Özet: 1987'de, Uluslararası Elektroteknik Komisyonu (IEC) 17D'nin alt Teknik Komitesi tarafından "iec439'a Ek 1'deki yalıtım koordinasyonu için gereksinimler" başlıklı teknik belge hazırlandı ve bu belge, yalıtım koordinasyonunu alçak gerilim anahtarlama donanımına ve kontrolüne resmen tanıttı. teçhizat.Çin'in mevcut durumunda, yüksek ve alçak gerilim elektrik ürünlerinde, ekipmanın izolasyon koordinasyonu hala büyük bir sorundur.Yalıtım koordinasyon konseptinin alçak gerilim şalt sistemi ve kontrol ekipmanında resmi olarak tanıtılması nedeniyle, bu sadece yaklaşık iki yıl meselesidir.Bu nedenle üründeki izolasyon koordinasyon probleminin ele alınması ve çözülmesi daha önemli bir problemdir.
Anahtar kelimeler: Alçak gerilim şalt cihazları için yalıtım ve yalıtım malzemeleri
Yalıtım koordinasyonu, elektrikli ekipman ürünlerinin güvenliği ile ilgili önemli bir konudur ve her zaman her yönüyle dikkat edilmiştir.İzolasyon koordinasyonu ilk olarak yüksek gerilimli elektrik ürünlerinde kullanılmıştır.1987'de, Uluslararası Elektroteknik Komisyonu (IEC) 17D'nin alt Teknik Komitesi tarafından "iec439'a Ek 1'deki yalıtım koordinasyonu için gereklilikler" başlıklı teknik belge hazırlandı ve bu belge, yalıtım koordinasyonunu alçak gerilim anahtarlama donanımına ve kontrol ekipmanına resmen tanıttı.Ülkemizdeki fiili duruma bakıldığında, yüksek ve alçak gerilim elektrik ürünlerinde ekipmanların izolasyon koordinasyonu hala büyük bir sorundur.İstatistikler, yalıtım sisteminden kaynaklanan kazaların Çin'deki elektrikli ürünlerin %50-60'ını oluşturduğunu gösteriyor.Ayrıca, yalıtım koordinasyonu kavramının alçak gerilim şalt sistemi ve kontrol ekipmanında resmi olarak belirtilmesinden bu yana sadece iki yıl geçti.Bu nedenle üründeki izolasyon koordinasyon probleminin ele alınması ve çözülmesi daha önemli bir problemdir.
2. Yalıtım koordinasyonunun temel ilkesi
Yalıtım koordinasyonu, ekipmanın elektrik yalıtım özelliklerinin ekipmanın servis koşullarına ve çevre ortamına göre seçilmesi anlamına gelir.Yalnızca ekipmanın tasarımı, beklenen ömrü boyunca taşıyacağı işlevin gücüne dayandığında, yalıtım koordinasyonu gerçekleştirilebilir.Yalıtım koordinasyonu sorunu sadece ekipmanın dışından değil, aynı zamanda ekipmanın kendisinden de kaynaklanmaktadır.Tüm yönleriyle ele alınması gereken kapsamlı bir sorundur.Ana noktalar üç bölüme ayrılmıştır: birincisi, ekipmanın kullanım koşulları;İkincisi, ekipmanın kullanım ortamı, üçüncüsü ise yalıtım malzemelerinin seçimidir.
(1) Ekipman koşulları
Ekipmanın kullanım koşulları, temel olarak ekipmanın kullandığı voltaj, elektrik alanı ve frekans ile ilgilidir.
1. İzolasyon koordinasyonu ile gerilim arasındaki ilişki.Yalıtım koordinasyonu ile gerilim arasındaki ilişki göz önünde bulundurulurken, sistemde oluşabilecek gerilim, ekipmanın üreteceği gerilim, gerekli sürekli gerilim çalışma seviyesi, can güvenliği ve kaza tehlikesi göz önünde bulundurulmalıdır.
1. Gerilim ve aşırı gerilimin sınıflandırılması, dalga şekli.
a) Sabit R, m, s gerilimi ile sürekli güç frekansı gerilimi
b) Geçici aşırı gerilim, uzun süre güç frekansı aşırı gerilimi
c) Geçici aşırı gerilim, birkaç milisaniye veya daha kısa süreli aşırı gerilim, genellikle yüksek sönümlemeli salınım veya salınımsız.
——Genellikle tek yönlü, 20 μs tepe değerine ulaşan geçici bir aşırı gerilim
——Hızlı dalga ön aşırı gerilimi: Genellikle tek yönde, 0,1 μs tepe değerine ulaşan geçici bir aşırı gerilim
——Dik dalga ön aşırı gerilimi: Genellikle tek yönde, TF ≤ 0,1 μ s'de tepe değerine ulaşan geçici bir aşırı gerilim.Toplam süre 3MS'den azdır ve süperpozisyon salınımı vardır ve salınım frekansı 30kHz < f < 100MHz arasındadır.
d) Kombine (geçici, yavaş ileri, hızlı, dik) aşırı gerilim.
