Tiivistelmä: Vuonna 1987 Kansainvälisen sähköteknisen komission (IEC) 17D:n tekninen alakomitea laati teknisen asiakirjan "Iec439:n täydennyksen 1 eristyskoordinoinnin vaatimukset", joka otettiin virallisesti käyttöön pienjännitekojeistossa ja -ohjauksessa laitteet.Kiinan nykyisessä tilanteessa korkean ja matalan jännitteen sähkötuotteissa laitteiden eristyskoordinointi on edelleen suuri ongelma.Koska eristyskoordinointikonsepti otettiin virallisesti käyttöön pienjännitekojeistoissa ja ohjauslaitteissa, se on vain lähes kahden vuoden kysymys.Siksi on tärkeämpää käsitellä ja ratkaista tuotteen eristyskoordinaatioongelma.
Avainsanat: Pienjännitekojeiston eristeet ja eristysmateriaalit
Eristyksen koordinointi on tärkeä sähkölaitetuotteiden turvallisuuteen liittyvä asia, ja siihen on aina kiinnitetty huomiota kaikilta osin.Eristyksen koordinointia käytettiin ensimmäisen kerran korkeajännitesähkötuotteissa.Vuonna 1987 Kansainvälisen sähköteknisen komission (IEC) 17D:n tekninen alakomitea laati teknisen asiakirjan nimeltä "Iec439:n täydennyksen 1 eristyskoordinoinnin vaatimukset", joka muodosti eristyskoordinoinnin pienjännitekojeistossa ja ohjauslaitteissa.Mitä tulee maamme todelliseen tilanteeseen, laitteiden eristyskoordinointi on edelleen suuri ongelma korkea- ja pienjännitesähkötuotteissa.Tilastot osoittavat, että eristysjärjestelmän aiheuttamat onnettomuudet kattavat 50–60 % Kiinan sähkötuotteista.Lisäksi on vain kaksi vuotta siitä, kun eristyksen koordinoinnin käsite on virallisesti mainittu pienjännitekojeistoissa ja ohjauslaitteissa.Siksi on tärkeämpää käsitellä ja ratkaista tuotteen eristyskoordinaatioongelma.
2. Eristyksen koordinoinnin perusperiaate
Eristyskoordinaatio tarkoittaa sitä, että laitteiden sähköeristysominaisuudet valitaan laitteen käyttöolosuhteiden ja ympäristön mukaan.Eristyskoordinaatio voidaan toteuttaa vain silloin, kun laitteiston suunnittelu perustuu sen toiminnan lujuuteen, jonka se kantaa odotetussa käyttöiässä.Eristyksen koordinoinnin ongelma ei johdu vain laitteen ulkopuolelta vaan myös itse laitteesta.Se on kaikki näkökohdat kattava ongelma, jota tulee tarkastella kokonaisvaltaisesti.Pääkohdat on jaettu kolmeen osaan: ensinnäkin laitteiden käyttöolosuhteet;Toinen on laitteiden käyttöympäristö ja kolmas eristemateriaalien valinta.
(1) Varustusehdot
Laitteiden käyttöehdot viittaavat pääasiassa laitteen käyttämään jännitteeseen, sähkökenttään ja taajuuteen.
1. Eristyksen koordinaation ja jännitteen välinen suhde.Eristyksen koordinaation ja jännitteen välistä suhdetta tarkasteltaessa tulee ottaa huomioon järjestelmässä mahdollisesti esiintyvä jännite, laitteiden tuottama jännite, vaadittu jatkuva jännitekäyttötaso sekä henkilöturvallisuuden ja tapaturman vaara.
1. Jännitteen ja ylijännitteen luokitus, aaltomuoto.
a) Jatkuva tehotaajuusjännite, vakiojännitteellä R, m, s
b) Väliaikainen ylijännite, tehotaajuusylijännite pitkään
c) Ohimenevä ylijännite, ylijännite muutaman millisekunnin tai vähemmän, yleensä suuri vaimennusvärähtely tai ei-värähtely.
—— Ohimenevä ylijännite, yleensä yksisuuntainen, saavuttaen huippuarvon 20 μs
——Nopea aalto esiylijännite: ohimenevä ylijännite, yleensä yhteen suuntaan, saavuttaen huippuarvon 0,1 μs
——Jyrkän aaltorintaman ylijännite: ohimenevä ylijännite, yleensä yhteen suuntaan, saavuttaen huippuarvon TF:llä ≤ 0,1 μs.Kokonaiskesto on alle 3MS, ja esiintyy superpositiovärähtelyä ja värähtelytaajuus on välillä 30kHz < f < 100MHz.
d) Yhdistetty (väliaikainen, hidas eteenpäin, nopea, jyrkkä) ylijännite.
Yllä olevan ylijännitetyypin mukaan voidaan kuvata vakiojänniteaaltomuoto.
