή των μονωτικών υλικών.
(1) Συνθήκες εξοπλισμού
Οι συνθήκες χρήσης του εξοπλισμού αναφέρονται κυρίως στην τάση, το ηλεκτρικό πεδίο και τη συχνότητα που χρησιμοποιεί ο εξοπλισμός.
1. Σχέση συντονισμού μόνωσης και τάσης.Κατά την εξέταση της σχέσης μεταξύ συντονισμού μόνωσης και τάσης, θα λαμβάνεται υπόψη η τάση που μπορεί να εμφανιστεί στο σύστημα, η τάση που παράγεται από τον εξοπλισμό, το απαιτούμενο επίπεδο συνεχούς λειτουργίας τάσης και ο κίνδυνος προσωπικής ασφάλειας και ατυχήματος.
1. Ταξινόμηση τάσης και υπέρτασης, κυματομορφή.
α) Τάση συχνότητας συνεχούς ισχύος, με σταθερή τάση R, m, s
β) Προσωρινή υπέρταση, υπέρταση συχνότητας ισχύος για μεγάλο χρονικό διάστημα
γ) Παροδική υπέρταση, υπέρταση για λίγα χιλιοστά του δευτερολέπτου ή λιγότερο, συνήθως ταλάντωση υψηλής απόσβεσης ή μη ταλάντωση.
——Μια παροδική υπέρταση, συνήθως μονόδρομη, που φτάνει σε τιμή αιχμής 20 μ s
——Προ υπέρταση γρήγορου κύματος: Μια παροδική υπέρταση, συνήθως προς μία κατεύθυνση, που φτάνει σε τιμή αιχμής 0,1 μ s
——Μπροστινή υπέρταση απότομου κύματος: Μια παροδική υπέρταση, συνήθως προς μία κατεύθυνση, που φτάνει στην τιμή κορυφής σε TF ≤ 0,1 μ s.Η συνολική διάρκεια είναι μικρότερη από 3 MS και υπάρχει ταλάντωση υπέρθεσης και η συχνότητα ταλάντωσης είναι μεταξύ 30 kHz < f < 100 MHz.
δ) Συνδυασμένη (προσωρινή, αργή προς τα εμπρός, γρήγορη, απότομη) υπέρταση.
Σύμφωνα με τον παραπάνω τύπο υπέρτασης, μπορεί να περιγραφεί η τυπική κυματομορφή τάσης.
2. Η σχέση μεταξύ της μακροπρόθεσμης τάσης AC ή DC και του συντονισμού μόνωσης θα θεωρείται ως ονομαστική τάση, ονομαστική τάση μόνωσης και πραγματική τάση λειτουργίας.Στην κανονική και μακροχρόνια λειτουργία του συστήματος, θα πρέπει να λαμβάνεται υπόψη η ονομαστική τάση μόνωσης και η πραγματική τάση λειτουργίας.Εκτός από την ικανοποίηση των απαιτήσεων του προτύπου, θα πρέπει να δώσουμε μεγαλύτερη προσοχή στην πραγματική κατάσταση του δικτύου ηλεκτρικής ενέργειας της Κίνας.Στην τρέχουσα κατάσταση που η ποιότητα του ηλεκτρικού δικτύου δεν είναι υψηλή στην Κίνα, κατά το σχεδιασμό προϊόντων, η πραγματική πιθανή τάση λειτουργίας είναι πιο σημαντική για τον συντονισμό της μόνωσης.
Η σχέση μεταξύ παροδικής υπέρτασης και συντονισμού μόνωσης σχετίζεται με την κατάσταση της ελεγχόμενης υπέρτασης στο ηλεκτρικό σύστημα.Στο σύστημα και τον εξοπλισμό, υπάρχουν πολλές μορφές υπέρτασης.Η επίδραση της υπέρτασης θα πρέπει να εξετάζεται διεξοδικά.Σε συστήματα ισχύος χαμηλής τάσης, η υπέρταση μπορεί να επηρεαστεί από διάφορους μεταβλητούς παράγοντες.Ως εκ τούτου, η υπέρταση στο σύστημα αξιολογείται με στατιστική μέθοδο, αντικατοπτρίζοντας την έννοια της πιθανότητας εμφάνισης, και μπορεί να προσδιοριστεί με τη μέθοδο των στατιστικών πιθανοτήτων εάν χρειάζεται έλεγχος προστασίας.
