Tóm tắt: phối hợp cách điện là một vấn đề quan trọng liên quan đến an toàn của các sản phẩm thiết bị điện và luôn được quan tâm từ mọi khía cạnh.Sự phối hợp cách điện lần đầu tiên được sử dụng trong các sản phẩm điện cao thế.Tại Trung Quốc, tai nạn do hệ thống cách điện gây ra chiếm 50% đến 60% sản phẩm điện ở Trung Quốc.Chỉ hai năm kể từ khi khái niệm phối hợp cách điện được chính thức trích dẫn trong thiết bị đóng cắt và điều khiển điện áp thấp.Do đó, vấn đề quan trọng hơn là xử lý và giải quyết vấn đề phối hợp cách nhiệt trong sản phẩm một cách chính xác và cần được chú ý đầy đủ.
Từ khóa: vật liệu cách điện, cách điện thiết bị đóng cắt hạ thế
0. Giới thiệu
Thiết bị đóng cắt điện áp thấp chịu trách nhiệm điều khiển, bảo vệ, đo lường, chuyển đổi và phân phối năng lượng điện trong hệ thống cung cấp điện áp thấp.Khi thiết bị đóng cắt điện áp thấp đi sâu vào khu vực sản xuất, nơi công cộng, khu dân cư và những nơi khác, có thể nói rằng tất cả những nơi sử dụng thiết bị điện đều phải được trang bị thiết bị điện áp thấp.Khoảng 80% năng lượng điện ở Trung Quốc được cung cấp thông qua thiết bị chuyển mạch điện áp thấp.Sự phát triển của thiết bị đóng cắt hạ thế bắt nguồn từ ngành công nghiệp vật liệu, thiết bị điện hạ thế, công nghệ xử lý và thiết bị Xây dựng cơ sở hạ tầng và mức sống của người dân, vì vậy mức độ của thiết bị đóng cắt hạ thế phản ánh sức mạnh kinh tế, khoa học công nghệ và mức sống của một quốc gia. đất nước từ một phía.
1. Nguyên lý phối hợp cách điện cơ bản
Phối hợp cách điện có nghĩa là các đặc tính cách điện của thiết bị được lựa chọn theo điều kiện sử dụng và môi trường xung quanh của thiết bị.Chỉ khi thiết kế của thiết bị dựa trên sức mạnh của chức năng mà nó mang lại trong tuổi thọ dự kiến, thì sự phối hợp cách nhiệt mới có thể được thực hiện.Vấn đề phối hợp cách điện không chỉ đến từ bên ngoài thiết bị mà còn từ chính thiết bị.Đó là một vấn đề liên quan đến tất cả các khía cạnh, cần được xem xét một cách toàn diện.Các điểm chính được chia thành ba phần: thứ nhất, điều kiện sử dụng của thiết bị;Thứ hai là môi trường sử dụng của thiết bị và thứ ba là việc lựa chọn vật liệu cách nhiệt.
1.1 điều kiện sử dụng của thiết bị điều kiện sử dụng của thiết bị chủ yếu đề cập đến điện áp, điện trường và tần số mà thiết bị sử dụng.
1.1.1 quan hệ giữa phối hợp cách điện và điện áp.Khi xem xét mối quan hệ giữa phối hợp cách điện và điện áp, điện áp có thể xảy ra trong hệ thống, điện áp do thiết bị tạo ra, mức hoạt động điện áp liên tục cần thiết và nguy cơ về an toàn và tai nạn cá nhân phải được xem xét.
① Phân loại điện áp và quá điện áp, dạng sóng.
A. điện áp tần số nguồn điện liên tục, có hiệu điện thế R, m, s không đổi;
B. quá áp tạm thời, quá áp tần số nguồn trong thời gian dài;
Quá điện áp thoáng qua C, quá điện áp trong vài mili giây hoặc ít hơn, thường là dao động tắt dần cao hoặc không dao động.
——Quá điện áp thoáng qua, thường là một chiều, đạt giá trị cực đại 20 μ sTp5000 μ Giữa S, thời lượng của đuôi sóng T2 ≤ 20ms.
——Quá điện áp trước sóng nhanh: quá điện áp thoáng qua, thường theo một hướng, đạt giá trị cực đại là 0,1 μ sT120 μ s.Thời lượng đuôi sóng T2 ≤ 300 μ s。
——Quá điện áp phía trước sóng dốc: quá điện áp thoáng qua, thường theo một hướng, đạt giá trị cực đại ở TF ≤ 0,1 μ s.Tổng thời lượng là 3MS và có dao động chồng lên nhau và tần số dao động nằm trong khoảng từ 30kHz đến 100MHz.
