هماهنگی عایق تابلو برق فشار ضعیف

چکیده: در سال 1987، سند فنی با عنوان "الزامات هماهنگی عایق در ضمیمه 1 به iec439" توسط کمیته فنی فرعی کمیسیون بین المللی الکتروتکنیکی (IEC) 17D تهیه شد که به طور رسمی هماهنگی عایق را در تابلو و کنترل فشار ضعیف معرفی کرد. تجهیزات.در شرایط فعلی چین، در محصولات الکتریکی ولتاژ بالا و پایین، هماهنگی عایق تجهیزات هنوز یک مشکل بزرگ است.به دلیل معرفی رسمی مفهوم هماهنگی عایق در تابلوهای ولتاژ پایین و تجهیزات کنترل، این موضوع تنها حدود دو سال است.بنابراین مقابله و حل مشکل هماهنگی عایق در محصول از اهمیت بیشتری برخوردار است.

کلمات کلیدی: عایق و مواد عایق برای تابلو برق فشار ضعیف
هماهنگی عایق ها موضوع مهمی در ارتباط با ایمنی محصولات تجهیزات الکتریکی است و همواره از همه جنبه ها به آن توجه شده است.هماهنگی عایق برای اولین بار در محصولات الکتریکی فشار قوی استفاده شد.در سال 1987، سند فنی با عنوان "الزامات هماهنگی عایق در ضمیمه 1 به iec439" توسط کمیته فنی فرعی کمیسیون بین المللی الکتروتکنیکی (IEC) 17D تهیه شد که به طور رسمی هماهنگی عایق را در تابلو برق فشار ضعیف و تجهیزات کنترل معرفی کرد.تا آنجا که به وضعیت واقعی کشور ما مربوط می شود، هماهنگی عایق تجهیزات همچنان یک مشکل بزرگ در محصولات برق فشار قوی و فشار ضعیف است.آمار نشان می دهد که تصادف ناشی از سیستم عایق 50 تا 60 درصد از محصولات الکتریکی در چین را تشکیل می دهد.علاوه بر این، تنها دو سال است که مفهوم هماهنگی عایق به طور رسمی در تابلو برق و تجهیزات کنترل فشار ضعیف نقل شده است.بنابراین مقابله و حل مشکل هماهنگی عایق در محصول از اهمیت بیشتری برخوردار است.

2. اصل اساسی هماهنگی عایق
هماهنگی عایق به این معنی است که ویژگی های عایق الکتریکی تجهیزات با توجه به شرایط سرویس و محیط اطراف تجهیزات انتخاب می شوند.تنها زمانی که طراحی تجهیزات بر اساس قدرت عملکردی است که در طول عمر مورد انتظار خود دارد، می توان هماهنگی عایق را محقق کرد.مشکل هماهنگی عایق نه تنها از بیرون تجهیزات بلکه از خود تجهیزات نیز ناشی می شود.این مشکلی است که همه جوانب را در بر می گیرد که باید به طور جامع مورد توجه قرار گیرد.نکات اصلی به سه بخش تقسیم می شوند: اول، شرایط استفاده از تجهیزات.دوم محیط استفاده از تجهیزات و سوم انتخاب مواد عایق است.

(1) شرایط تجهیزات
شرایط استفاده از تجهیزات عمدتاً به ولتاژ، میدان الکتریکی و فرکانس استفاده شده توسط تجهیزات اشاره دارد.
1. رابطه بین هماهنگی عایق و ولتاژ.در در نظر گرفتن رابطه بین هماهنگی عایق و ولتاژ، ولتاژی که ممکن است در سیستم رخ دهد، ولتاژ تولید شده توسط تجهیزات، سطح کارکرد ولتاژ مداوم مورد نیاز و خطر ایمنی شخصی و حادثه باید در نظر گرفته شود.

1. طبقه بندی ولتاژ و اضافه ولتاژ، شکل موج.
الف) ولتاژ فرکانس توان پیوسته، با ولتاژ R, m, s ثابت
ب) اضافه ولتاژ موقت، اضافه ولتاژ فرکانس برق برای مدت طولانی
ج) اضافه ولتاژ گذرا، اضافه ولتاژ برای چند میلی ثانیه یا کمتر، معمولاً نوسان با میرایی بالا یا بدون نوسان.
——اضافه ولتاژ گذرا، معمولاً یک طرفه، که به حداکثر مقدار 20 میکرو ثانیه می رسد.
—— اضافه ولتاژ موج سریع: اضافه ولتاژ گذرا، معمولاً در یک جهت که به حداکثر مقدار 0.1 میکرو ثانیه می رسد.
——اضافه ولتاژ جبهه موج شیب دار: اضافه ولتاژ گذرا، معمولاً در یک جهت، که در TF ≤ 0.1 میکروثانیه به اوج می رسد.مدت زمان کلی کمتر از 3MS است و نوسان برهم نهی وجود دارد و فرکانس نوسان بین 30 کیلوهرتز د) اضافه ولتاژ ترکیبی (موقت، آهسته رو به جلو، سریع، تند).

