Abstrakt: I 1987 blev det tekniske dokument med titlen "krav til isolationskoordinering i Supplement 1 til iec439" udarbejdet af den undertekniske komité for Den Internationale Elektrotekniske Kommission (IEC) 17D, som formelt introducerede isoleringskoordineringen i lavspændingsanlæg og kontrol udstyr.I den nuværende situation i Kina, i høj- og lavspændingselektriske produkter, er isoleringskoordinering af udstyr stadig et stort problem.På grund af den formelle introduktion af isolationskoordineringskoncept i lavspændingsanlæg og kontroludstyr er det kun et spørgsmål om næsten to år.Derfor er det et vigtigere problem at håndtere og løse isoleringskoordinationsproblemet i produktet.
Nøgleord: Isolering og isoleringsmaterialer til lavspændingsanlæg
Isoleringskoordinering er et vigtigt spørgsmål relateret til sikkerheden af elektrisk udstyrsprodukter og har altid været opmærksom på fra alle aspekter.Isoleringskoordinering blev først brugt i højspændingselektriske produkter.I 1987 blev det tekniske dokument med titlen "krav til isolationskoordinering i Supplement 1 til iec439" udarbejdet af den undertekniske komité for Den Internationale Elektrotekniske Kommission (IEC) 17D, som formelt introducerede isolationskoordineringen i lavspændingskoblingsudstyret og kontroludstyret.Hvad angår den faktiske situation i vores land, er isoleringskoordinering af udstyr stadig et stort problem i høj- og lavspændingsprodukter.Statistik viser, at ulykken forårsaget af isoleringssystem tegner sig for 50% - 60% af de elektriske produkter i Kina.Desuden er det kun to år siden, at konceptet med isoleringskoordinering formelt blev citeret i lavspændingsanlæg og kontroludstyr.Derfor er det et vigtigere problem at håndtere og løse isoleringskoordinationsproblemet i produktet.
2. Grundlæggende princip for isoleringskoordinering
Isoleringskoordinering betyder, at udstyrets elektriske isoleringsegenskaber vælges i overensstemmelse med udstyrets driftsforhold og omgivende miljø.Først når designet af udstyret er baseret på styrken af den funktion, det bærer i sin forventede levetid, kan isoleringskoordineringen realiseres.Problemet med isoleringskoordinering kommer ikke kun fra ydersiden af udstyret, men også fra udstyret selv.Det er et problem, der involverer alle aspekter, som bør overvejes grundigt.Hovedpunkterne er opdelt i tre dele: for det første udstyrets brugsbetingelser;Det andet er udstyrets brugsmiljø, og det tredje er valget af isoleringsmaterialer.
(1) Udstyrsforhold
Udstyrets brugsbetingelser refererer hovedsageligt til den spænding, det elektriske felt og den frekvens, der bruges af udstyret.
1. Sammenhæng mellem isolationskoordination og spænding.Ved overvejelse af forholdet mellem isolationskoordination og spænding skal den spænding, der kan forekomme i systemet, spænding genereret af udstyret, påkrævet kontinuerlig spændingsdriftsniveau og faren for personlig sikkerhed og ulykke tages i betragtning.
1. Klassificering af spænding og overspænding, bølgeform.
a) Kontinuerlig effektfrekvensspænding, med konstant R, m, s spænding
b) Midlertidig overspænding, strømfrekvens overspænding i lang tid
c) Transient overspænding, overspænding i nogle få millisekunder eller mindre, sædvanligvis høj dæmpende oscillation eller ikke-oscillation.
——En transient overspænding, sædvanligvis envejs, når en spidsværdi på 20 μs
——Fast wave pre-overspænding: En transient overspænding, normalt i én retning, der når en topværdi på 0,1 μ s
——Stejl bølgefrontoverspænding: En transient overspænding, sædvanligvis i én retning, der når spidsværdi ved TF ≤ 0,1 μ s.Den samlede varighed er mindre end 3MS, og der er superpositionsoscillation, og svingningsfrekvensen er mellem 30kHz < f < 100MHz.
d) Kombineret (midlertidig, langsom fremad, hurtig, stejl) overspænding.
I henhold til ovenstående overspændingstype kan standardspændingsbølgeformen beskrives.
