Sažetak: 1987. godine tehnički dokument pod nazivom „Zahtjevi za koordinaciju izolacije u Dodatku 1 iec439″ izradio je podtehnički komitet Međunarodne elektrotehničke komisije (IEC) 17D, koji je formalno uveo koordinaciju izolacije u niskonaponsku rasklopnu opremu i upravljanje. opreme.U trenutnoj situaciji u Kini, u električnim proizvodima visokog i niskog napona, koordinacija izolacije opreme i dalje je veliki problem.Zbog formalnog uvođenja koncepta koordinacije izolacije u niskonaponsku rasklopnu i upravljačku opremu, riječ je samo o gotovo dvije godine.Stoga je važniji problem rješavati i rješavati problem koordinacije izolacije u proizvodu.
Ključne riječi: Izolacija i izolacijski materijali niskonaponskih rasklopnih uređaja
Koordinacija izolacije je važno pitanje vezano za sigurnost proizvoda električne opreme i uvijek mu se obraćala pažnja sa svih aspekata.Koordinacija izolacije je prvi put korištena u visokonaponskim električnim proizvodima.1987. godine, tehnički dokument pod nazivom „Zahtjevi za koordinaciju izolacije u Dodatku 1 iec439″ izradio je podtehnički komitet Međunarodne elektrotehničke komisije (IEC) 17D, koji je formalno uveo koordinaciju izolacije u niskonaponsku rasklopnu opremu i kontrolnu opremu.Što se stvarnog stanja naše zemlje tiče, koordinacija izolacije opreme i dalje je veliki problem kod visokonaponskih i niskonaponskih električnih proizvoda.Statistike pokazuju da nesreće uzrokovane izolacijskim sistemom čine 50% – 60% električnih proizvoda u Kini.Štaviše, prošlo je samo dvije godine otkako je koncept koordinacije izolacije formalno citiran u niskonaponskoj rasklopnoj i upravljačkoj opremi.Stoga je važniji problem rješavati i rješavati problem koordinacije izolacije u proizvodu.
2. Osnovni princip koordinacije izolacije
Koordinacija izolacije znači da se karakteristike električne izolacije opreme biraju u skladu sa uslovima rada i okolinom opreme.Samo kada se dizajn opreme zasniva na snazi funkcije koju nosi u svom očekivanom vijeku trajanja, može se ostvariti koordinacija izolacije.Problem koordinacije izolacije ne dolazi samo s vanjske strane opreme već i iz same opreme.To je problem koji uključuje sve aspekte, koji treba sagledati sveobuhvatno.Glavne tačke su podeljene u tri dela: prvo, uslovi korišćenja opreme;Drugi je okruženje upotrebe opreme, a treći izbor izolacijskih materijala.
(1) Uslovi opreme
Uslovi upotrebe opreme uglavnom se odnose na napon, električno polje i frekvenciju koje oprema koristi.
1. Odnos između koordinacije izolacije i napona.U razmatranju odnosa između koordinacije izolacije i napona, treba uzeti u obzir napon koji može nastati u sistemu, napon koji proizvodi oprema, potreban kontinuirani radni nivo napona, te opasnost po ličnu sigurnost i nesreće.
1. Klasifikacija napona i prenapona, talasni oblik.
a) Kontinuirani napon frekvencije snage, sa konstantnim naponom R, m, s
b) Privremeni prenapon, prenapon frekvencije struje na duže vrijeme
c) Prolazni prenapon, prenapon u trajanju od nekoliko milisekundi ili manje, obično visoko prigušene oscilacije ili neoscilacije.
——Prolazni prenapon, obično jednosmjeran, koji dostiže vršnu vrijednost od 20 μs
——Prenapon brzog talasa: prolazni prenapon, obično u jednom smeru, koji dostiže vršnu vrednost od 0,1 μs
——Prenapon strmog talasnog fronta: prelazni prenapon, obično u jednom pravcu, koji dostiže vršnu vrednost pri TF ≤ 0,1 μs.Ukupno trajanje je manje od 3MS, a postoji oscilacija superpozicije, a frekvencija oscilovanja je između 30kHz < f < 100MHz.
d) Kombinovani (privremeni, sporo napred, brzi, strmi) prenapon.
Prema gore navedenom tipu prenapona, može se opisati standardni talasni oblik napona.