Yukarıdaki aşırı gerilim tipine göre, standart gerilim dalga biçimi açıklanabilir.
2. Uzun süreli AC veya DC gerilimi ile izolasyon koordinasyonu arasındaki ilişki, beyan gerilimi, beyan izolasyon gerilimi ve gerçek çalışma gerilimi olarak kabul edilmelidir.Sistemin normal ve uzun süreli çalışmasında anma izolasyon gerilimi ve gerçek çalışma gerilimi dikkate alınmalıdır.Standardın gerekliliklerini karşılamanın yanı sıra, Çin'in elektrik şebekesinin gerçek durumuna daha fazla dikkat etmeliyiz.Çin'de elektrik şebekesinin kalitesinin yüksek olmadığı mevcut durumda, ürünleri tasarlarken gerçek olası çalışma voltajı yalıtım koordinasyonu için daha önemlidir.
Geçici aşırı gerilim ve yalıtım koordinasyonu arasındaki ilişki, elektrik sistemindeki kontrollü aşırı gerilim durumuyla ilgilidir.Sistem ve ekipmanda, birçok aşırı gerilim şekli vardır.Aşırı gerilimin etkisi kapsamlı bir şekilde değerlendirilmelidir.Alçak gerilim güç sisteminde, aşırı gerilim çeşitli değişken faktörlerden etkilenebilir.Bu nedenle, sistemdeki aşırı gerilim, meydana gelme olasılığı kavramını yansıtan istatistiksel yöntemle değerlendirilir ve koruma kontrolünün gerekli olup olmadığı olasılık istatistikleri yöntemiyle belirlenebilir.
2. Ekipmanın aşırı gerilim kategorisi
Ekipman koşullarına göre, gereken uzun vadeli sürekli voltaj çalışma seviyesi, alçak gerilim şebekesinin güç kaynağı ekipmanının aşırı gerilim kategorisine göre doğrudan IV sınıfına bölünecektir.Aşırı gerilim kategorisi IV'teki ekipman, dağıtım cihazının güç kaynağı ucunda kullanılan ampermetre ve önceki aşamanın akım koruma ekipmanı gibi ekipmandır.Sınıf III aşırı gerilim ekipmanı, dağıtım cihazına kurulum görevidir ve ekipmanın güvenliği ve uygulanabilirliği, dağıtım cihazındaki şalt gibi özel gereksinimleri karşılamalıdır.Aşırı gerilim sınıfı II'deki ekipman, ev kullanımı ve benzeri amaçlar için yük gibi, dağıtım cihazından güç alan enerji tüketen ekipmandır.Aşırı gerilim sınıfı I'deki ekipman, aşırı gerilim korumalı elektronik devre gibi geçici aşırı gerilimi çok düşük bir seviyede sınırlayan ekipmana bağlanır.Alçak gerilim şebekesinden doğrudan beslenmeyen ekipmanlar için, maksimum voltaj ve sistem ekipmanında meydana gelebilecek çeşitli durumların ciddi kombinasyonu dikkate alınmalıdır.
Ekipman daha yüksek aşırı gerilim kategorisi durumunda çalışacaksa ve ekipmanın kendisinde izin verilen aşırı gerilim kategorisi yeterli değilse, mahalde aşırı gerilimi azaltmak için önlemler alınmalı ve aşağıdaki yöntemler benimsenebilir.
a) Aşırı gerilim koruma cihazı
b) İzole sargılı transformatörler
c) Gerilim enerjisinden geçen dağıtılmış transfer dalgasına sahip çok branşmanlı bir devre dağıtım sistemi
d) Dalgalanma aşırı gerilim enerjisini absorbe edebilen kapasitans
e) Dalgalanma aşırı gerilim enerjisini absorbe edebilen sönümleme cihazı
3. Elektrik alanı ve frekans
Elektrik alanı, düzgün elektrik alanı ve düzgün olmayan elektrik alanı olarak ikiye ayrılır.Alçak gerilim şalt sisteminde, genellikle düzgün olmayan bir elektrik alanı olduğu kabul edilir.Frekans sorunu hala değerlendirilmektedir.Genel olarak, düşük frekansın yalıtım koordinasyonu üzerinde çok az etkisi vardır, ancak yüksek frekansın, özellikle yalıtım malzemeleri üzerinde hala etkisi vardır.