2. Forholdet mellem langvarig AC- eller DC-spænding og isolationskoordination skal betragtes som nominel spænding, nominel isolationsspænding og faktisk arbejdsspænding.Ved normal og langvarig drift af systemet bør den nominelle isolationsspænding og den faktiske arbejdsspænding tages i betragtning.Ud over at opfylde kravene i standarden, bør vi være mere opmærksomme på den faktiske situation i Kinas elnet.I den nuværende situation, hvor kvaliteten af elnettet ikke er høj i Kina, når man designer produkter, er den faktiske mulige arbejdsspænding vigtigere for isoleringskoordinering.
Forholdet mellem transient overspænding og isolationskoordination er relateret til tilstanden af kontrolleret overspænding i det elektriske system.I systemet og udstyret er der mange former for overspænding.Påvirkningen af overspænding bør overvejes grundigt.I lavspændingsstrømsystemer kan overspænding blive påvirket af forskellige variable faktorer.Derfor vurderes overspændingen i systemet ved statistisk metode, hvilket afspejler et begreb om sandsynlighed for forekomst, og det kan bestemmes ved metoden med sandsynlighedsstatistik, om beskyttelseskontrol er nødvendig.
2. Overspændingskategori af udstyr
I henhold til udstyrsbetingelserne vil det krævede langsigtede kontinuerlige spændingsdriftsniveau blive direkte opdelt i IV-klasse af overspændingskategorien for strømforsyningsudstyret i lavspændingsnettet.Udstyret i overspændingskategori IV er det udstyr, der bruges i strømforsyningsenden af distributionsenheden, såsom amperemeter og strømbeskyttelsesudstyr fra det foregående trin.Udstyret af klasse III overspænding er opgaven med installation i fordeleranordningen, og udstyrets sikkerhed og anvendelighed skal opfylde de særlige krav, såsom koblingsudstyret i fordelingsanordningen.Udstyret i overspændingsklasse II er det energiforbrugende udstyr, der drives af distributionsenhed, såsom belastningen til hjemmebrug og lignende formål.Udstyret af overspændingsklasse I er tilsluttet det udstyr, som begrænser den transiente overspænding til et meget lavt niveau, såsom elektronisk kredsløb med overspændingsbeskyttelse.For udstyr, der ikke forsynes direkte af lavspændingsnettet, skal den maksimale spænding og alvorlige kombination af forskellige situationer, der kan opstå i systemudstyr, tages i betragtning.
Når udstyret skal fungere i en situation med højere niveauer af overspændingskategori, og udstyret i sig selv ikke har tilstrækkelig tilladt overspændingskategori, skal der træffes foranstaltninger for at reducere overspændingen på stedet, og følgende metoder kan anvendes.
a) Overspændingsbeskyttelsesanordning
b) Transformere med isoleret vikling
c) Et distributionssystem med flere forgreninger med distribueret overføringsbølge, der passerer gennem spændingsenergi
d) Kapacitans, der er i stand til at absorbere overspændingsenergi
e) Dæmpningsanordning, der er i stand til at absorbere overspændingsenergi
3. Elektrisk felt og frekvens
Elektrisk felt er opdelt i ensartet elektrisk felt og ikke-ensartet elektrisk felt.I lavspændingsanlæg anses det generelt for at være i tilfælde af uensartet elektrisk felt.Frekvensproblemet er stadig under overvejelse.Generelt har lav frekvens ringe indflydelse på isoleringskoordinationen, men høj frekvens har stadig indflydelse, især på isoleringsmaterialer.
(2) Forholdet mellem isoleringskoordinering og miljøforhold
Makromiljøet, hvor udstyret er placeret, påvirker isoleringskoordinationen.Ud fra kravene i den nuværende praktiske anvendelse og standarder tager ændringen af lufttrykket kun højde for ændringen af lufttrykket forårsaget af højden.Den daglige lufttryksændring er blevet ignoreret, og faktorerne temperatur og fugtighed er også blevet ignoreret.Men hvis der er mere præcise krav, bør disse faktorer tages i betragtning.Fra mikromiljøet bestemmer makromiljøet mikromiljøet, men mikromiljøet kan være bedre eller værre end makromiljøudstyret.Skallens forskellige beskyttelsesniveauer, opvarmning, ventilation og støv kan påvirke mikromiljøet.Mikromiljøet har klare bestemmelser i relevante standarder.Se tabel 1, som danner grundlag for designet af produktet.
