Resum: la coordinació de l'aïllament és un tema important relacionat amb la seguretat dels productes d'equips elèctrics, i sempre s'ha prestat atenció des de tots els aspectes.La coordinació d'aïllament es va utilitzar per primera vegada en productes elèctrics d'alta tensió.A la Xina, l'accident causat pel sistema d'aïllament representa entre el 50% i el 60% dels productes elèctrics a la Xina.Fa només dos anys que el concepte de coordinació d'aïllament es cita formalment en equips de control i aparells de baixa tensió.Per tant, és un problema més important tractar i resoldre correctament el problema de coordinació de l'aïllament del producte, i s'hi hauria de prestar prou atenció.
Paraules clau: aïllament i materials d'aïllament d'aparells de baixa tensió
0. Introducció
L'aparell de baixa tensió és responsable del control, protecció, mesura, conversió i distribució de l'energia elèctrica en el sistema d'alimentació de baixa tensió.A mesura que l'aparell de baixa tensió s'endinsa en el lloc de producció, el lloc públic, els llocs residencials i altres, es pot dir que tots els llocs on s'utilitzin equips elèctrics estaran equipats amb equips de baixa tensió.Al voltant del 80% de l'energia elèctrica a la Xina es subministra a través d'aparells de baixa tensió.El desenvolupament d'aparells de baixa tensió es deriva de la indústria de materials, aparells elèctrics de baixa tensió, tecnologia i equips de processament, construcció d'infraestructures i nivells de vida de les persones, de manera que el nivell de commutació de baixa tensió reflecteix la força econòmica, la ciència i la tecnologia i el nivell de vida d'un país d'una banda.
1. Principi bàsic de coordinació de l'aïllament
La coordinació d'aïllament significa que les característiques d'aïllament elèctric de l'equip es seleccionen segons les condicions de servei i l'entorn circumdant de l'equip.Només quan el disseny de l'equip es basa en la força de la funció que té en la seva vida prevista, es pot realitzar la coordinació de l'aïllament.El problema de la coordinació de l'aïllament no només ve de l'exterior de l'equip sinó també del propi equipament.És un problema que implica tots els aspectes, que s'hauria de considerar de manera integral.Els punts principals es divideixen en tres parts: en primer lloc, les condicions d'ús de l'equip;El segon és l'entorn d'ús de l'equip i el tercer és la selecció de materials d'aïllament.
1.1 Les condicions d'ús de l'equip Les condicions d'ús de l'equip fan referència principalment a la tensió, camp elèctric i freqüència utilitzats per l'equip.
1.1.1 relació entre la coordinació d'aïllament i la tensió.En considerar la relació entre la coordinació de l'aïllament i la tensió, s'ha de tenir en compte la tensió que es pot produir al sistema, la tensió generada per l'equip, el nivell de tensió continuada requerida i el perill de seguretat personal i accident.
① Classificació de tensió i sobretensió, forma d'ona.
A. tensió de freqüència de potència contínua, amb tensió constant R, m, s;
B. sobretensió temporal, sobretensió de freqüència elèctrica durant molt de temps;
La sobretensió transitòria C, sobretensió durant uns quants mil·lisegons o menys, sol ser una oscil·lació d'amortiment elevada o no oscil·lació.
——Una sobretensió transitòria, generalment unidireccional, que arriba a un valor màxim de 20 μ sTp5000 μ Entre S, la durada de la cua d'ona T2 ≤ 20 ms.
——Pre sobretensió d'ona ràpida: una sobretensió transitòria, generalment en una direcció, que arriba a un valor màxim de 0,1 μ sT120 μ s.Durada de la cua d'ona T2 ≤ 300 μ s.
——Sobretensió del front d'ona empinada: una sobretensió transitòria, generalment en una direcció, que arriba al valor màxim a TF ≤ 0,1 μ s.La durada total és de 3MS i hi ha una oscil·lació superposada i la freqüència d'oscil·lació està entre 30 kHz i 100 MHz.