2. Κατηγορία υπερτάσεων εξοπλισμού
Σύμφωνα με τις συνθήκες του εξοπλισμού, το απαιτούμενο επίπεδο λειτουργίας μακροπρόθεσμης συνεχούς τάσης θα χωριστεί απευθείας στην κατηγορία IV από την κατηγορία υπέρτασης του εξοπλισμού τροφοδοσίας του δικτύου χαμηλής τάσης.Ο εξοπλισμός της κατηγορίας υπέρτασης IV είναι ο εξοπλισμός που χρησιμοποιείται στο άκρο τροφοδοσίας της συσκευής διανομής, όπως αμπερόμετρο και εξοπλισμός προστασίας ρεύματος του προηγούμενου σταδίου.Ο εξοπλισμός υπερτάσεως κατηγορίας III είναι το καθήκον εγκατάστασης στη συσκευή διανομής και η ασφάλεια και η δυνατότητα εφαρμογής του εξοπλισμού πρέπει να πληρούν τις ειδικές απαιτήσεις, όπως ο πίνακας διανομής στη συσκευή διανομής.Ο εξοπλισμός της κατηγορίας υπέρτασης ΙΙ είναι ο εξοπλισμός που καταναλώνει ενέργεια που τροφοδοτείται από συσκευή διανομής, όπως το φορτίο για οικιακή χρήση και παρόμοιους σκοπούς.Ο εξοπλισμός της κατηγορίας υπέρτασης Ι συνδέεται με τον εξοπλισμό που περιορίζει την παροδική υπέρταση σε πολύ χαμηλό επίπεδο, όπως ηλεκτρονικό κύκλωμα με προστασία υπέρτασης.Για εξοπλισμό που δεν τροφοδοτείται απευθείας από το δίκτυο χαμηλής τάσης, πρέπει να λαμβάνεται υπόψη η μέγιστη τάση και ο σοβαρός συνδυασμός διαφόρων καταστάσεων που ενδέχεται να προκύψουν στον εξοπλισμό του συστήματος.
Όταν ο εξοπλισμός πρόκειται να λειτουργήσει σε περίπτωση κατηγορίας υπέρτασης υψηλότερου επιπέδου και ο ίδιος ο εξοπλισμός δεν έχει αρκετή επιτρεπόμενη κατηγορία υπέρτασης, λαμβάνονται μέτρα για τη μείωση της υπέρτασης στον τόπο και μπορούν να υιοθετηθούν οι ακόλουθες μέθοδοι.
α) Συσκευή προστασίας από υπέρταση
β) Μετασχηματιστές με απομονωμένη περιέλιξη
γ) Ένα σύστημα διανομής πολλαπλών διακλαδώσεων με κατανεμημένο κύμα μεταφοράς που διέρχεται από την ενέργεια τάσης
δ) Χωρητικότητα ικανή να απορροφά ενέργεια υπέρτασης υπέρτασης
ε) Συσκευή απόσβεσης ικανή να απορροφά ενέργεια υπέρτασης υπέρτασης
3. Ηλεκτρικό πεδίο και συχνότητα
Το ηλεκτρικό πεδίο χωρίζεται σε ομοιόμορφο ηλεκτρικό πεδίο και σε μη ομοιόμορφο ηλεκτρικό πεδίο.Σε συσκευές διανομής χαμηλής τάσης, γενικά θεωρείται ότι συμβαίνει στην περίπτωση μη ομοιόμορφου ηλεκτρικού πεδίου.Το πρόβλημα της συχνότητας είναι ακόμα υπό εξέταση.Γενικά, η χαμηλή συχνότητα έχει μικρή επίδραση στον συντονισμό της μόνωσης, αλλά η υψηλή συχνότητα εξακολουθεί να έχει επίδραση, ειδικά στα μονωτικά υλικά.