2. Odnos između dugotrajnog AC ili DC napona i koordinacije izolacije će se smatrati nazivnim naponom, nazivnim naponom izolacije i stvarnim radnim naponom.U normalnom i dugotrajnom radu sistema treba uzeti u obzir nazivni izolacioni napon i stvarni radni napon.Osim ispunjavanja zahtjeva standarda, trebalo bi više pažnje posvetiti stvarnom stanju kineske električne mreže.U trenutnoj situaciji da kvaliteta električne mreže nije visoka u Kini, pri dizajniranju proizvoda stvarni mogući radni napon je važniji za koordinaciju izolacije.
Odnos između prelaznog prenapona i koordinacije izolacije povezan je sa stanjem kontroliranog prenapona u električnom sistemu.U sistemu i opremi postoji mnogo oblika prenapona.Uticaj prenapona treba sveobuhvatno razmotriti.U niskonaponskom elektroenergetskom sistemu na prenapon mogu uticati različiti promjenjivi faktori.Stoga se prenapon u sistemu procjenjuje statističkom metodom, odražavajući koncept vjerovatnoće pojave, a metodom statistike vjerovatnoće može se utvrditi da li je potrebna kontrola zaštite.
2. Prenaponska kategorija opreme
Prema uslovima opreme, dugotrajni kontinuirani naponski radni nivo će se direktno podijeliti u IV klasu prema prenaponskoj kategoriji opreme za napajanje niskonaponske mreže.Oprema prenaponske kategorije IV je oprema koja se koristi na kraju napajanja distributivnog uređaja, kao što su ampermetar i strujna zaštitna oprema prethodne faze.Oprema prenaponske klase III je zadatak ugradnje u distributivni uređaj, a sigurnost i upotrebljivost opreme moraju ispunjavati posebne zahtjeve, kao što je razvodni uređaj u razvodnom uređaju.Oprema prenaponske klase II je oprema koja troši energiju koju napaja razvodni uređaj, kao što je opterećenje za kućnu upotrebu i slične namjene.Oprema prenaponske klase I je povezana sa opremom koja ograničava prelazni prenapon na veoma nizak nivo, kao što je elektronsko kolo sa zaštitom od prenapona.Za opremu koja se ne napaja direktno iz niskonaponske mreže, mora se uzeti u obzir maksimalni napon i ozbiljna kombinacija različitih situacija koje se mogu pojaviti u opremi sistema.
Kada oprema treba da radi u situaciji višeg stepena prenaponske kategorije, a sama oprema nema dovoljno dozvoljene prenaponske kategorije, preduzimaju se mere za smanjenje prenapona na mestu, a mogu se primeniti sledeće metode.
a) Uređaj za zaštitu od prenapona
b) Transformatori sa izolovanim namotajem
c) Višestruki distributivni sistem kola sa distribuiranim prenosnim talasom koji prolazi kroz energiju napona
d) Kapacitet sposoban da apsorbuje energiju prenapona
e) Prigušni uređaj sposoban da apsorbuje energiju prenapona
3. Električno polje i frekvencija
Električno polje se dijeli na jednolično električno polje i nejednako električno polje.U niskonaponskim rasklopnim aparatima, općenito se smatra da je to u slučaju neujednačenog električnog polja.Problem frekvencije se još uvijek razmatra.Općenito, niske frekvencije imaju mali utjecaj na koordinaciju izolacije, ali visoke frekvencije i dalje imaju utjecaja, posebno na izolacijske materijale.
(2) Odnos između koordinacije izolacije i uslova okoline
Makro okruženje u kojem se nalazi oprema utiče na koordinaciju izolacije.Od zahtjeva trenutne praktične primjene i standarda, promjena tlaka zraka uzima u obzir samo promjenu tlaka zraka uzrokovanu visinom.Dnevna promjena tlaka zraka je zanemarena, a faktori temperature i vlažnosti također su zanemareni.Međutim, ako postoje precizniji zahtjevi, ove faktore treba uzeti u obzir.Iz mikro okruženja, makro okruženje određuje mikro okruženje, ali mikro okruženje može biti bolje ili lošije od opreme za makro okruženje.Različiti nivoi zaštite, grijanje, ventilacija i prašina školjke mogu utjecati na mikro okruženje.Mikro okruženje ima jasne odredbe u relevantnim standardima.Pogledajte tabelu 1, koja daje osnovu za dizajn proizvoda.