با توجه به نوع اضافه ولتاژ فوق، شکل موج ولتاژ استاندارد را می توان توصیف کرد.
2. رابطه بین ولتاژ AC یا DC طولانی مدت و هماهنگی عایق باید به عنوان ولتاژ نامی، ولتاژ عایق نامی و ولتاژ کاری واقعی در نظر گرفته شود.در عملکرد عادی و طولانی مدت سیستم باید ولتاژ نامی عایق و ولتاژ کاری واقعی در نظر گرفته شود.علاوه بر رعایت الزامات استاندارد، باید به وضعیت واقعی شبکه برق چین نیز توجه بیشتری داشته باشیم.در شرایط فعلی که کیفیت شبکه برق در چین بالا نیست، هنگام طراحی محصولات، ولتاژ کاری واقعی ممکن برای هماهنگی عایق اهمیت بیشتری دارد.
رابطه بین اضافه ولتاژ گذرا و هماهنگی عایق به وضعیت اضافه ولتاژ کنترل شده در سیستم الکتریکی مربوط می شود.در سیستم و تجهیزات، اشکال زیادی از اضافه ولتاژ وجود دارد.تاثیر اضافه ولتاژ باید به طور جامع در نظر گرفته شود.در سیستم قدرت ولتاژ پایین، اضافه ولتاژ ممکن است تحت تأثیر عوامل متغیر مختلفی قرار گیرد.بنابراین اضافه ولتاژ در سیستم با روش آماری ارزیابی می شود که منعکس کننده مفهوم احتمال وقوع است و با روش آمار احتمال می توان تعیین کرد که آیا کنترل حفاظتی نیاز است یا خیر.

2. دسته اضافه ولتاژ تجهیزات
با توجه به شرایط تجهیزات، سطح عملیات ولتاژ مداوم طولانی مدت مورد نیاز مستقیماً توسط دسته اضافه ولتاژ تجهیزات منبع تغذیه شبکه ولتاژ پایین به کلاس IV تقسیم می شود.تجهیزات رده اضافه ولتاژ IV تجهیزاتی هستند که در انتهای منبع تغذیه دستگاه توزیع مانند آمپرمتر و تجهیزات حفاظت جریان مرحله قبل استفاده می شوند.تجهیزات اضافه ولتاژ کلاس III وظیفه نصب در دستگاه توزیع است و ایمنی و قابل اجرا بودن تجهیزات باید الزامات خاصی مانند تابلو برق در دستگاه توزیع را برآورده کند.تجهیزات کلاس دوم ولتاژ، تجهیزات مصرف کننده انرژی است که توسط دستگاه توزیع تغذیه می شود، مانند بار برای مصارف خانگی و اهداف مشابه.تجهیزات کلاس اضافه ولتاژ I به تجهیزاتی متصل می شوند که اضافه ولتاژ گذرا را به یک سطح بسیار پایین محدود می کند، مانند مدار الکترونیکی با حفاظت از اضافه ولتاژ.برای تجهیزاتی که مستقیماً توسط شبکه ولتاژ پایین عرضه نمی شوند، حداکثر ولتاژ و ترکیب جدی موقعیت های مختلف که ممکن است در تجهیزات سیستم رخ دهد باید در نظر گرفته شود.
هنگامی که تجهیزات در شرایط رده اضافه ولتاژ سطح بالاتر کار می کنند و خود تجهیزات دارای رده اضافه ولتاژ مجاز کافی نیستند، باید اقداماتی برای کاهش اضافه ولتاژ در محل انجام شود و روش های زیر را می توان اتخاذ کرد.
الف) دستگاه حفاظت از ولتاژ بیش از حد
ب) ترانسفورماتورها با سیم پیچ ایزوله
ج) یک سیستم توزیع مدار چند شاخه با موج انتقال توزیع شده که از انرژی ولتاژ عبور می کند
د) ظرفیت خازنی که قادر به جذب انرژی اضافه ولتاژ است
ه) دستگاه میرایی با قابلیت جذب انرژی اضافه ولتاژ نوسانی