(2) Η σχέση μεταξύ συντονισμού μόνωσης και περιβαλλοντικών συνθηκών
Το μακροπεριβάλλον όπου βρίσκεται ο εξοπλισμός επηρεάζει τον συντονισμό της μόνωσης.Από τις απαιτήσεις της τρέχουσας πρακτικής εφαρμογής και προτύπων, η αλλαγή της πίεσης του αέρα λαμβάνει υπόψη μόνο τη μεταβολή της πίεσης του αέρα που προκαλείται από το υψόμετρο.Η ημερήσια μεταβολή της πίεσης του αέρα έχει αγνοηθεί και οι παράγοντες θερμοκρασίας και υγρασίας έχουν επίσης αγνοηθεί.Ωστόσο, εάν υπάρχουν πιο ακριβείς απαιτήσεις, αυτοί οι παράγοντες θα πρέπει να ληφθούν υπόψη.Από το μικροπεριβάλλον, το μακροπεριβάλλον καθορίζει το μικροπεριβάλλον, αλλά το μικροπεριβάλλον μπορεί να είναι καλύτερο ή χειρότερο από τον εξοπλισμό μακροπεριβάλλοντος.Τα διαφορετικά επίπεδα προστασίας, η θέρμανση, ο αερισμός και η σκόνη του κελύφους ενδέχεται να επηρεάσουν το μικροπεριβάλλον.Το μικροπεριβάλλον έχει σαφείς διατάξεις στα σχετικά πρότυπα.Δείτε τον Πίνακα 1, ο οποίος παρέχει τη βάση για το σχεδιασμό του προϊόντος.
(3) Συντονισμός μόνωσης και μονωτικά υλικά
Το πρόβλημα του μονωτικού υλικού είναι αρκετά περίπλοκο, διαφέρει από το αέριο, είναι ένα μονωτικό μέσο που δεν μπορεί να ανακτηθεί μόλις καταστραφεί.Ακόμη και το τυχαίο συμβάν υπέρτασης μπορεί να προκαλέσει μόνιμη βλάβη.Στη μακροχρόνια χρήση, τα μονωτικά υλικά θα αντιμετωπίσουν διάφορες καταστάσεις, όπως ατυχήματα εκκένωσης κ.λπ. και το ίδιο το μονωτικό υλικό οφείλεται σε διάφορους παράγοντες που συσσωρεύονται για μεγάλο χρονικό διάστημα, όπως θερμική καταπόνηση Η θερμοκρασία, η μηχανική κρούση και άλλες καταπονήσεις θα επιταχυνθούν τη διαδικασία της γήρανσης.Για τα μονωτικά υλικά, λόγω της ποικιλίας των ποικιλιών, τα χαρακτηριστικά των μονωτικών υλικών δεν είναι ομοιόμορφα, αν και υπάρχουν πολλοί δείκτες.Αυτό δημιουργεί κάποια δυσκολία στην επιλογή και χρήση μονωτικών υλικών, γι' αυτό και δεν λαμβάνονται υπόψη άλλα χαρακτηριστικά των μονωτικών υλικών, όπως θερμική καταπόνηση, μηχανικές ιδιότητες, μερική εκκένωση κ.λπ., προς το παρόν.Η επίδραση της παραπάνω πίεσης στα μονωτικά υλικά έχει συζητηθεί σε δημοσιεύσεις της IEC, οι οποίες μπορούν να παίξουν ποιοτικό ρόλο στην πρακτική εφαρμογή, αλλά δεν είναι ακόμη δυνατό να γίνει ποσοτική καθοδήγηση.Επί του παρόντος, υπάρχουν πολλά ηλεκτρικά προϊόντα χαμηλής τάσης που χρησιμοποιούνται ως ποσοτικοί δείκτες για μονωτικά υλικά, τα οποία συγκρίνονται με την τιμή CTI του δείκτη διαρροής, που μπορεί να χωριστεί σε τρεις ομάδες και τέσσερις τύπους, και την αντίσταση στο δείκτη διαρροής PTI.Ο δείκτης ένδειξης διαρροής χρησιμοποιείται για να σχηματίσει ίχνος διαρροής ρίχνοντας το μολυσμένο με νερό υγρό στην επιφάνεια του μονωτικού υλικού.Δίνεται η ποσοτική σύγκριση.
