[低壓成套開關(guān)設(shè)備的絕緣配合問題]:摘要:1987年,電工委員會(huì)(IEC)第17D分技術(shù)委員會(huì)起草了名為《對(duì)IEC439的補(bǔ)充1關(guān)于絕緣配合的要求》的技術(shù)文件,正式將絕緣配合問題引入到了低壓成套開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備中。就目前我國(guó)的實(shí)際...
摘要:1987年,電工委員會(huì)(IEC)第17D分技術(shù)委員會(huì)起草了名為《對(duì)IEC439的補(bǔ)充1關(guān)于絕緣配合的要求》的技術(shù)文件,正式將絕緣配合問題引入到了低壓成套開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備中。就目前我國(guó)的實(shí)際情況而言,在高、低壓電器產(chǎn)品中,設(shè)備的絕緣配合仍是一個(gè)較大的問題,又由于在低壓成套開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備中正式引用絕緣配合這個(gè)概念,只是近兩年的事情。所以,正確處理、解決好產(chǎn)品中絕緣配合問題,是一個(gè)比較重要的問題。
一.低壓成套開關(guān)設(shè)備絕緣配合問題的提出
絕緣配合問題是一個(gè)關(guān)系到電氣設(shè)備產(chǎn)品安全性的重要問題,歷來受到來自各方面的重視。絕緣配合早應(yīng)用在高壓電器產(chǎn)品中。1987年,電工委員會(huì)(IEC)第17D分技術(shù)委員會(huì)起草了名為《對(duì)IEC439的補(bǔ)充1關(guān)于絕緣配合的要求》的技術(shù)文件,正式將絕緣配合問題引入到了低壓成套開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備中。就目前我國(guó)的實(shí)際情況而言,在高、低壓電器產(chǎn)品中,設(shè)備的絕緣配合仍是一個(gè)較大的問題,有統(tǒng)計(jì)數(shù)字顯示,我國(guó)的電器產(chǎn)品中,由于絕緣系統(tǒng)而引發(fā)的事故占50%-60%,又由于在低壓成套開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備中正式引用絕緣配合這個(gè)概念,只是近兩年的事情。所以,正確處理、解決好產(chǎn)品中絕緣配合問題,是一個(gè)比較重要的問題。
二.絕緣配合的基本原理
絕緣配合意指根據(jù)設(shè)備的使用條件及周圍環(huán)境來選擇設(shè)備的電氣絕緣特性,只有在設(shè)備的設(shè)計(jì)基于其期望壽命中所承受的作用強(qiáng)度時(shí),才能實(shí)現(xiàn)絕緣配合。絕緣配合的問題不僅來自設(shè)備外部而且還來自設(shè)備本身,是一個(gè)涉及各方面因素,須加以綜合考慮的問題,其要點(diǎn)分為三部分:一是設(shè)備的使用條件;二是設(shè)備的使用環(huán)境,三是絕緣材料的選用。
(一)設(shè)備的使用條件
設(shè)備的使用條件主要指設(shè)備使用的電壓、電場(chǎng)、頻率。
1.絕緣配合與電壓的關(guān)系。在考慮絕緣配合與電壓的關(guān)系中,要考慮在系統(tǒng)中可能出現(xiàn)的電壓、設(shè)備產(chǎn)生的電壓,要求的持續(xù)電壓運(yùn)行等級(jí),以及人身安全、事故的危險(xiǎn)性。
1、電壓與過電壓的分類,波形。
a)持續(xù)工頻電壓,有著恒定r、m、s的電壓
b)暫時(shí)過電壓,較長(zhǎng)持續(xù)時(shí)間的工頻過電壓
c)瞬態(tài)過電壓,幾毫秒或更短的持續(xù)時(shí)間的過電壓,通常是高阻尼的振蕩或非振蕩的。
——緩波前過電壓:一種瞬態(tài)過電壓,通常是單方向的,到達(dá)峰值的時(shí)間為20μs
——快波前過電壓:一種瞬態(tài)過電壓,通常是單方向的,到達(dá)峰值時(shí)間為0.1μs
——陡波前過電壓:一種瞬態(tài)過電壓,通常是單方向的,到達(dá)峰值的時(shí)間為Tf≤0.1μs,總持續(xù)時(shí)間<3ms,并帶有疊加振蕩,振蕩頻率地30kHz
d)聯(lián)合(暫時(shí)、緩前波、快波前、陡波前)過電壓。
根據(jù)上述的過電壓類型,可描述出標(biāo)準(zhǔn)的電壓波形。
2、長(zhǎng)期的交流或直流電壓與絕緣配合的關(guān)系,要考慮額定電壓、額定絕緣電壓、實(shí)際工作電壓。在系統(tǒng)正常、長(zhǎng)期運(yùn)行過程中,主要要考慮額定的絕緣電壓和實(shí)際工作電壓,而這一點(diǎn)除了要滿足標(biāo)準(zhǔn)的要求外,更要注意考慮我國(guó)電網(wǎng)的實(shí)際情況。在目前我國(guó)電網(wǎng)質(zhì)量尚不高的情況下,設(shè)計(jì)產(chǎn)品時(shí),對(duì)絕緣配合而言,實(shí)際可能出現(xiàn)的工作電壓更重要。
3、瞬態(tài)過電壓與絕緣配合的關(guān)系,這與電氣系統(tǒng)內(nèi)被控過電壓的條件有關(guān)。在系統(tǒng)和設(shè)備中,存在多種形式的過電壓,要全面考慮各種過電壓的影響,在低壓電力系統(tǒng)中,過電壓可能會(huì)受到各種多變因素的影響,所以,系統(tǒng)中的過電壓的是通過統(tǒng)計(jì)的方法來評(píng)定,反映了一種發(fā)生概率的概念,并可通過概率統(tǒng)計(jì)的方法來決定是否需要保護(hù)控制。
2.設(shè)備的過電壓類別
根據(jù)設(shè)備的使用條件,要求的長(zhǎng)期持續(xù)電壓運(yùn)行等級(jí),將直接由低壓電網(wǎng)供電設(shè)備的過電壓類別分為Ⅳ級(jí)。過電壓類別Ⅳ級(jí)的設(shè)備是使用在配電裝置電源端的設(shè)備,如電表和前級(jí)電流保護(hù)設(shè)備。過電壓類別Ⅲ級(jí)的設(shè)備是安裝在配電裝置中的任務(wù),以及設(shè)備的使用安全性和適用性必須符合要求者,如配電裝置中的開關(guān)電器。過電壓類別Ⅱ級(jí)的設(shè)備是由配電裝置供電的耗能設(shè)備,如家用和類似用途的負(fù)載。過電壓類別Ⅰ級(jí)的設(shè)備是連接在將瞬態(tài)過電壓限制在相當(dāng)?shù)退降脑O(shè)備,如具有過壓保護(hù)的電子電路上。對(duì)于不直接由低壓電網(wǎng)供電的設(shè)備,必須考慮到系統(tǒng)設(shè)備可能出現(xiàn)的電壓及各種情況的嚴(yán)重組合。
當(dāng)設(shè)備要工作在較高一級(jí)別過