Özet: 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.Çin'de yalıtım sisteminden kaynaklanan kazalar, Çin'deki elektrikli ürünlerin %50 ila %60'ını oluşturmaktadır.Yalıtım koordinasyonu konseptinin alçak gerilim şalt ve kontrol ekipmanlarında resmi olarak belirtilmesinden bu yana sadece iki yıl geçti.Bu nedenle üründeki izolasyon koordinasyon probleminin doğru bir şekilde ele alınması ve çözülmesi daha önemli bir problemdir ve buna yeterince dikkat edilmelidir.
Anahtar kelimeler: alçak gerilim şalt cihazlarının izolasyon ve izolasyon malzemeleri
0. Giriş
Alçak gerilim şalt sistemi, alçak gerilim güç kaynağı sistemindeki elektrik enerjisinin kontrolü, korunması, ölçülmesi, dönüştürülmesi ve dağıtımından sorumludur.Alçak gerilim şalt, üretim sahası, halka açık alan, konut ve diğer yerlerin derinliklerine indiğinden, elektrikli ekipmanların kullanıldığı tüm yerlerin alçak gerilim ekipmanları ile donatılması gerektiği söylenebilir.Çin'deki güç enerjisinin yaklaşık %80'i alçak gerilim şalt sistemiyle sağlanıyor.Alçak gerilim şaltının gelişimi, malzeme endüstrisi, alçak gerilim elektrikli cihazlar, işleme teknolojisi ve ekipman Altyapı inşaatı ve insanların yaşam standartlarından kaynaklanmaktadır, bu nedenle alçak gerilim şalt seviyesi ekonomik gücü, bilim ve teknolojiyi ve yaşam standardını yansıtır. bir taraftan ülke.
1. 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.
1.1 ekipmanın kullanım koşulları ekipmanın kullanım koşulları temel olarak ekipman tarafından kullanılan voltaj, elektrik alanı ve frekans ile ilgilidir.
1.1.1 Yalıtım koordinasyonu ve voltaj 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 biçimi.
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 milisaniyelik veya daha az süreli aşırı gerilim, genellikle yüksek sönümlemeli salınım veya salınımsız durumdur.
——Genellikle tek yönlü, 20 μ sTp5000 μ tepe değerine ulaşan geçici bir aşırı gerilim, S arasında, dalga kuyruğu T2 süresi ≤ 20ms.
——Hızlı dalga ön aşırı gerilimi: genellikle tek yönde, 0,1 μ sT120 μ s tepe değerine ulaşan geçici bir aşırı gerilim.Dalga kuyruğu süresi T2 ≤ 300 μ s。
——Dik dalga ön aşırı gerilimi: genellikle tek yönde, TF ≤ 0,1 μ s'de tepe değerine ulaşan geçici bir aşırı gerilim.Toplam süre 3MS'dir ve üst üste salınım vardır ve salınım frekansı 30kHz ile 100MHz arasındadır.
D. birleşik (geçici, yavaş ileri, hızlı, dik) aşırı gerilim.
Yukarıdaki aşırı gerilim tipine göre, standart gerilim dalga biçimi açıklanabilir.
② Uzun vadeli AC veya DC voltajı ile izolasyon koordinasyonu arasındaki ilişki, nominal voltajı, nominal izolasyon voltajını ve gerçek çalışma voltajını dikkate almalıdır.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 da dikkat etmeliyiz.Çin'de elektrik şebekesinin kalitesinin yüksek olmadığı mevcut durumda, ürünleri tasarlarken gerçek olası çalışma voltajı yalıtım koordinasyonu için daha önemlidir.
③ 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.
1.1.2 ekipmanın aşırı voltaj kategorisi, ekipmanın kullanım koşullarının gerektirdiği uzun vadeli sürekli voltaj çalışma seviyesine göre doğrudan düşük voltajlı elektrik şebekesi güç kaynağı ekipmanının aşırı voltaj kategorisinden IV sınıfına bölünecektir.Aşırı gerilim kategorisi IV'teki ekipman, dağıtım cihazının güç kaynağı ucunda kullanılan ampermetre ve önceki aşamanın akım koruma ekipmanı gibi ekipmandır.Aşırı gerilim sınıfı III'ün 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.
|<12>>
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.
1.2 Yalıtım koordinasyonu ile ilgili ekipmanın makro ortamı ve çevre koşulları 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, hava basıncı standartların gereksinimlerine göre değiştirilecektir, Bu faktörler de 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, ürünlerin tasarımına temel oluşturan ilgili standartlarda açık hükümlere sahiptir.
1.3 Yalıtım koordinasyonu ve yalıtım malzemeleri sorunları oldukça karmaşıktır.Gazdan farklıdır ve bir kez zarar gördüğünde geri kazanılamayan yalıtkan bir ortamdır.Yanlışlıkla aşırı gerilim olayı bile kalıcı hasara neden olabilir.Uzun süreli kullanımda, yalıtım malzemeleri deşarj kazaları gibi çeşitli durumlarla karşılaşacaktır. Yalıtım malzemesinin kendisi, termal stres, sıcaklık, mekanik darbe ve diğer gibi uzun süre birikmiş çeşitli faktörler nedeniyle eskime sürecini hızlandıracaktır. stresler.Yalıtım 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.
2. 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.
2.1 ekipmanın anma darbe gerilimi ile eşleşen yalıtım, anma darbe gerilimi testi μ S dalga formuna göre 1,2/50'dir.
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
2.2 Alçak gerilim şalt sistemi için alternatif darbe voltajının dielektrik testi için darbe gerilimi testinin yerine AC veya DC testi kullanılabilir, ancak bu tür test yöntemi darbe gerilimi 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.
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.
Referans:
[1] Iec439-1 alçak gerilim şalt ve kontrol ekipmanı – Bölüm I: tip testi ve parça tip testi tam ekipman [s].
Iec890, ekstrapolasyon yöntemiyle bazı tip test setleri aracılığıyla alçak gerilim şalt sistemi ve kontrol ekipmanının sıcaklık artışını kontrol eder.
Gönderim zamanı: 20 Şubat 2023