Samenvatting: In 1987 werd het technische document met de titel "eisen voor isolatiecoördinatie in supplement 1 bij iec439" opgesteld door de subtechnische commissie van de International Electrotechnical Commission (IEC) 17D, die de isolatiecoördinatie formeel introduceerde in de laagspanningsschakelaars en -besturing apparatuur.In de huidige situatie van China, in de elektrische hoog- en laagspanningsproducten, is de isolatiecoördinatie van apparatuur nog steeds een groot probleem.Vanwege de formele introductie van het isolatiecoördinatieconcept in laagspanningsschakel- en regelapparatuur is dit slechts een kwestie van bijna twee jaar.Daarom is het een belangrijker probleem om het isolatiecoördinatieprobleem in het product aan te pakken en op te lossen.
Trefwoorden: Isolatie en isolatiematerialen voor laagspanningsborden
Isolatiecoördinatie is een belangrijk probleem met betrekking tot de veiligheid van producten voor elektrische apparatuur en er is altijd vanuit alle aspecten aandacht aan besteed.Isolatiecoördinatie werd voor het eerst gebruikt in elektrische hoogspanningsproducten.In 1987 werd het technische document met de titel "eisen voor isolatiecoördinatie in supplement 1 bij iec439" opgesteld door de technische subcommissie van de International Electrotechnical Commission (IEC) 17D, die de isolatiecoördinatie formeel introduceerde in de laagspanningsschakelaars en regelapparatuur.Wat de feitelijke situatie in ons land betreft, is de isolatiecoördinatie van apparatuur nog steeds een groot probleem in elektrische hoog- en laagspanningsproducten.Statistieken tonen aan dat het ongeval veroorzaakt door het isolatiesysteem goed is voor 50% - 60% van de elektrische producten in China.Bovendien is het nog maar twee jaar geleden dat het concept van isolatiecoördinatie formeel wordt geciteerd in de laagspanningsschakelaars en regelapparatuur.Daarom is het een belangrijker probleem om het isolatiecoördinatieprobleem in het product aan te pakken en op te lossen.
2. Basisprincipe van isolatiecoördinatie
Isolatiecoördinatie betekent dat de elektrische isolatiekenmerken van de apparatuur worden geselecteerd op basis van de gebruiksomstandigheden en de omgeving van de apparatuur.Alleen wanneer het ontwerp van de apparatuur is gebaseerd op de sterkte van de functie die het vervult tijdens de verwachte levensduur, kan de isolatiecoördinatie worden gerealiseerd.Het probleem van isolatiecoördinatie komt niet alleen van de buitenkant van de apparatuur, maar ook van de apparatuur zelf.Het is een probleem dat alle aspecten omvat en dat integraal moet worden beschouwd.De belangrijkste punten zijn onderverdeeld in drie delen: ten eerste de gebruiksomstandigheden van de apparatuur;De tweede is de gebruiksomgeving van de apparatuur en de derde is de selectie van isolatiematerialen.
(1) Apparatuurcondities
De gebruiksomstandigheden van apparatuur verwijzen voornamelijk naar de spanning, het elektrische veld en de frequentie die door de apparatuur worden gebruikt.
1. Relatie tussen isolatiecoördinatie en spanning.Bij het overwegen van de relatie tussen isolatiecoördinatie en spanning, moet rekening worden gehouden met de spanning die in het systeem kan optreden, de spanning die door apparatuur wordt gegenereerd, het vereiste continue spanningsbedrijfsniveau en het gevaar van persoonlijke veiligheid en ongevallen.
1. Classificatie van spanning en overspanning, golfvorm.
a) Continue netfrequentiespanning, met constante R, m, s-spanning
b) Tijdelijke overspanning, overspanning van de stroomfrequentie gedurende lange tijd
c) Voorbijgaande overspanning, overspanning gedurende enkele milliseconden of minder, gewoonlijk hoge dempende oscillatie of niet-oscillatie.
——Een voorbijgaande overspanning, meestal eenrichtingsverkeer, die een piekwaarde van 20 μs bereikt
——Fast wave pre overvoltage: een voorbijgaande overspanning, meestal in één richting, die een piekwaarde van 0,1 μs bereikt
——Steep wave front overvoltage: een voorbijgaande overspanning, meestal in één richting, die een piekwaarde bereikt bij TF ≤ 0,1 μ s.De totale duur is minder dan 3MS en er is superpositie-oscillatie en de oscillatiefrequentie ligt tussen 30 kHz < f < 100 MHz.
d) Gecombineerde (tijdelijke, langzaam vooruit, snel, steile) overspanning.
