Sammendrag: I 1987 ble det tekniske dokumentet med tittelen "krav til isolasjonskoordinering i tillegg 1 til iec439" utarbeidet av den undertekniske komiteen til International Electrotechnical Commission (IEC) 17D, som formelt introduserte isolasjonskoordineringen i lavspenningsbryteranlegget og -kontrollen utstyr.I dagens situasjon i Kina, i høy- og lavspente elektriske produkter, er isolasjonskoordinering av utstyr fortsatt et stort problem.På grunn av den formelle innføringen av isolasjonskoordineringskonsept i lavspentkoblingsanlegg og kontrollutstyr, er det bare snakk om nesten to år.Derfor er det et viktigere problem å håndtere og løse isolasjonskoordineringsproblemet i produktet.
Stikkord: Isolasjon og isolasjonsmaterialer for lavspentkoblingsanlegg
Isolasjonskoordinering er en viktig sak knyttet til sikkerheten til elektriske utstyrsprodukter, og har alltid blitt viet oppmerksomhet fra alle aspekter.Isolasjonskoordinering ble først brukt i høyspente elektriske produkter.I 1987 ble det tekniske dokumentet med tittelen "krav til isolasjonskoordinering i tillegg 1 til iec439" utarbeidet av den undertekniske komiteen til International Electrotechnical Commission (IEC) 17D, som formelt introduserte isolasjonskoordineringen i lavspenningsbryter- og kontrollutstyr.Når det gjelder den faktiske situasjonen i landet vårt, er isolasjonskoordinering av utstyr fortsatt et stort problem i høy- og lavspenningsprodukter.Statistikk viser at ulykken forårsaket av isolasjonssystem står for 50% – 60% av de elektriske produktene i Kina.Dessuten er det bare to år siden konseptet med isolasjonskoordinering er formelt sitert i lavspennings- og kontrollutstyret.Derfor er det et viktigere problem å håndtere og løse isolasjonskoordineringsproblemet i produktet.
2. Grunnleggende prinsipp for isolasjonskoordinering
Isolasjonskoordinering betyr at de elektriske isolasjonsegenskapene til utstyret velges i henhold til driftsforholdene og omgivelsene til utstyret.Først når utformingen av utstyret er basert på styrken til funksjonen det har i forventet levetid, kan isolasjonskoordineringen realiseres.Problemet med isolasjonskoordinering kommer ikke bare fra utsiden av utstyret, men også fra selve utstyret.Det er et problem som involverer alle aspekter, som bør vurderes grundig.Hovedpunktene er delt inn i tre deler: for det første bruksforholdene til utstyret;Det andre er bruksmiljøet til utstyret, og det tredje er valg av isolasjonsmaterialer.
(1) Utstyrsforhold
Bruksforholdene til utstyret refererer hovedsakelig til spenningen, det elektriske feltet og frekvensen som brukes av utstyret.
1. Sammenheng mellom isolasjonskoordinering og spenning.Ved vurdering av forholdet mellom isolasjonskoordinering og spenning, skal spenningen som kan oppstå i systemet, spenning generert av utstyr, nødvendig kontinuerlig spenningsdriftsnivå og faren for personsikkerhet og ulykke vurderes.
1. Klassifisering av spenning og overspenning, bølgeform.
a) Kontinuerlig strømfrekvensspenning, med konstant R, m, s spenning
b) Midlertidig overspenning, strømfrekvens overspenning i lang tid
c) Transient overspenning, overspenning i noen få millisekunder eller mindre, vanligvis høy dempende oscillasjon eller ikke-oscillasjon.
——En forbigående overspenning, vanligvis enveis, som når en toppverdi på 20 μs
——Rask bølge foroverspenning: En forbigående overspenning, vanligvis i én retning, som når en toppverdi på 0,1 μs
——Brattbølgefrontoverspenning: En forbigående overspenning, vanligvis i én retning, som når toppverdi ved TF ≤ 0,1 μ s.Den totale varigheten er mindre enn 3MS, og det er superposisjonsoscillasjon, og svingningsfrekvensen er mellom 30kHz < f < 100MHz.
d) Kombinert (midlertidig, sakte fremover, rask, bratt) overspenning.
I henhold til overspenningstypen ovenfor kan standardspenningsbølgeformen beskrives.