D. quá điện áp kết hợp (tạm thời, tiến chậm, nhanh, dốc).
Theo loại quá điện áp ở trên, dạng sóng điện áp tiêu chuẩn có thể được mô tả.
② Mối quan hệ giữa điện áp AC hoặc DC dài hạn và sự phối hợp cách điện nên xem xét điện áp định mức, điện áp cách điện định mức và điện áp làm việc thực tế.Trong hoạt động bình thường và lâu dài của hệ thống, cần xem xét điện áp cách điện định mức và điện áp làm việc thực tế.Ngoài việc đáp ứng các yêu cầu của tiêu chuẩn, chúng ta nên chú ý đến tình hình thực tế của lưới điện Trung Quốc.Trong tình hình hiện nay, chất lượng lưới điện ở Trung Quốc không cao, khi thiết kế sản phẩm, điện áp làm việc thực tế có thể có là quan trọng hơn đối với sự phối hợp cách điện.
③ Mối quan hệ giữa quá điện áp thoáng qua và phối hợp cách điện có liên quan đến tình trạng quá điện áp được kiểm soát trong hệ thống điện.Trong hệ thống và thiết bị có nhiều dạng quá điện áp.Ảnh hưởng của quá điện áp cần được xem xét một cách toàn diện.Trong hệ thống điện hạ áp, quá điện áp có thể bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố khác nhau.Do đó, quá điện áp trong hệ thống được đánh giá bằng phương pháp thống kê, phản ánh một khái niệm về xác suất xảy ra, và nó có thể được xác định bằng phương pháp thống kê xác suất xem có cần điều khiển bảo vệ hay không.
1.1.2 loại thiết bị quá điện áp sẽ được chia thành loại IV trực tiếp từ loại quá điện áp của thiết bị cấp điện lưới điện áp thấp theo mức điện áp hoạt động liên tục trong thời gian dài theo yêu cầu của điều kiện sử dụng thiết bị.Thiết bị quá áp cấp IV là thiết bị được sử dụng ở đầu cấp nguồn của thiết bị phân phối, chẳng hạn như ampe kế và thiết bị bảo vệ dòng điện của giai đoạn trước.Thiết bị quá áp cấp III có nhiệm vụ lắp đặt trong thiết bị phân phối, độ an toàn và khả năng ứng dụng của thiết bị phải đáp ứng các yêu cầu đặc biệt, chẳng hạn như thiết bị đóng cắt trong thiết bị phân phối.Thiết bị quá điện áp cấp II là thiết bị tiêu thụ năng lượng được cung cấp bởi thiết bị phân phối, chẳng hạn như tải sử dụng trong gia đình và các mục đích tương tự.Thiết bị quá điện áp cấp I được kết nối với thiết bị giới hạn quá điện áp thoáng qua ở mức rất thấp, chẳng hạn như mạch điện tử có bảo vệ quá điện áp.Đối với thiết bị không được cung cấp trực tiếp bởi lưới điện áp thấp, phải tính đến điện áp tối đa và sự kết hợp nghiêm trọng của các tình huống khác nhau có thể xảy ra trong thiết bị hệ thống.
|<12>>
Điện trường được chia thành điện trường đều và điện trường không đều.Trong thiết bị đóng cắt điện áp thấp, nó thường được coi là trong trường hợp điện trường không đồng nhất.Vấn đề tần số vẫn đang được xem xét.Nói chung, tần số thấp ít ảnh hưởng đến sự phối hợp cách nhiệt, nhưng tần số cao vẫn có ảnh hưởng, đặc biệt là đối với vật liệu cách nhiệt.
1.2 môi trường vĩ mô của thiết bị liên quan đến sự phối hợp cách điện và các điều kiện môi trường ảnh hưởng đến sự phối hợp cách nhiệt.Từ yêu cầu của các tiêu chuẩn và ứng dụng thực tế hiện nay, sự thay đổi của khí áp chỉ tính đến sự thay đổi của khí áp do độ cao gây ra.Sự thay đổi áp suất không khí hàng ngày đã bị bỏ qua, và các yếu tố nhiệt độ và độ ẩm cũng đã bị bỏ qua.Tuy nhiên, nếu có yêu cầu chính xác hơn, áp suất không khí sẽ được thay đổi theo yêu cầu của tiêu chuẩn, Các yếu tố này cũng cần được tính đến.Từ môi trường vi mô, môi trường vĩ mô xác định môi trường vi mô, nhưng môi trường vi mô có thể tốt hơn hoặc kém hơn thiết bị môi trường vĩ mô.Các mức độ bảo vệ khác nhau, hệ thống sưởi, thông gió và bụi của vỏ có thể ảnh hưởng đến môi trường vi mô.Môi trường vi mô có các quy định rõ ràng trong các tiêu chuẩn liên quan, tạo cơ sở cho việc thiết kế sản phẩm.