Volgens het bovenstaande overspanningstype kan de standaard spanningsgolfvorm worden beschreven.
2. De relatie tussen AC- of DC-spanning op lange termijn en isolatiecoördinatie wordt beschouwd als nominale spanning, nominale isolatiespanning en werkelijke werkspanning.Bij de normale en langdurige werking van het systeem moet rekening worden gehouden met de nominale isolatiespanning en de werkelijke werkspanning.Naast het voldoen aan de vereisten van de norm, moeten we meer aandacht besteden aan de feitelijke situatie van het Chinese elektriciteitsnet.In de huidige situatie dat de kwaliteit van het elektriciteitsnet in China niet hoog is, is bij het ontwerpen van producten de werkelijk mogelijke werkspanning belangrijker voor isolatiecoördinatie.
De relatie tussen voorbijgaande overspanning en isolatiecoördinatie houdt verband met de toestand van gecontroleerde overspanning in het elektrische systeem.In het systeem en de apparatuur zijn er vele vormen van overspanning.De invloed van overspanning moet uitgebreid worden overwogen.In een laagspanningsvoedingssysteem kan overspanning worden beïnvloed door verschillende variabele factoren.Daarom wordt de overspanning in het systeem geëvalueerd door middel van een statistische methode, die een concept van waarschijnlijkheid van optreden weerspiegelt. En het kan worden bepaald door de methode van waarschijnlijkheidsstatistieken of beschermingscontrole nodig is.
2. Overspanningscategorie apparatuur
Afhankelijk van de apparatuurcondities, zal het vereiste continue spanningsbedrijfsniveau op lange termijn direct worden verdeeld in IV-klasse door de overspanningscategorie van de voedingsapparatuur van het laagspanningsnet.De apparatuur van overspanningscategorie IV is de apparatuur die wordt gebruikt aan de voedingszijde van het distributieapparaat, zoals een ampèremeter en stroombeveiligingsapparatuur van de vorige fase.De apparatuur van klasse III overspanning is de taak van installatie in het distributieapparaat en de veiligheid en toepasbaarheid van de apparatuur moet voldoen aan de speciale vereisten, zoals het schakelapparaat in het distributieapparaat.De apparatuur van overspanningsklasse II is de energieverbruikende apparatuur die wordt aangedreven door een verdeelapparaat, zoals de belasting voor thuisgebruik en soortgelijke doeleinden.De apparatuur van overspanningsklasse I wordt aangesloten op de apparatuur die de tijdelijke overspanning beperkt tot een zeer laag niveau, zoals elektronische schakeling met overspanningsbeveiliging.Voor apparatuur die niet rechtstreeks door het laagspanningsnet wordt gevoed, moet rekening worden gehouden met de maximale spanning en de ernstige combinatie van verschillende situaties die zich in systeemapparatuur kunnen voordoen.
Wanneer de apparatuur moet werken in de situatie van een overspanningscategorie op een hoger niveau en de apparatuur zelf niet voldoende toegestane overspanningscategorie heeft, moeten maatregelen worden genomen om de overspanning ter plaatse te verminderen en kunnen de volgende methoden worden toegepast.
a) Overspanningsbeveiliging
b) Transformatoren met geïsoleerde wikkeling
c) Een circuitdistributiesysteem met meerdere takken met gedistribueerde overdrachtsgolven die door spanningsenergie gaan
d) Capaciteit die in staat is om piekoverspanningsenergie te absorberen
e) Dempingsapparaat dat overspanningsenergie kan absorberen
3. Elektrisch veld en frequentie
Elektrisch veld is verdeeld in uniform elektrisch veld en niet-uniform elektrisch veld.In laagspanningsschakelaars wordt algemeen aangenomen dat dit het geval is bij een niet-uniform elektrisch veld.Het frequentieprobleem wordt nog onderzocht.Over het algemeen heeft lage frequentie weinig invloed op isolatiecoördinatie, maar hoge frequentie heeft nog steeds invloed, vooral op isolatiematerialen.
(2) De relatie tussen isolatiecoördinatie en omgevingsomstandigheden
De macro-omgeving waarin de apparatuur zich bevindt, is van invloed op de isolatiecoördinatie.Van de vereisten van de huidige praktische toepassing en normen, houdt de verandering van luchtdruk alleen rekening met de verandering van luchtdruk veroorzaakt door hoogte.De dagelijkse verandering van de luchtdruk is genegeerd en ook de factoren temperatuur en vochtigheid zijn genegeerd.Als er echter nauwkeurigere vereisten zijn, moeten deze factoren in overweging worden genomen.Vanuit de micro-omgeving bepaalt de macro-omgeving de micro-omgeving, maar de micro-omgeving kan beter of slechter zijn dan de apparatuur in de macro-omgeving.De verschillende beschermingsniveaus, verwarming, ventilatie en stof van de schaal kunnen de micro-omgeving beïnvloeden.De micro-omgeving heeft duidelijke bepalingen in relevante normen.Zie tabel 1, die de basis vormt voor het ontwerp van het product.