2. Forholdet mellom langvarig AC- eller DC-spenning og isolasjonskoordinering skal betraktes som nominell spenning, nominell isolasjonsspenning og faktisk arbeidsspenning.Ved normal og langvarig drift av systemet bør den nominelle isolasjonsspenningen og den faktiske arbeidsspenningen vurderes.I tillegg til å oppfylle kravene i standarden, bør vi være mer oppmerksomme på den faktiske situasjonen til Kinas strømnett.I den nåværende situasjonen at kvaliteten på strømnettet ikke er høy i Kina, når du designer produkter, er den faktiske mulige arbeidsspenningen viktigere for isolasjonskoordinering.
Forholdet mellom transient overspenning og isolasjonskoordinering er relatert til tilstanden til kontrollert overspenning i det elektriske systemet.I anlegget og utstyret er det mange former for overspenning.Påvirkningen av overspenning bør vurderes grundig.I lavspente kraftsystemer kan overspenning bli påvirket av forskjellige variable faktorer.Derfor blir overspenningen i systemet evaluert ved statistisk metode, som reflekterer et konsept om sannsynlighet for forekomst, og det kan bestemmes ved metoden for sannsynlighetsstatistikk om beskyttelseskontroll er nødvendig.
2. Overspenningskategori utstyr
I henhold til utstyrsforholdene vil det langsiktige kontinuerlige spenningsdriftsnivået som kreves, bli direkte delt inn i IV-klasse av overspenningskategorien til strømforsyningsutstyret til lavspentnettet.Utstyret i overspenningskategori IV er utstyret som brukes ved strømforsyningsenden av distribusjonsenheten, for eksempel amperemeter og strømbeskyttelsesutstyr fra forrige trinn.Utstyret av klasse III overspenning er oppgaven med installasjon i distribusjonsanordningen, og sikkerheten og anvendeligheten til utstyret må oppfylle de spesielle kravene, som for eksempel koblingsutstyret i fordelingsanordningen.Utstyret i overspenningsklasse II er det energiforbrukende utstyret drevet av distribusjonsanordning, slik som belastning for hjemmebruk og lignende formål.Utstyret av overspenningsklasse I kobles til utstyret som begrenser den transiente overspenningen til et svært lavt nivå, for eksempel elektronisk krets med overspenningsvern.For utstyr som ikke forsynes direkte av lavspentnett, må det tas hensyn til maksimal spenning og alvorlig kombinasjon av ulike situasjoner som kan oppstå i systemutstyr.
Når utstyret skal fungere i en situasjon med høyere nivå overspenningskategori, og utstyret i seg selv ikke har nok tillatt overspenningskategori, skal det iverksettes tiltak for å redusere overspenningen på stedet, og følgende metoder kan tas i bruk.
a) Overspenningsvern
b) Transformatorer med isolert vikling
c) Et distribusjonssystem med flere grener med distribuert overføringsbølge som går gjennom spenningsenergi
d) Kapasitans som er i stand til å absorbere overspenningsenergi
e) Dempingsanordning som er i stand til å absorbere overspenningsenergi
3. Elektrisk felt og frekvens
Elektrisk felt er delt inn i uniformt elektrisk felt og ikke-uniformt elektrisk felt.I lavspenningsbryteranlegg anses det generelt å være i tilfelle av ujevnt elektrisk felt.Frekvensproblemet er fortsatt under vurdering.Generelt har lav frekvens liten innflytelse på isolasjonskoordinering, men høy frekvens har fortsatt innflytelse, spesielt på isolasjonsmaterialer.
(2) Forholdet mellom isolasjonskoordinering og miljøforhold
Makromiljøet der utstyret er plassert påvirker isolasjonskoordineringen.Fra kravene til gjeldende praktisk anvendelse og standarder, tar endringen av lufttrykket bare hensyn til endringen av lufttrykket forårsaket av høyden.Den daglige lufttrykksendringen har blitt ignorert, og faktorene temperatur og fuktighet har også blitt ignorert.Men hvis det er mer nøyaktige krav, bør disse faktorene vurderes.Fra mikromiljøet bestemmer makromiljøet mikromiljøet, men mikromiljøet kan være bedre eller verre enn makromiljøutstyret.De forskjellige beskyttelsesnivåene, oppvarming, ventilasjon og støv på skallet kan påvirke mikromiljøet.Mikromiljøet har klare bestemmelser i relevante standarder.Se tabell 1 som gir grunnlag for utformingen av produktet.