1.3 vấn đề phối hợp cách nhiệt và vật liệu cách nhiệt khá phức tạp.Nó khác với khí đốt, và nó là một phương tiện cách điện không thể phục hồi một khi bị hỏng.Ngay cả sự cố quá áp ngẫu nhiên cũng có thể gây ra hư hỏng vĩnh viễn.Trong quá trình sử dụng lâu dài, vật liệu cách nhiệt sẽ gặp phải nhiều tình huống khác nhau, chẳng hạn như sự cố phóng điện, Bản thân vật liệu cách nhiệt sẽ đẩy nhanh quá trình lão hóa do nhiều yếu tố tích tụ trong thời gian dài, chẳng hạn như ứng suất nhiệt, nhiệt độ, tác động cơ học, v.v. căng thẳng.Đối với vật liệu cách nhiệt, do có nhiều loại nên đặc tính của vật liệu cách nhiệt không đồng nhất, mặc dù có nhiều chỉ tiêu.Điều này gây ra một số khó khăn cho việc lựa chọn và sử dụng vật liệu cách điện, đó là lý do tại sao các đặc tính khác của vật liệu cách nhiệt, chẳng hạn như ứng suất nhiệt, tính chất cơ học, phóng điện cục bộ, v.v., hiện nay không được xem xét.
2. Kiểm định phối hợp cách điện
Hiện tại, phương pháp tối ưu để xác minh sự phối hợp cách điện là sử dụng thử nghiệm điện môi xung và có thể chọn các giá trị điện áp xung định mức khác nhau cho các thiết bị khác nhau.
2.1 điện áp xung định mức phù hợp với cách điện của thiết bị là 1,2/50 bằng thử nghiệm điện áp xung định mức dạng sóng μ S.
Trở kháng đầu ra của bộ tạo xung của nguồn điện kiểm tra xung thường phải lớn hơn 500 Ω. Giá trị điện áp xung định mức phải được xác định theo tình huống sử dụng, loại quá điện áp và điện áp sử dụng lâu dài của thiết bị, và sẽ được hiệu chỉnh theo đến độ cao tương ứng.Hiện tại, một số điều kiện thử nghiệm được áp dụng cho thiết bị đóng cắt điện áp thấp.Nếu không có quy định rõ ràng về độ ẩm và nhiệt độ thì cũng nên nằm trong phạm vi áp dụng của tiêu chuẩn thiết bị đóng cắt đồng bộ.Nếu môi trường sử dụng thiết bị nằm ngoài phạm vi áp dụng của bộ thiết bị đóng cắt, nó phải được xem xét để khắc phục.Mối quan hệ điều chỉnh giữa áp suất không khí và nhiệt độ như sau:
K=P/101,3 × 293( Δ T+293)
K - các thông số hiệu chỉnh của áp suất không khí và nhiệt độ
Δ T – chênh lệch nhiệt độ K giữa nhiệt độ thực tế (Phòng thí nghiệm) và T = 20 ℃
P – áp suất thực tế kPa
2.2 đối với thiết bị đóng cắt điện áp thấp, có thể sử dụng thử nghiệm AC hoặc DC để thay thế thử nghiệm điện áp xung cho thử nghiệm điện môi của điện áp xung thay thế, nhưng phương pháp thử nghiệm này nghiêm ngặt hơn thử nghiệm điện áp xung và phải được nhà sản xuất đồng ý.
Thời gian thử nghiệm là 3 chu kỳ trong trường hợp giao tiếp.
Thử nghiệm DC, mỗi pha (dương và âm) tương ứng đặt điện áp ba lần, thời lượng mỗi lần là 10ms.
Trong tình hình hiện tại của Trung Quốc, trong các sản phẩm điện cao thế và hạ thế, sự phối hợp cách điện của thiết bị vẫn là một vấn đề lớn.Do sự ra đời chính thức của khái niệm phối hợp cách điện trong thiết bị đóng cắt và điều khiển điện áp thấp, nó chỉ là vấn đề gần hai năm.Do đó, vấn đề quan trọng hơn là xử lý và giải quyết vấn đề phối hợp cách nhiệt trong sản phẩm.
Thẩm quyền giải quyết:
[1] Thiết bị đóng cắt và điều khiển điện áp thấp theo tiêu chuẩn IEC439-1 – Phần I: thiết bị hoàn chỉnh thử nghiệm loại và thử nghiệm loại một phần [s].
IEC890 kiểm tra độ tăng nhiệt của thiết bị đóng cắt và điều khiển điện áp thấp thông qua một số bộ thử nghiệm điển hình bằng phương pháp ngoại suy.
Thời gian đăng: Feb-20-2023