Sažetak: koordinacija izolacije važno je pitanje vezano za sigurnost proizvoda električne opreme, te mu se oduvijek pridavala pozornost sa svih aspekata.Koordinacija izolacije prvi put je korištena u visokonaponskim električnim proizvodima.U Kini, nesreća uzrokovana izolacijskim sustavom čini 50% do 60% električnih proizvoda u Kini.Prošle su samo dvije godine otkako je koncept koordinacije izolacije formalno citiran u niskonaponskim sklopnim uređajima i upravljačkoj opremi.Stoga je važnije riješiti i pravilno riješiti problem koordinacije izolacije u proizvodu, te mu treba posvetiti dovoljno pažnje.
Ključne riječi: izolacija i izolacijski materijali niskonaponskih sklopnih postrojenja
0. Uvod
Niskonaponski sklopni uređaj je odgovoran za upravljanje, zaštitu, mjerenje, pretvorbu i distribuciju električne energije u niskonaponskom sustavu napajanja.Kako niskonaponski razvodni uređaji zadiru duboko u proizvodno mjesto, javna mjesta, stambene i druge prostore, može se reći da sva mjesta gdje se koristi električna oprema moraju biti opremljena niskonaponskom opremom.Oko 80% električne energije u Kini se isporučuje preko niskonaponske sklopne opreme.Razvoj niskonaponske sklopne opreme proizlazi iz industrije materijala, niskonaponskih električnih uređaja, tehnologije obrade i opreme, izgradnje infrastrukture i životnog standarda ljudi, tako da razina niskonaponske sklopne opreme odražava ekonomsku snagu, znanost i tehnologiju i životni standard zemlju s jedne strane.
1. Osnovni princip koordinacije izolacije
Koordinacija izolacije znači da se karakteristike električne izolacije opreme odabiru prema uvjetima rada i okolini opreme.Samo kada se dizajn opreme temelji na snazi funkcije koju nosi tijekom svog očekivanog životnog vijeka, može se ostvariti koordinacija izolacije.Problem koordinacije izolacije ne dolazi samo izvana nego i od same opreme.To je problem sa svih aspekata, koji treba sagledati sveobuhvatno.Glavne točke podijeljene su u tri dijela: prvo, uvjeti uporabe opreme;Drugo je okruženje uporabe opreme, a treće izbor izolacijskih materijala.
1.1 uvjeti uporabe opreme uvjeti uporabe opreme uglavnom se odnose na napon, električno polje i frekvenciju koju koristi oprema.
1.1.1 odnos između koordinacije izolacije i napona.Pri razmatranju odnosa između koordinacije izolacije i napona, treba uzeti u obzir napon koji se može pojaviti u sustavu, napon koji stvara oprema, potrebnu kontinuiranu radnu razinu napona i opasnost po osobnu sigurnost i nesreću.
① Klasifikacija napona i prenapona, valni oblik.
A. trajni napon električne frekvencije, s konstantnim R, m, s naponom;
B. privremeni prenapon, prenapon električne frekvencije za dugo vremena;
C prijelazni prenapon, prenapon od nekoliko milisekundi ili manje, obično je oscilacija s visokim prigušenjem ili bez oscilacije.
——Prolazni prenapon, obično jednosmjeran, koji doseže vršnu vrijednost od 20 μ sTp5000 μ Između S, trajanje valnog repa T2 ≤ 20 ms.
——Prenapon brzog vala: prolazni prenapon, obično u jednom smjeru, koji doseže vršnu vrijednost od 0,1 μ sT120 μ s.Trajanje valnog repa T2 ≤ 300 μs。
——Prenapon na fronti strmog vala: prolazni prenapon, obično u jednom smjeru, koji doseže vršnu vrijednost pri TF ≤ 0,1 μs.Ukupno trajanje je 3MS, a postoji i superponirana oscilacija, a frekvencija oscilacije je između 30kHz i 100MHz.
D. kombinirani (privremeni, sporo naprijed, brz, strm) prenapon.
Prema gornjem tipu prenapona može se opisati standardni valni oblik napona.
② Odnos između dugoročnog izmjeničnog ili istosmjernog napona i koordinacije izolacije treba uzeti u obzir nazivni napon, nazivni izolacijski napon i stvarni radni napon.U normalnom i dugotrajnom radu sustava treba uzeti u obzir nazivni izolacijski napon i stvarni radni napon.Osim ispunjavanja zahtjeva standarda, trebali bismo obratiti pozornost na stvarnu situaciju kineske električne mreže.U trenutnoj situaciji da kvaliteta električne mreže u Kini nije visoka, pri projektiranju proizvoda stvarni mogući radni napon važniji je za koordinaciju izolacije.
③ Odnos između prolaznog prenapona i koordinacije izolacije povezan je sa stanjem kontroliranog prenapona u električnom sustavu.U sustavu i opremi postoje mnogi oblici prenapona.Utjecaj prenapona treba razmotriti sveobuhvatno.U niskonaponskom elektroenergetskom sustavu na prenapon mogu utjecati različiti promjenjivi čimbenici.Stoga se prenapon u sustavu procjenjuje statističkom metodom, odražavajući koncept vjerojatnosti pojavljivanja, a metodom statistike vjerojatnosti može se odrediti je li potrebna kontrola zaštite.