2. Pitkän aikavälin vaihto- tai tasajännitteen ja eristyksen koordinaation välistä suhdetta pidetään nimellisjännitteenä, nimelliseristysjännitteenä ja todellisena käyttöjännitteenä.Järjestelmän normaalissa ja pitkäaikaisessa käytössä tulee ottaa huomioon nimellinen eristysjännite ja todellinen käyttöjännite.Standardin vaatimusten täyttämisen lisäksi meidän tulisi kiinnittää enemmän huomiota Kiinan sähköverkon todelliseen tilanteeseen.Nykytilanteessa, jossa sähköverkon laatu ei ole Kiinassa korkea, tuotteita suunniteltaessa todellinen mahdollinen käyttöjännite on tärkeämpi eristyskoordinaatiossa.
Transienttiylijännitteen ja eristyksen koordinaation välinen suhde liittyy sähköjärjestelmän ohjatun ylijännitteen tilaan.Järjestelmässä ja laitteissa on monia ylijännitteen muotoja.Ylijännitteen vaikutusta tulee tarkastella kokonaisvaltaisesti.Pienjännitejärjestelmässä ylijännitteeseen voivat vaikuttaa useat muuttuvat tekijät.Siksi järjestelmän ylijännite arvioidaan tilastollisella menetelmällä, joka heijastaa esiintymistodennäköisyyden käsitettä, ja todennäköisyystilastomenetelmällä voidaan määrittää, tarvitaanko suojauksen ohjausta.
2. Laitteen ylijänniteluokka
Laiteolosuhteiden mukaan tarvittava pitkän aikavälin jatkuva jännitekäyttötaso jaetaan suoraan IV-luokkaan pienjänniteverkon tehonsyöttölaitteiden ylijännitekategorian mukaan.Ylijännitekategorian IV laitteita ovat jakelulaitteen tehonsyöttöpäässä käytetyt laitteet, kuten edellisen vaiheen ampeerimittari- ja virtasuojalaitteet.Ylijänniteluokan III laitteet on asennustehtävä jakelulaitteeseen, ja laitteiden turvallisuuden ja sovellettavuuden tulee täyttää erityisvaatimukset, kuten jakolaitteen kojeisto.Ylijänniteluokan II laitteet ovat sähköä kuluttavat sähkönjakelulaitteen laitteet, kuten kotikäyttöön ja vastaavaan käyttöön tarkoitettu kuorma.Ylijänniteluokan I laitteet on kytketty laitteisiin, jotka rajoittavat transienttiylijännitteen erittäin alhaiselle tasolle, kuten elektroniikkapiiriin ylijännitesuojalla.Laitteissa, joita ei syötetä suoraan pienjänniteverkosta, on otettava huomioon maksimijännite ja erilaisten tilanteiden vakava yhdistelmä, joita järjestelmälaitteissa voi esiintyä.
Kun laitteiston on määrä toimia korkeamman tason ylijänniteluokan tilanteessa, eikä laitteessa itsessään ole riittävästi sallittua ylijänniteluokkaa, on paikan päällä ryhdyttävä toimenpiteisiin ylijännitteen vähentämiseksi ja voidaan käyttää seuraavia menetelmiä.
a) Ylijännitesuoja
b) Muuntajat eristetyllä käämityksellä
c) Monihaarainen piirin jakelujärjestelmä, jossa hajautettu siirtoaalto kulkee jänniteenergian läpi
d) Kapasitanssi, joka pystyy absorboimaan ylijännitteen energiaa
e) Vaimennuslaite, joka pystyy absorboimaan ylijännitteen energiaa
3. Sähkökenttä ja taajuus
Sähkökenttä jaetaan tasaiseen sähkökenttään ja epätasaiseen sähkökenttään.Pienjännitekojeistoissa sen katsotaan yleensä olevan epätasaisen sähkökentän tapauksessa.Taajuusongelma on edelleen harkinnassa.Yleensä matalalla taajuudella on vain vähän vaikutusta eristyskoordinaatioon, mutta korkealla taajuudella on silti vaikutusta, erityisesti eristysmateriaaleihin.
(2) Eristyksen koordinaation ja ympäristöolosuhteiden välinen suhde
Makroympäristö, jossa laite sijaitsee, vaikuttaa eristyskoordinaatioon.Nykyisten käytännön sovellusten ja standardien vaatimuksista ilmanpaineen muutos ottaa huomioon vain korkeuden aiheuttaman ilmanpaineen muutoksen.Päivittäinen ilmanpaineen muutos on jätetty huomioimatta, ja myös lämpötilan ja kosteuden tekijät on jätetty huomioimatta.Jos kuitenkin on tarkempia vaatimuksia, nämä tekijät on otettava huomioon.Mikroympäristöstä makroympäristö määrittää mikroympäristön, mutta mikroympäristö voi olla parempi tai huonompi kuin makroympäristön laitteet.Vaipan eri suojaustasot, lämmitys, ilmanvaihto ja pöly voivat vaikuttaa mikroympäristöön.Mikroympäristössä on selkeät määräykset asiaankuuluvissa standardeissa.Katso taulukko 1, joka antaa perustan tuotteen suunnittelulle.