D. sobretensió combinada (temporal, avançada lent, ràpida, empinada).
Segons el tipus de sobretensió anterior, es pot descriure la forma d'ona de tensió estàndard.
② La relació entre la tensió CA o CC a llarg termini i la coordinació de l'aïllament ha de tenir en compte la tensió nominal, la tensió nominal d'aïllament i la tensió de treball real.En el funcionament normal i a llarg termini del sistema, cal tenir en compte la tensió d'aïllament nominal i la tensió de treball real.A més de complir els requisits de la norma, hem de prestar atenció a la situació real de la xarxa elèctrica de la Xina.En la situació actual que la qualitat de la xarxa elèctrica no és alta a la Xina, quan es dissenyen productes, la possible tensió de treball real és més important per a la coordinació de l'aïllament.
③ La relació entre la sobretensió transitòria i la coordinació de l'aïllament està relacionada amb l'estat de sobretensió controlada al sistema elèctric.En el sistema i l'equip, hi ha moltes formes de sobretensió.La influència de la sobretensió s'ha de considerar exhaustivament.En el sistema d'alimentació de baixa tensió, la sobretensió es pot veure afectada per diversos factors variables.Per tant, la sobretensió del sistema s'avalua mitjançant un mètode estadístic, reflectint un concepte de probabilitat d'ocurrència, i es pot determinar mitjançant el mètode d'estadístiques de probabilitat si es necessita un control de protecció.
1.1.2 la categoria de sobretensió d'equips s'ha de dividir en classe IV directament des de la categoria de sobretensió dels equips de subministrament d'energia de la xarxa elèctrica de baixa tensió segons el nivell d'operació de tensió contínua a llarg termini requerit per les condicions d'ús de l'equip.Els equips de categoria de sobretensió IV són els equips utilitzats a l'extrem d'alimentació del dispositiu de distribució, com ara l'amperímetre i els equips de protecció de corrent de l'etapa anterior.L'equip de classe de sobretensió III és la tasca d'instal·lació al dispositiu de distribució, i la seguretat i l'aplicabilitat de l'equip han de complir els requisits especials, com ara l'aparell de distribució al dispositiu de distribució.Els equips de classe de sobretensió II són els equips consumidors d'energia alimentats per dispositiu de distribució, com ara la càrrega per a ús domèstic i finalitats similars.Els equips de classe de sobretensió I estan connectats a l'equip que limita la sobretensió transitòria a un nivell molt baix, com un circuit electrònic amb protecció contra sobretensió.Per als equips no alimentats directament per xarxa de baixa tensió, s'ha de tenir en compte la tensió màxima i la combinació greu de les diverses situacions que es poden produir en els equips del sistema.
|<12>>
El camp elèctric es divideix en camp elèctric uniforme i camp elèctric no uniforme.En els aparells de baixa tensió, generalment es considera que és en el cas de camp elèctric no uniforme.El problema de la freqüència encara està en consideració.En general, la baixa freqüència té poca influència en la coordinació de l'aïllament, però l'alta freqüència encara té influència, especialment en els materials d'aïllament.
1.2 El macroentorn de l'equip relacionat amb la coordinació de l'aïllament i les condicions ambientals afecta la coordinació de l'aïllament.A partir dels requisits de l'aplicació pràctica i els estàndards actuals, el canvi de pressió de l'aire només té en compte el canvi de pressió de l'aire causat per l'altitud.S'ha ignorat el canvi diari de pressió de l'aire i també s'han ignorat els factors de temperatura i humitat.Tanmateix, si hi ha requisits més precisos, la pressió de l'aire es canviarà segons els requisits de les normes, aquests factors també s'han de tenir en compte.Des del micro entorn, el macro entorn determina el micro entorn, però el micro entorn pot ser millor o pitjor que l'equip de macro entorn.Els diferents nivells de protecció, calefacció, ventilació i pols de la carcassa poden afectar el microentorn.El microentorn té disposicions clares en les normes rellevants, que proporciona la base per al disseny dels productes.