Αυτός ο συγκεκριμένος δείκτης ποσότητας έχει εφαρμοστεί στο σχεδιασμό του προϊόντος.
3. Επαλήθευση συντονισμού μόνωσης
Επί του παρόντος, η βέλτιστη μέθοδος για την επαλήθευση του συντονισμού της μόνωσης είναι η χρήση παλμικής διηλεκτρικής δοκιμής και μπορούν να επιλεγούν διαφορετικές ονομαστικές τιμές παλμικής τάσης για διαφορετικό εξοπλισμό.
1. Επαληθεύστε τον συντονισμό μόνωσης του εξοπλισμού με τη δοκιμή ονομαστικής παλμικής τάσης
1,2/50 της ονομαστικής παλμικής τάσης μ S κυματική μορφή.
Η σύνθετη αντίσταση εξόδου της γεννήτριας παλμών της παλμικής τροφοδοσίας δοκιμής θα πρέπει να είναι γενικά μεγαλύτερη από 500 Ω. Η ονομαστική τιμή της τάσης παλμού θα προσδιορίζεται σύμφωνα με την κατάσταση χρήσης, την κατηγορία υπέρτασης και την τάση μακροχρόνιας χρήσης του εξοπλισμού και θα διορθώνεται σύμφωνα με στο αντίστοιχο υψόμετρο.Επί του παρόντος, ορισμένες συνθήκες δοκιμής εφαρμόζονται στον πίνακα διανομής χαμηλής τάσης.Εάν δεν υπάρχει σαφής διάταξη σχετικά με την υγρασία και τη θερμοκρασία, θα πρέπει επίσης να εμπίπτει στο πεδίο εφαρμογής του προτύπου για πλήρη εξοπλισμό διανομής.Εάν το περιβάλλον χρήσης του εξοπλισμού είναι πέρα από το εφαρμοστέο πεδίο εφαρμογής του σετ διακοπτών, πρέπει να θεωρηθεί ότι έχει διορθωθεί.Η σχέση διόρθωσης μεταξύ πίεσης αέρα και θερμοκρασίας έχει ως εξής:
K=P/101,3 × 293 (Δ T＋293)
K – παράμετροι διόρθωσης πίεσης και θερμοκρασίας αέρα
Δ T – διαφορά θερμοκρασίας Κ μεταξύ πραγματικής (εργαστηριακής) θερμοκρασίας και T = 20 ℃
P – πραγματική πίεση kPa
2. Διηλεκτρική δοκιμή εναλλακτικής παλμικής τάσης
Για συσκευές διανομής χαμηλής τάσης, μπορεί να χρησιμοποιηθεί δοκιμή AC ή DC αντί για δοκιμή παλμικής τάσης, αλλά αυτού του είδους η μέθοδος δοκιμής είναι πιο σοβαρή από τη δοκιμή παλμικής τάσης και θα πρέπει να συμφωνηθεί από τον κατασκευαστή.
Η διάρκεια του πειράματος είναι 3 κύκλοι στην περίπτωση επικοινωνίας.
Δοκιμή συνεχούς ρεύματος, κάθε φάση (θετική και αρνητική) αντίστοιχα εφαρμοζόμενη τάση τρεις φορές, κάθε φορά η διάρκεια είναι 10 ms.
1. Προσδιορισμός τυπικής υπέρτασης.
2. Συντονίστε με τον προσδιορισμό της τάσης αντοχής.
3. Προσδιορισμός ονομαστικής στάθμης μόνωσης.
4. Γενική διαδικασία συντονισμού μόνωσης.
Ώρα δημοσίευσης: Φεβ-20-2023