(3) Isolasjonskoordinering og isolasjonsmaterialer
Problemet med isolasjonsmateriale er ganske komplekst, det er forskjellig fra gass, det er et isolasjonsmedium som ikke kan gjenvinnes når det først er skadet.Selv en utilsiktet overspenningshendelse kan forårsake permanent skade.Ved langvarig bruk vil isolasjonsmaterialer møte ulike situasjoner, som utslippsulykker, etc. og isolasjonsmaterialet i seg selv skyldes ulike faktorer akkumulert over lang tid, som termisk spenning Temperatur, mekanisk påvirkning og andre påkjenninger vil akselerere aldringsprosessen.For isolasjonsmaterialer, på grunn av mangfoldet av varianter, er egenskapene til isolasjonsmaterialer ikke ensartede, selv om det er mange indikatorer.Dette medfører noen vanskeligheter ved valg og bruk av isolasjonsmaterialer, som er grunnen til at andre egenskaper ved isolasjonsmaterialer, som termisk spenning, mekaniske egenskaper, delvis utladning, etc., ikke vurderes i dag.Påvirkningen av belastningen ovenfor på isolasjonsmaterialer har blitt diskutert i IEC-publikasjoner, som kan spille en kvalitativ rolle i praktisk anvendelse, men det er ennå ikke mulig å gi kvantitativ veiledning.For tiden er det mange lavspente elektriske produkter som brukes som kvantitative indikatorer for isolasjonsmaterialer, som sammenlignes med CTI-verdien av lekkasjemerkeindeksen, som kan deles inn i tre grupper og fire typer, og motstanden mot lekkasjemerkeindeksen PTI.Lekkasjemerkeindeksen brukes til å danne lekkasjespor ved å slippe den vannforurensede væsken på overflaten av isolasjonsmaterialet.Den kvantitative sammenligningen er gitt.
Denne bestemte kvantitetsindeksen er brukt på designet av produktet.
3. Verifikasjon av isolasjonskoordinering
For tiden er den optimale metoden for å verifisere isolasjonskoordinering å bruke impulsdielektrisk test, og forskjellige nominelle impulsspenningsverdier kan velges for forskjellig utstyr.
1. Verifiser isolasjonskoordineringen av utstyr med nominell impulsspenningstest
1,2/50 av nominell impulsspenning μ S bølgeform.
Utgangsimpedansen til impulsgeneratoren til impulsteststrømforsyningen bør være mer enn 500 generelt Ω， Den nominelle impulsspenningsverdien skal bestemmes i henhold til brukssituasjonen, overspenningskategorien og langtidsbruksspenningen til utstyret, og skal korrigeres i henhold til utstyret. til tilsvarende høyde.For tiden brukes noen testbetingelser på lavspenningsbryteranlegget.Dersom det ikke er en klar bestemmelse om fuktighet og temperatur, bør det også være innenfor anvendelsesområdet for standarden for komplette koblingsanlegg.Hvis utstyrsbruksmiljøet er utenfor gjeldende omfang av brytersettet, må det anses å være korrigert.Korreksjonsforholdet mellom lufttrykk og temperatur er som følger:
K=P/101,3 × 293( Δ T＋293)
K – korreksjonsparametere for lufttrykk og temperatur
Δ T – temperaturforskjell K mellom faktisk (laboratorie) temperatur og T = 20 ℃
P – faktisk trykk kPa
2. Dielektrisk test av alternativ impulsspenning
For lavspenningsbryterutstyr kan AC- eller DC-test brukes i stedet for impulsspenningstest, men denne typen testmetode er strengere enn impulsspenningstest, og det bør avtales med produsenten.
Varigheten av eksperimentet er 3 sykluser når det gjelder kommunikasjon.
DC-test, hver fase (positiv og negativ) påført henholdsvis spenning tre ganger, hver gang varigheten er 10ms.
1. Bestemmelse av typisk overspenning.
2. Koordinere med bestemmelse av motstå spenning.
3. Bestemmelse av klassifisert isolasjonsnivå.
4. Generell prosedyre for isolasjonskoordinering.
Innleggstid: 20. februar 2023