1.1.2 prenaponska kategorija opreme dijeli se u IV razred izravno iz prenaponske kategorije niskonaponske opreme za opskrbu električnom mrežom u skladu s dugotrajnom kontinuiranom radnom razinom napona koju zahtijevaju uvjeti uporabe opreme.Oprema prenaponske kategorije IV je oprema koja se koristi na strani napajanja distribucijskog uređaja, kao što su ampermetar i strujna zaštitna oprema prethodnog stupnja.Oprema prenaponskog razreda III zadaća je ugradnje u razvodni uređaj, a sigurnost i primjenjivost opreme mora ispunjavati posebne zahtjeve, kao što je rasklopni uređaj u razvodnom uređaju.Oprema prenaponske klase II je oprema koja troši energiju i napaja se iz distribucijskog uređaja, kao što je trošilo za kućnu uporabu i slične namjene.Oprema prenaponske klase I povezana je s opremom koja ograničava prijelazni prenapon na vrlo nisku razinu, kao što je elektronički sklop s prenaponskom zaštitom.Za opremu koja se ne napaja izravno niskonaponskom mrežom, mora se uzeti u obzir maksimalni napon i ozbiljna kombinacija različitih situacija koje se mogu dogoditi u opremi sustava.
|<12>>
Električno polje se dijeli na jednoliko električno polje i nejednoliko električno polje.U niskonaponskim rasklopnim uređajima općenito se smatra da je u slučaju nejednolikog električnog polja.Problem frekvencije još uvijek se razmatra.Općenito, niska frekvencija ima mali utjecaj na koordinaciju izolacije, ali visoka frekvencija još uvijek ima utjecaja, posebno na izolacijske materijale.
1.2 makro okruženje opreme povezano s koordinacijom izolacije i okolišni uvjeti utječu na koordinaciju izolacije.Iz zahtjeva trenutne praktične primjene i standarda, promjena tlaka zraka uzima u obzir samo promjenu tlaka zraka uzrokovanu nadmorskom visinom.Zanemarena je dnevna promjena tlaka zraka, a zanemareni su i faktori temperature i vlage.Međutim, ako postoje točniji 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 makro okruženja.Različite razine zaštite, grijanje, ventilacija i prašina školjke mogu utjecati na mikrookruženje.Mikro okruženje ima jasne odredbe u relevantnim standardima, što predstavlja osnovu za dizajn proizvoda.
1.3 problemi koordinacije izolacije i izolacijskih materijala prilično su složeni.Razlikuje se od plina i izolacijski je medij koji se ne može obnoviti nakon što se ošteti.Čak i slučajni događaj prenapona može uzrokovati trajnu štetu.U dugotrajnoj uporabi, 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 udar i drugi naglašava.Za izolacijske materijale, zbog raznolikosti sorti, karakteristike izolacijskih materijala nisu ujednačene, iako postoje mnogi pokazatelji.To donosi određene poteškoće pri izboru i uporabi izolacijskih materijala, što je razlog zašto se druge karakteristike izolacijskih materijala, kao što su toplinsko naprezanje, mehanička svojstva, djelomično pražnjenje itd., trenutno ne razmatraju.
2. Provjera koordinacije izolacije
Trenutačno je optimalna metoda za provjeru koordinacije izolacije korištenje impulsnog dielektričnog ispitivanja, a različite nazivne vrijednosti impulsnog napona mogu se odabrati za različitu opremu.
2.1 nazivni impulsni napon koji odgovara izolaciji je 1,2/50 prema valnom obliku nazivnog impulsnog napona μ S.
Izlazna impedancija generatora impulsa napajanja za ispitivanje impulsa općenito bi trebala biti veća od 500 Ω， Vrijednost nazivnog impulsnog napona odredit će se prema situaciji uporabe, kategoriji prenapona i naponu dugotrajne uporabe opreme, te će se korigirati prema na odgovarajuću nadmorsku visinu.Trenutačno se neki uvjeti ispitivanja primjenjuju na niskonaponska sklopna postrojenja.Ako ne postoji jasna odredba o vlažnosti i temperaturi, to bi također trebalo biti unutar opsega primjene standarda za kompletnu razvodnu opremu.Ako je okruženje uporabe opreme izvan primjenjivog opsega sklopnog uređaja, mora se smatrati ispravljenim.Korekcijski odnos između tlaka zraka i temperature je sljedeći:
K=P/101,3 × 293 (Δ T+293)
K — korekcijski parametri tlaka i temperature zraka
Δ T – temperaturna razlika K između stvarne (laboratorijske) temperature i T = 20 ℃
P – stvarni tlak kPa
2.2 za niskonaponsko rasklopno postrojenje, AC ili DC ispitivanje može se koristiti za zamjenu ispitivanja impulsnog napona za dielektričko ispitivanje alternativnog impulsnog napona, ali ova vrsta metode ispitivanja je stroža od ispitivanja impulsnog napona i s njom se treba složiti proizvođač.
Trajanje eksperimenta je 3 ciklusa u slučaju komunikacije.
Ispitivanje istosmjernom strujom, svaka faza (pozitivna i negativna) primijenjena je naponom tri puta, svako vrijeme trajanja je 10 ms.
U trenutnoj situaciji u Kini, u električnim proizvodima visokog i niskog napona, koordinacija izolacije opreme još uvijek je veliki problem.Zbog formalnog uvođenja koncepta koordinacije izolacije u niskonaponskoj rasklopnoj i upravljačkoj opremi, to je samo pitanje gotovo dvije godine.Stoga je važniji problem riješiti i riješiti problem koordinacije izolacije u proizvodu.
Referenca:
[1] Iec439-1 niskonaponska razvodna i upravljačka oprema – Dio I: ispitivanje tipa i ispitivanje tipa kompletne opreme [s].
Iec890 provjerava porast temperature niskonaponske rasklopne i upravljačke opreme kroz neke tipske ispitne setove metodom ekstrapolacije.
Vrijeme objave: 20. veljače 2023