اصل و تایید هماهنگی عایق تابلو برق فشار ضعیف

چکیده: 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 چین، حادثه ناشی از سیستم عایق 50 تا 60 درصد از محصولات الکتریکی در چین را تشکیل می دهد.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 صحیح مشکل هماهنگی عایق در محصول از اهمیت بیشتری برخوردار است و باید به آن توجه کافی شود.

کلمات کلیدی: عایق و مواد عایق تابلو برق فشار ضعیف

0. مقدمه
تابلو برق فشار ضعیف کنترل، حفاظت، اندازه گیری، تبدیل و توزیع انرژی الکتریکی در سیستم منبع تغذیه فشار ضعیف را بر عهده دارد.از آنجایی که تابلو برق فشار ضعیف به اعماق محل تولید، مکان عمومی، مسکونی و سایر مکان‌ها می‌رود، می‌توان گفت که تمامی مکان‌هایی که از تجهیزات الکتریکی استفاده می‌شود باید مجهز به تجهیزات فشار ضعیف باشند.حدود 80 درصد انرژی برق در چین از طریق تابلو برق کم ولتاژ تامین می شود.توسعه تابلو برق فشار ضعیف ناشی از صنایع مواد، لوازم الکتریکی فشار ضعیف، فناوری پردازش و تجهیزات ساخت و ساز زیرساخت و استانداردهای زندگی مردم است، بنابراین سطح تابلو برق فشار ضعیف نشان دهنده قدرت اقتصادی، علم و فناوری و استاندارد زندگی یک کشور است. کشور از یک طرف

1. 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.

1.1 شرایط استفاده از تجهیزات شرایط استفاده از تجهیزات عمدتاً به ولتاژ، میدان الکتریکی و فرکانس استفاده شده توسط تجهیزات اشاره دارد.

1.1.1 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 ثابت R، m، s.

ب. اضافه ولتاژ موقت، اضافه ولتاژ فرکانس برق برای مدت طولانی.

C اضافه ولتاژ گذرا، اضافه ولتاژ برای چند میلی ثانیه یا کمتر، معمولاً نوسانی با میرایی بالا یا بدون نوسان است.

——یک اضافه ولتاژ گذرا، معمولاً یک طرفه، که به مقدار پیک 20 μ sTp5000 μ بین S، مدت زمان دم موج T2 ≤ 20 میلی ثانیه می رسد.

—— اضافه ولتاژ موج سریع: اضافه ولتاژ گذرا، معمولاً در یک جهت که به مقدار اوج 0.1 μ sT120 μ s می رسد.مدت زمان دم موج T2 ≤ 300 میکرو ثانیه.

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 کل 3MS است و نوسان روی هم قرار دارد و فرکانس نوسان بین 30 کیلوهرتز تا 100 مگاهرتز است.

D. 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 طولانی مدت AC یا DC و هماهنگی عایق باید ولتاژ نامی، ولتاژ عایق نامی و ولتاژ کاری واقعی را در نظر بگیرد.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 کنیم.در شرایط فعلی که کیفیت شبکه برق در چین بالا نیست، هنگام طراحی محصولات، ولتاژ کاری واقعی ممکن برای هماهنگی عایق اهمیت بیشتری دارد.

③ 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.

1.1.2 دسته تجهیزات اضافه ولتاژ باید به طور مستقیم از دسته اضافه ولتاژ تجهیزات منبع تغذیه شبکه برق ولتاژ پایین با توجه به سطح عملیات ولتاژ مداوم طولانی مدت مورد نیاز شرایط استفاده از تجهیزات به کلاس IV تقسیم 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 کلاس ولتاژ 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.

|<12>>

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.

1.2 محیط کلان تجهیزات مربوط به هماهنگی عایق و شرایط محیطی 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.اما در صورت وجود الزامات دقیق تر، فشار هوا مطابق با الزامات استاندارد تغییر می کند، این عوامل نیز باید در نظر گرفته شود.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 مشخصی در استانداردهای مربوطه است که زمینه را برای طراحی محصولات فراهم می کند.

1.3 مشکلات هماهنگی عایق و مواد عایق کاملاً پیچیده است.این با گاز متفاوت است و 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 موقعیت های مختلفی مانند حوادث تخلیه مواجه می شوند، خود مواد عایق به دلیل عوامل مختلفی که برای مدت طولانی انباشته شده اند، مانند تنش حرارتی، دما، ضربه مکانیکی و غیره، روند پیری خود را تسریع می بخشد. استرس هابرای 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.

2. 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.

2.1 مطابقت عایق ولتاژ ضربه نامی تجهیزات 1.2/50 توسط آزمون ولتاژ ضربه نامی شکل موج μ S است.

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 اصلاح فشار و دما

Δ T - اختلاف دما K بین دمای واقعی (آزمایشگاه) و T = 20 ℃

P - فشار واقعی kPa

2.2 برای کلید ولتاژ پایین، آزمایش AC یا DC را می توان برای جایگزینی آزمایش ولتاژ ضربه ای برای آزمایش دی الکتریک ولتاژ ضربه ای جایگزین استفاده کرد، اما این نوع روش تست از آزمایش ولتاژ ضربه شدیدتر است و باید با سازنده موافقت شود.

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.

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.

ارجاع:

[1] تابلو و تجهیزات کنترل ولتاژ پایین Iec439-1 - قسمت اول: تجهیزات کامل تست نوع و تست نوع قطعه [s].

Iec890 افزایش درجه حرارت تابلو برق فشار ضعیف و تجهیزات کنترل را از طریق برخی از مجموعه های آزمایش نوع با روش برون یابی بررسی می کند.