1.3 Els problemes de coordinació de l'aïllament i els materials d'aïllament són força complexos.És diferent del gas, i és un medi aïllant que no es pot recuperar un cop malmès.Fins i tot l'esdeveniment de sobretensió accidental pot causar danys permanents.En l'ús a llarg termini, els materials d'aïllament es trobaran amb diverses situacions, com ara accidents de descàrrega, el propi material d'aïllament accelerarà el seu procés d'envelliment a causa de diversos factors acumulats durant molt de temps, com ara estrès tèrmic, temperatura, impacte mecànic i altres tensions.Per als materials d'aïllament, a causa de la varietat de varietats, les característiques dels materials d'aïllament no són uniformes, tot i que hi ha molts indicadors.Això comporta certa dificultat en la selecció i utilització de materials aïllants, motiu pel qual no es consideren actualment altres característiques dels materials aïllants, com ara l'estrès tèrmic, les propietats mecàniques, les descàrregues parcials, etc.
2. Verificació de la coordinació de l'aïllament
Actualment, el mètode òptim per verificar la coordinació de l'aïllament és utilitzar la prova dielèctrica d'impuls, i es poden seleccionar diferents valors de tensió d'impuls nominal per a diferents equips.
2.1 l'aïllament que coincideix amb la tensió d'impuls nominal de l'equip és 1,2/50 per la forma d'ona de prova de tensió d'impuls nominal μ S.
La impedància de sortida del generador d'impulsos de la font d'alimentació de prova d'impuls ha de ser generalment superior a 500 Ω, el valor nominal de la tensió d'impuls s'ha de determinar segons la situació d'ús, la categoria de sobretensió i la tensió d'ús a llarg termini de l'equip, i s'ha de corregir segons a l'altitud corresponent.Actualment, s'apliquen algunes condicions de prova als aparells de baixa tensió.Si no hi ha una estipulació clara sobre la humitat i la temperatura, també hauria d'estar dins de l'àmbit d'aplicació de la norma per a l'aparell complet.Si l'entorn d'ús de l'equip està fora de l'abast aplicable del conjunt d'aparells, s'ha de considerar que s'ha corregit.La relació de correcció entre la pressió de l'aire i la temperatura és la següent:
K=P/101,3 × 293 (Δ T+293)
K — paràmetres de correcció de pressió i temperatura de l'aire
Δ T – diferència de temperatura K entre la temperatura real (de laboratori) i T = 20 ℃
P: pressió real kPa
2.2 per a aparells de baixa tensió, la prova de CA o CC es pot utilitzar per substituir la prova de tensió d'impuls per a la prova dielèctrica de tensió d'impuls alternativa, però aquest tipus de mètode de prova és més sever que la prova de tensió d'impuls, i hauria de ser acceptat pel fabricant.
La durada de l'experiment és de 3 cicles en el cas de la comunicació.
Prova de corrent continu, cada fase (positiva i negativa) respectivament s'aplica tensió tres vegades, cada vegada que la durada és de 10 ms.
En la situació actual de la Xina, en els productes elèctrics d'alta i baixa tensió, la coordinació d'aïllament dels equips segueix sent un gran problema.A causa de la introducció formal del concepte de coordinació d'aïllament en equips de control i aparells de baixa tensió, només és qüestió de gairebé dos anys.Per tant, és un problema més important tractar i resoldre el problema de coordinació de l'aïllament del producte.
Referència:
[1] Equips de control i aparells de baixa tensió Iec439-1 - Part I: equip complet de prova de tipus i prova de tipus de part [s].
Iec890 comproveu l'augment de temperatura dels equips de control i aparells de baixa tensió a través d'alguns conjunts de prova de tipus mitjançant el mètode d'extrapolació.
Hora de publicació: 20-feb-2023