(2) Yalıtım koordinasyonu ile çevre koşulları arasındaki ilişki
Ekipmanın bulunduğu makro ortam, yalıtım koordinasyonunu etkiler.Mevcut pratik uygulama ve standartların gerekliliklerinden, hava basıncındaki değişiklik yalnızca rakımın neden olduğu hava basıncındaki değişikliği hesaba katar.Günlük hava basıncı değişimi göz ardı edilmiş, sıcaklık ve nem faktörleri de göz ardı edilmiştir.Ancak, daha doğru gereksinimler varsa, bu faktörler dikkate alınmalıdır.Mikro ortamdan, makro ortam mikro ortamı belirler, ancak mikro ortam, makro ortam ekipmanından daha iyi veya daha kötü olabilir.Kabuğun farklı koruma seviyeleri, ısıtması, havalandırması ve tozu mikro ortamı etkileyebilir.Mikro ortam ilgili standartlarda açık hükümlere sahiptir.Ürünün tasarımı için temel oluşturan Tablo 1'e bakınız.
(3) İzolasyon koordinasyonu ve izolasyon malzemeleri
Yalıtım malzemesinin sorunu oldukça karmaşık, gazdan farklı, bir kez bozulunca geri kazanılamayan bir yalıtım malzemesidir.Yanlışlıkla aşırı gerilim olayı bile kalıcı hasara neden olabilir.Uzun süreli kullanımda, yalıtım malzemeleri, deşarj kazaları vb. yaşlanma süreciYalıtım malzemeleri için, çeşit çeşitliliği nedeniyle, birçok gösterge olmasına rağmen, yalıtım malzemelerinin özellikleri tek tip değildir.Bu, yalıtım malzemelerinin seçimini ve kullanımını biraz zorlaştırır, bu nedenle yalıtım malzemelerinin termal stres, mekanik özellikler, kısmi boşalma vb. gibi diğer özellikleri şu anda dikkate alınmamaktadır.Yukarıdaki stresin yalıtım malzemeleri üzerindeki etkisi, pratik uygulamada niteliksel bir rol oynayabilecek olan IEC yayınlarında tartışılmıştır, ancak nicel rehberlik yapmak henüz mümkün değildir.Şu anda, yalıtım malzemeleri için kantitatif göstergeler olarak kullanılan, üç grup ve dört türe ayrılabilen kaçak işareti indeksinin CTI değeri ve kaçak işareti indeksi PTI direnci ile karşılaştırılan birçok düşük voltajlı elektrik ürünü bulunmaktadır.Sızdırmazlık işareti indeksi, su ile kirlenmiş sıvıyı yalıtım malzemesinin yüzeyine damlatarak kaçak izini oluşturmak için kullanılır.Kantitatif karşılaştırma verilir.
Bu belirli miktar indeksi, ürünün tasarımına uygulanmıştır.
3. Yalıtım koordinasyonunun doğrulanması
Şu anda, yalıtım koordinasyonunu doğrulamak için en uygun yöntem darbe dielektrik testi kullanmaktır ve farklı ekipman için farklı anma darbe gerilimi değerleri seçilebilir.
1. Nominal darbe gerilimi testi ile ekipmanın yalıtım koordinasyonunu doğrulayın
Nominal darbe geriliminin 1,2/50'si μ S dalga formu.
Darbe testi güç kaynağının darbe üretecinin çıkış empedansı genel olarak 500'den fazla olmalıdır Ω， Nominal darbe gerilimi değeri, ekipmanın kullanım durumuna, aşırı gerilim kategorisine ve uzun süreli kullanım gerilimine göre belirlenmeli ve buna göre düzeltilmelidir. karşılık gelen yüksekliğe.Halihazırda, alçak gerilim anahtarlama donanımına bazı test koşulları uygulanmaktadır.Nem ve sıcaklık konusunda net bir hüküm yoksa, komple şalt cihazları için de standardın uygulama kapsamında olmalıdır.Ekipman kullanım ortamı, anahtarlama cihazı setinin geçerli kapsamı dışındaysa, düzeltildiği düşünülmelidir.Hava basıncı ve sıcaklık arasındaki düzeltme ilişkisi aşağıdaki gibidir:
K=P/101,3 × 293(Δ T+293)
K – hava basıncı ve sıcaklığının düzeltme parametreleri
Δ T – gerçek (Laboratuvar) sıcaklık ile T = 20 ℃ arasındaki sıcaklık farkı K
P – gerçek basınç kPa
2. Alternatif darbe voltajının dielektrik testi
Alçak gerilim şalt sistemi için darbe gerilim testi yerine AC veya DC testi kullanılabilir, ancak bu tür bir test yöntemi darbe gerilim testinden daha şiddetlidir ve üretici tarafından kabul edilmelidir.
İletişim durumunda deneyin süresi 3 döngüdür.
DC testi, her faza (pozitif ve negatif) sırasıyla üç kez voltaj uygulanır, her zaman süresi 10ms'dir.
1. Tipik aşırı gerilimin belirlenmesi.
2. Dayanma geriliminin belirlenmesi ile koordine edin.
3. Nominal yalıtım seviyesinin belirlenmesi.
4. Yalıtım koordinasyonu için genel prosedür.
Gönderim zamanı: 20 Şubat 2023