(3) Eristyksen koordinointi ja eristysmateriaalit
Eristysmateriaalin ongelma on melko monimutkainen, se eroaa kaasusta, se on eristysaine, jota ei voida ottaa talteen, kun se on vaurioitunut.Jopa vahingossa tapahtuva ylijännitetapahtuma voi aiheuttaa pysyviä vaurioita.Pitkäaikaisessa käytössä eristemateriaalit joutuvat erilaisiin tilanteisiin, kuten purkausonnettomuuksiin jne. ja eristemateriaali itsessään johtuu useista tekijöistä, jotka ovat kertyneet pitkään, kuten lämpöjännitys Lämpötila, mekaaniset iskut ja muut rasitukset kiihtyvät. ikääntymisprosessia.Eristysmateriaalien osalta eristysmateriaalien ominaisuudet eivät ole eri lajikkeiden vuoksi yhtenäisiä, vaikka indikaattoreita on monia.Tämä vaikeuttaa eristysmateriaalien valintaa ja käyttöä, minkä vuoksi muita eristemateriaalien ominaisuuksia, kuten lämpöjännitystä, mekaanisia ominaisuuksia, osittaista purkausta jne., ei tällä hetkellä oteta huomioon.Edellä mainitun jännityksen vaikutusta eristysmateriaaleihin on käsitelty IEC:n julkaisuissa, joilla voi olla laadullinen rooli käytännön sovelluksessa, mutta kvantitatiivista ohjeistusta ei ole vielä mahdollista tehdä.Tällä hetkellä eristemateriaalien kvantitatiivisina indikaattoreina käytetään monia pienjännitesähkötuotteita, joita verrataan vuotomerkkiindeksin CTI-arvoon, joka voidaan jakaa kolmeen ryhmään ja neljään tyyppiin, sekä vuotomerkkien vastustuskykyindeksiin PTI.Vuotomerkkiindeksiä käytetään vuotojäljen muodostamiseen pudottamalla veden saastuttamaa nestettä eristemateriaalin pinnalle.Määrällinen vertailu on annettu.
Tätä tiettyä määräindeksiä on sovellettu tuotteen suunnitteluun.
3. Eristyksen koordinaation tarkastus
Tällä hetkellä optimaalinen menetelmä eristyksen koordinaation varmentamiseen on käyttää impulssidielektristä testiä ja eri laitteille voidaan valita erilaisia nimellisimpulssijännitearvoja.
1. Tarkista laitteiden eristyskoordinaatio nimellisimpulssijännitetestillä
1,2/50 nimellisimpulssijännitteestä μ S aaltomuoto.
Impulssitestivirtalähteen impulssigeneraattorin lähtöimpedanssin tulee olla yleensä yli 500 Ω， Nimellisimpulssijännitteen arvo määritetään käyttötilanteen, ylijänniteluokan ja laitteen pitkäaikaisen käyttöjännitteen mukaan ja korjataan vastaavasti. vastaavaan korkeuteen.Pienjännitekojeistossa sovelletaan tällä hetkellä joitain testiolosuhteita.Jos kosteudesta ja lämpötilasta ei ole selkeää määräystä, sen tulisi myös kuulua kokonaisia kojeistoja koskevan standardin soveltamisalaan.Jos laitteen käyttöympäristö on kojeistosarjan soveltuvan soveltamisalan ulkopuolella, se on katsottava korjatuksi.Ilmanpaineen ja lämpötilan välinen korjaussuhde on seuraava:
K=P/101,3 × 293(ΔT＋293)
K – ilmanpaineen ja lämpötilan korjausparametrit
Δ T – lämpötilaero K todellisen (laboratorio) lämpötilan ja T = 20 ℃ välillä
P – todellinen paine kPa
2. Vaihtoehtoisen impulssijännitteen dielektrinen testi
Pienjännitekojeistoissa voidaan käyttää AC- tai DC-testiä impulssijännitetestin sijaan, mutta tällainen testausmenetelmä on pulssijännitetestiä ankarampi ja siitä tulee sopia valmistajan kanssa.
Kokeen kesto on 3 sykliä viestinnässä.
DC-testi, jokaiseen vaiheeseen (positiivinen ja negatiivinen) kohdistetaan jännite kolme kertaa, kunkin ajan kesto on 10 ms.
1. Tyypillisen ylijännitteen määrittäminen.
2. Koordinoi kestojännitteen määrityksen kanssa.
3. Nimelliseristystason määrittäminen.
4. Yleinen menettely eristyksen koordinoimiseksi.
Postitusaika: 20.2.2023