Sažetak: 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.U Kini, nesreća uzrokovana izolacijskim sistemom čini 50% do 60% električnih proizvoda u Kini.Prošle su samo dvije godine otkako je koncept koordinacije izolacije formalno citiran u niskonaponskoj rasklopnoj i upravljačkoj opremi.Stoga je važniji problem pravilno rješavati i rješavati problem koordinacije izolacije u proizvodu i tome treba posvetiti dovoljno pažnje.
Ključne riječi: izolacija i izolacijski materijali niskonaponskih rasklopnih uređaja
0. Uvod
Niskonaponski sklopni uređaj je odgovoran za kontrolu, zaštitu, mjerenje, konverziju i distribuciju električne energije u niskonaponskom sistemu napajanja.Kako niskonaponska razvodna oprema ulazi duboko u proizvodni prostor, javna mjesta, stambena i druga mjesta, može se reći da sva mjesta na kojima se koristi električna oprema moraju biti opremljena niskonaponskom opremom.Oko 80% električne energije u Kini se napaja preko niskonaponskih sklopnih uređaja.Razvoj niskonaponskih rasklopnih uređaja proizlazi iz industrije materijala, niskonaponskih električnih uređaja, tehnologije obrade i opreme, izgradnje infrastrukture i životnog standarda ljudi, tako da nivo niskonaponskih rasklopnih uređaja odražava ekonomsku snagu, nauku i tehnologiju i životni standard jedne zemlje. zemlje sa jedne strane.
1. 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.
1.1 Uslovi upotrebe opreme Uslovi upotrebe opreme uglavnom se odnose na napon, električno polje i frekvenciju koje koristi oprema.
1.1.1 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 za dugo vremena;
C prolazni prenapon, prenapon za nekoliko milisekundi ili manje, obično je oscilacija visokog prigušenja ili neoscilacija.
——Prolazni prenapon, obično jednosmjeran, koji dostiže vršnu vrijednost od 20 μ sTp5000 μ Između S, trajanje talasnog repa T2 ≤ 20 ms.
——Prenapon brzog talasa: prolazni prenapon, obično u jednom pravcu, koji dostiže vršnu vrednost od 0,1 μ sT120 μ s.Trajanje talasnog repa T2 ≤ 300 μs。
——Prenapon strmog talasnog fronta: prolazni prenapon, obično u jednom pravcu, koji dostiže vršnu vrednost pri TF ≤ 0,1 μs.Ukupno trajanje je 3MS, a postoji superponirana oscilacija, a frekvencija oscilacije je između 30kHz i 100MHz.
D. kombinovani (privremeni, sporo napred, brzi, strmi) prenapon.
Prema gore navedenom tipu prenapona, može se opisati standardni talasni oblik napona.
② Odnos između dugoročnog AC ili DC napona i koordinacije izolacije treba uzeti u obzir nazivni napon, nazivni izolacijski napon i stvarni radni napon.U normalnom i dugotrajnom radu sistema treba uzeti u obzir nazivni izolacioni napon i stvarni radni napon.Osim ispunjavanja zahtjeva standarda, treba obratiti pažnju i na stvarno stanje 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.
③ Odnos između prelaznog prenapona i koordinacije izolacije povezan je sa stanjem kontrolisanog 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.
1.1.2 kategorija prenapona opreme će se podijeliti u IV klasu direktno iz kategorije prenapona opreme za napajanje niskonaponske mreže prema dugotrajnom kontinuiranom naponskom nivou koji zahtijevaju uslovi korištenja opreme.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 primenljivost 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.
|<12>>
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.
1.2 Makro okruženje opreme koje se odnosi na koordinaciju izolacije i uvjeti okoline utječu 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, tlak zraka će se promijeniti u skladu sa zahtjevima standarda. Ove faktore također 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, što predstavlja osnovu za dizajn proizvoda.
1.3. Problemi koordinacije izolacije i izolacijskih materijala su prilično složeni.Razlikuje se od plina i predstavlja 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 s različitim situacijama, kao što su nesreće s pražnjenjem, sam izolacijski materijal će ubrzati svoj proces starenja zbog različitih faktora akumuliranih dugo vremena, kao što su toplinski stres, temperatura, mehanički utjecaj i drugi naprezanja.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.
2. 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.
2.1 izolacija koja odgovara nazivnom impulsnom naponu opreme je 1,2/50 prema testu 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
2.2 za niskonaponsku rasklopnu opremu, AC ili DC test se može koristiti za zamjenu testa impulsnog napona za dielektrično ispitivanje alternativnog impulsnog napona, ali ova vrsta metode ispitivanja je stroža od ispitivanja impulsnog napona i treba je složiti proizvođač.
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.
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.
referenca:
[1] Iec439-1 niskonaponska rasklopna i upravljačka oprema – Dio I: ispitivanje tipa i kompletna oprema za ispitivanje tipa [s].
Iec890 provjerava porast temperature niskonaponskih rasklopnih uređaja i kontrolne opreme kroz neke tipske testne setove metodom ekstrapolacije.
Vrijeme objave: Feb-20-2023