(3) Isolatiecoördinatie en isolatiematerialen
Het probleem van isolatiemateriaal is vrij complex, het is anders dan gas, het is een isolatiemedium dat niet kan worden hersteld als het eenmaal beschadigd is.Zelfs een accidentele overspanningsgebeurtenis kan blijvende schade veroorzaken.Bij langdurig gebruik zullen isolatiematerialen verschillende situaties tegenkomen, zoals ontladingsongevallen, enz. En het isolatiemateriaal zelf is te wijten aan verschillende factoren die zich gedurende lange tijd hebben opgehoopt, zoals thermische spanning. het verouderingsproces.Voor isolatiematerialen zijn de kenmerken van isolatiematerialen vanwege de verscheidenheid aan variëteiten niet uniform, hoewel er veel indicatoren zijn.Dit brengt enige moeilijkheden met zich mee bij de keuze en het gebruik van isolatiematerialen, wat de reden is waarom andere kenmerken van isolatiematerialen, zoals thermische spanning, mechanische eigenschappen, gedeeltelijke ontlading, enz. momenteel niet in aanmerking worden genomen.De invloed van bovenstaande spanning op isolatiematerialen is besproken in IEC-publicaties, die een kwalitatieve rol kunnen spelen bij praktische toepassing, maar het is nog niet mogelijk om kwantitatieve richtlijnen te geven.Momenteel worden er veel elektrische laagspanningsproducten gebruikt als kwantitatieve indicatoren voor isolatiematerialen, die worden vergeleken met de CTI-waarde van de lekmarkeringsindex, die kan worden onderverdeeld in drie groepen en vier typen, en de weerstand tegen lekkagemarkeringsindex PTI.De lekmarkeringsindex wordt gebruikt om lekkagesporen te vormen door de met water verontreinigde vloeistof op het oppervlak van isolatiemateriaal te laten vallen.De kwantitatieve vergelijking wordt gegeven.
Deze bepaalde hoeveelheidsindex is toegepast op het ontwerp van het product.
3. Verificatie van isolatiecoördinatie
Op dit moment is de optimale methode om isolatiecoördinatie te verifiëren het gebruik van een diëlektrische impulstest en kunnen verschillende nominale impulsspanningswaarden worden geselecteerd voor verschillende apparatuur.
1. Controleer de isolatiecoördinatie van apparatuur met een nominale impulsspanningstest
1,2/50 van de nominale impulsspanning μ S-golfvorm.
De uitgangsimpedantie van de impulsgenerator van de impulstestvoeding moet in het algemeen meer dan 500 zijn. naar de overeenkomstige hoogte.Momenteel worden enkele testcondities toegepast op het laagspanningsbord.Als er geen duidelijke bepaling is over vochtigheid en temperatuur, moet dit ook binnen het toepassingsgebied van de norm voor complete schakelapparatuur vallen.Als de gebruiksomgeving van de apparatuur buiten het toepasselijke bereik van de schakelapparatuurset valt, moet deze als gecorrigeerd worden beschouwd.De correctierelatie tussen luchtdruk en temperatuur is als volgt:
K=P/101,3 × 293(Δ T+293)
K – correctieparameters van luchtdruk en temperatuur
Δ T - temperatuurverschil K tussen werkelijke (laboratorium) temperatuur en T = 20 ℃
P - werkelijke druk kPa
2. Diëlektrische test van alternatieve impulsspanning
Voor laagspanningsschakelaars kan een AC- of DC-test worden gebruikt in plaats van een impulsspanningstest, maar dit soort testmethode is strenger dan een impulsspanningstest en moet worden goedgekeurd door de fabrikant.
De duur van het experiment is 3 cycli in het geval van communicatie.
DC-test, elke fase (positief en negatief) respectievelijk aangelegde spanning drie keer, elke keer is de duur 10 ms.
1. Bepaling van typische overspanning.
2. Coördineer met de bepaling van de weerstandsspanning.
3. Bepaling van het nominale isolatieniveau.
4. Algemene procedure isolatiecoördinatie.
Posttijd: 20 februari 2023