(3) Isoleringskoordinering og isoleringsmaterialer
Problemet med isoleringsmateriale er ret komplekst, det er forskelligt fra gas, det er et isoleringsmedium, som ikke kan genvindes, når det først er beskadiget.Selv en utilsigtet overspændingshændelse kan forårsage permanent skade.Ved langvarig brug vil isoleringsmaterialer støde på forskellige situationer, såsom udledningsulykker osv., og selve isoleringsmaterialet skyldes forskellige faktorer, der er akkumuleret i lang tid, såsom termisk spænding Temperatur, mekanisk påvirkning og andre belastninger vil accelerere ældningsprocessen.For isoleringsmaterialer er karakteristikaene af isoleringsmaterialer på grund af de forskellige varianter ikke ensartede, selvom der er mange indikatorer.Dette medfører nogle vanskeligheder ved udvælgelsen og brugen af isoleringsmaterialer, hvilket er grunden til, at andre egenskaber ved isoleringsmaterialer, såsom termisk spænding, mekaniske egenskaber, delvis afladning osv., ikke overvejes på nuværende tidspunkt.Påvirkningen af ovenstående belastning på isoleringsmaterialer er blevet diskuteret i IEC-publikationer, som kan spille en kvalitativ rolle i praktisk anvendelse, men det er endnu ikke muligt at lave kvantitativ vejledning.På nuværende tidspunkt er der mange elektriske lavspændingsprodukter, der bruges som kvantitative indikatorer for isoleringsmaterialer, som sammenlignes med CTI-værdien af lækagemærkeindeks, som kan opdeles i tre grupper og fire typer, og modstanden mod lækagemærkeindeks PTI.Lækagemærkeindekset bruges til at danne lækagespor ved at tabe den vandforurenede væske på overfladen af isoleringsmaterialet.Den kvantitative sammenligning er givet.
Dette bestemte kvantitetsindeks er blevet anvendt på produktets design.
3. Verifikation af isoleringskoordinering
På nuværende tidspunkt er den optimale metode til at verificere isolationskoordinering at bruge impulsdielektrisk test, og forskellige nominelle impulsspændingsværdier kan vælges for forskelligt udstyr.
1. Bekræft isolationskoordineringen af udstyr med nominel impulsspændingstest
1,2/50 af nominel impulsspænding μ S bølgeform.
Udgangsimpedansen for impulsgeneratoren for impulsteststrømforsyningen skal være mere end 500 generelt Ω， Den nominelle impulsspændingsværdi skal bestemmes i henhold til brugssituationen, overspændingskategorien og langtidsbrugsspændingen for udstyret og skal korrigeres i henhold til udstyrets brugssituation. til den tilsvarende højde.På nuværende tidspunkt anvendes nogle testbetingelser på lavspændingsafbryderen.Hvis der ikke er en klar bestemmelse om fugt og temperatur, bør det også være inden for anvendelsesområdet for standarden for komplet koblingsudstyr.Hvis udstyrsbrugsmiljøet ligger uden for koblingssættets gældende anvendelsesområde, skal det anses for at være rettet.Korrektionsforholdet mellem lufttryk og temperatur er som følger:
K=P/101,3 × 293( Δ T＋293)
K – korrektionsparametre for lufttryk og temperatur
Δ T – temperaturforskel K mellem faktisk (laboratorie) temperatur og T = 20 ℃
P – faktisk tryk kPa
2. Dielektrisk test af alternativ impulsspænding
Til lavspændingsafbrydere kan AC- eller DC-test bruges i stedet for impulsspændingstest, men denne form for testmetode er mere streng end impulsspændingstest, og det bør godkendes af producenten.
Varigheden af eksperimentet er 3 cyklusser i tilfælde af kommunikation.
DC-test, hver fase (positiv og negativ) påført henholdsvis spænding tre gange, hver gang varighed er 10ms.
1. Bestemmelse af typisk overspænding.
2. Koordinere med bestemmelse af modstå spænding.
3. Bestemmelse af mærket isoleringsniveau.
4. Generel procedure for isoleringskoordinering.
Indlægstid: 20-2-2023