(3) Koordinacija izolacije i izolacijski materijali
Problem izolacijskog materijala je prilično složen, razlikuje se od plina, to je izolacijski medij koji se ne može oporaviti nakon oštećenja.Čak i slučajni prenapon može uzrokovati trajna oštećenja.U dugotrajnoj upotrebi, izolacijski materijali će se susresti sa različitim situacijama, kao što su nesreće s pražnjenjem itd., a sam izolacijski materijal je zbog različitih faktora akumuliranih dugo vremena, kao što su toplinski stres, temperatura, mehanički udar i drugi naprezanja će se ubrzati proces starenja.Za izolacijske materijale, zbog raznolikosti varijanti, karakteristike izolacijskih materijala nisu ujednačene, iako postoji mnogo pokazatelja.To otežava odabir i upotrebu izolacijskih materijala, zbog čega se ostale karakteristike izolacijskih materijala, kao što su toplinsko naprezanje, mehanička svojstva, djelomično pražnjenje, itd., trenutno ne uzimaju u obzir.Utjecaj gore navedenog naprezanja na izolacijske materijale razmatran je u publikacijama IEC-a, koje mogu igrati kvalitativnu ulogu u praktičnoj primjeni, ali još uvijek nije moguće dati kvantitativne smjernice.Trenutno postoji mnogo niskonaponskih električnih proizvoda koji se koriste kao kvantitativni indikatori za izolacijske materijale, koji se upoređuju sa CTI vrijednošću indeksa oznake curenja, koji se može podijeliti u tri grupe i četiri tipa, i otpornosti prema indeksu oznake curenja PTI.Indeks oznake curenja se koristi za formiranje traga curenja ispuštanjem tečnosti kontaminirane vodom na površinu izolacionog materijala.Dato je kvantitativno poređenje.
Ovaj određeni indeks količine primijenjen je na dizajn proizvoda.
3. Provjera usklađenosti izolacije
Trenutno, optimalna metoda za provjeru koordinacije izolacije je korištenje impulsnog dielektričnog testa, a različite nominalne vrijednosti impulsnog napona mogu se odabrati za različitu opremu.
1. Provjerite usklađenost izolacije opreme sa testom nazivnog impulsnog napona
1,2/50 nazivnog impulsnog napona μ S valnog oblika.
Izlazna impedancija impulsnog generatora napajanja za testiranje impulsa treba da bude veća od 500 Ω, nominalna vrijednost impulsnog napona određuje se prema situaciji upotrebe, kategoriji prenapona i naponu dugotrajne upotrebe opreme, te se koriguje prema na odgovarajuću visinu.Trenutno se na niskonaponsku rasklopnu opremu primjenjuju neki uvjeti ispitivanja.Ako ne postoji jasna odredba o vlažnosti i temperaturi, ona takođe treba da bude u okviru primene standarda za kompletnu rasklopnu opremu.Ako je okruženje za korištenje opreme izvan primjenjivog opsega sklopa sklopnih uređaja, mora se smatrati da je ispravljeno.Korekcioni odnos između pritiska vazduha i temperature je sledeći:
K=P/101,3 × 293 ( Δ T＋293)
K – korekcijski parametri vazdušnog pritiska i temperature
Δ T – temperaturna razlika K između stvarne (laboratorijske) temperature i T = 20 ℃
P – stvarni pritisak kPa
2. Dielektrični test alternativnog impulsnog napona
Za niskonaponsku rasklopnu opremu, AC ili DC test se može koristiti umjesto testa impulsnog napona, ali ova vrsta metode ispitivanja je stroža od testiranja impulsnog napona i treba je suglasiti sa proizvođačem.
Trajanje eksperimenta je 3 ciklusa u slučaju komunikacije.
DC test, svaka faza (pozitivna i negativna) respektivno primjenjuje napon tri puta, svako vrijeme trajanja je 10 ms.
1. Određivanje tipičnog prenapona.
2. Koordinirajte sa određivanjem otpornog napona.
3. Određivanje nazivnog nivoa izolacije.
4. Opća procedura za koordinaciju izolacije.
Vrijeme objave: Feb-20-2023