3. میدان الکتریکی و فرکانس
میدان الکتریکی به میدان الکتریکی یکنواخت و میدان الکتریکی غیریکنواخت تقسیم می شود.در تابلو برق فشار ضعیف، عموماً در مورد میدان الکتریکی غیر یکنواخت در نظر گرفته می شود.مشکل فرکانس هنوز در دست بررسی است.به طور کلی، فرکانس پایین تأثیر کمی بر هماهنگی عایق دارد، اما فرکانس بالا همچنان تأثیر دارد، به ویژه بر روی مواد عایق.
(2) رابطه بین هماهنگی عایق و شرایط محیطی
محیط کلان که تجهیزات در آن قرار دارند بر هماهنگی عایق تأثیر می گذارد.از الزامات کاربرد عملی و استانداردهای فعلی، تغییر فشار هوا فقط تغییر فشار هوا ناشی از ارتفاع را در نظر می گیرد.تغییر فشار روزانه هوا نادیده گرفته شده و عوامل دما و رطوبت نیز نادیده گرفته شده است.با این حال، در صورت وجود الزامات دقیق تر، این عوامل باید در نظر گرفته شوند.از محیط خرد، محیط ماکرو محیط خرد را تعیین می کند، اما محیط خرد ممکن است بهتر یا بدتر از تجهیزات محیط کلان باشد.سطوح مختلف حفاظت، گرمایش، تهویه و گرد و غبار پوسته ممکن است بر محیط میکرو تأثیر بگذارد.محیط خرد دارای مقررات روشن در استانداردهای مربوطه است.جدول 1 را ببینید که اساس طراحی محصول را ارائه می دهد.
(3) هماهنگی عایق و مواد عایق
مشکل مواد عایق بسیار پیچیده است، با گاز متفاوت است، این یک ماده عایق است که پس از آسیب دیدگی قابل بازیابی نیست.حتی رویداد اضافه ولتاژ تصادفی ممکن است باعث آسیب دائمی شود.در استفاده طولانی مدت، مواد عایق با شرایط مختلفی از جمله حوادث تخلیه و غیره مواجه می شوند و خود ماده عایق به دلیل عوامل مختلفی است که برای مدت طولانی انباشته شده است، مانند تنش حرارتی، دما، ضربه مکانیکی و سایر تنش ها تسریع می شود. روند پیریبرای مواد عایق، به دلیل تنوع انواع، ویژگی های مواد عایق یکنواخت نیست، اگرچه شاخص های زیادی وجود دارد.این امر انتخاب و استفاده از مواد عایق را با مشکل مواجه می کند و به همین دلیل است که در حال حاضر به سایر ویژگی های مواد عایق مانند تنش حرارتی، خواص مکانیکی، دبی جزئی و غیره توجه نمی شود.تأثیر تنش فوق بر روی مواد عایق در نشریات IEC مورد بحث قرار گرفته است که می تواند نقش کیفی در کاربرد عملی داشته باشد، اما هنوز امکان هدایت کمی وجود ندارد.در حال حاضر محصولات الکتریکی فشار ضعیف زیادی به عنوان شاخص های کمی برای مواد عایق مورد استفاده قرار می گیرند که با مقدار CTI شاخص علامت نشتی که می توان آن را به سه گروه و چهار نوع تقسیم کرد و شاخص مقاومت در برابر نشت PTI مقایسه می شود.شاخص علامت نشتی برای تشکیل رد نشتی با ریختن مایع آلوده به آب بر روی سطح مواد عایق استفاده می شود.مقایسه کمی داده شده است.
این شاخص کمیت معین در طراحی محصول اعمال شده است.

3. بررسی هماهنگی عایق
در حال حاضر، روش بهینه برای تأیید هماهنگی عایق، استفاده از آزمایش دی الکتریک ضربه ای است و مقادیر ولتاژ ضربه نامی متفاوتی را می توان برای تجهیزات مختلف انتخاب کرد.
1. هماهنگی عایق تجهیزات را با آزمایش ولتاژ ضربه نامی بررسی کنید
1.2/50 ولتاژ ضربه نامی μ S شکل می گیرد.
امپدانس خروجی مولد ضربه منبع تغذیه آزمایشی ضربه ای باید بیشتر از 500 Ω باشد، مقدار ولتاژ ضربه نامی باید با توجه به وضعیت استفاده، دسته اضافه ولتاژ و ولتاژ استفاده طولانی مدت از تجهیزات تعیین شود و باید مطابق با آن اصلاح شود. به ارتفاع مربوطهدر حال حاضر، برخی از شرایط تست برای تابلو برق فشار ضعیف اعمال می شود.اگر شرط روشنی در مورد رطوبت و دما وجود ندارد، باید در محدوده کاربرد استاندارد برای تابلو برق کامل نیز باشد.اگر محیط استفاده از تجهیزات فراتر از محدوده قابل اجرا مجموعه تابلو برق باشد، باید اصلاح شود.رابطه تصحیح فشار هوا و دما به شرح زیر است:
K=P/101.3 × 293 (ΔT‼293)
K - پارامترهای تصحیح فشار و دمای هوا
Δ T - اختلاف دما K بین دمای واقعی (آزمایشگاه) و T = 20 ℃
P - فشار واقعی kPa
2. آزمایش دی الکتریک ولتاژ ضربه ای جایگزین
برای تابلو برق فشار ضعیف می توان به جای تست ولتاژ ضربه ای از تست AC یا DC استفاده کرد، اما این نوع روش تست از تست ولتاژ ضربه شدیدتر است و باید با موافقت سازنده باشد.
مدت زمان آزمایش در مورد ارتباط 3 سیکل است.
تست DC، هر فاز (مثبت و منفی) به ترتیب ولتاژ اعمال شده سه بار، هر بار مدت زمان 10 میلی ثانیه است.
1. تعیین اضافه ولتاژ معمولی.
2. با تعیین ولتاژ مقاومت هماهنگ کنید.
3. تعیین سطح عایق رتبه ای.
4. روش کلی برای هماهنگی عایق.