Abstrak: Pada tahun 1987, dokumen teknis berjudul "persyaratan untuk koordinasi insulasi dalam Tambahan 1 hingga iec439" disusun oleh sub Komite Teknis dari International Electrotechnical Commission (IEC) 17D, yang secara resmi memperkenalkan koordinasi insulasi ke dalam switchgear dan kontrol tegangan rendah. peralatan.Dalam situasi China saat ini, dalam produk listrik bertegangan tinggi dan rendah, koordinasi isolasi peralatan masih menjadi masalah besar.Karena pengenalan formal konsep koordinasi insulasi pada switchgear tegangan rendah dan peralatan kontrol, hanya masalah hampir dua tahun.Oleh karena itu, merupakan masalah yang lebih penting untuk ditangani dan diselesaikan masalah koordinasi isolasi dalam produk.
Kata kunci: Insulasi dan bahan insulasi untuk switchgear tegangan rendah
Koordinasi isolasi merupakan isu penting terkait keamanan produk peralatan listrik, dan selalu diperhatikan dari segala aspek.Koordinasi isolasi pertama kali digunakan pada produk listrik tegangan tinggi.Pada tahun 1987, dokumen teknis berjudul “persyaratan koordinasi insulasi dalam Tambahan 1 hingga iec439″ disusun oleh sub Komite Teknis dari International Electrotechnical Commission (IEC) 17D, yang secara resmi memperkenalkan koordinasi insulasi ke dalam peralatan switchgear dan kontrol tegangan rendah.Sejauh menyangkut situasi aktual negara kita, koordinasi isolasi peralatan masih menjadi masalah besar pada produk listrik tegangan tinggi dan rendah.Statistik menunjukkan bahwa kecelakaan yang disebabkan oleh sistem isolasi menyumbang 50% – 60% dari produk listrik di China.Selain itu, hanya dua tahun sejak konsep koordinasi insulasi secara resmi dikutip dalam switchgear tegangan rendah dan peralatan kontrol.Oleh karena itu, merupakan masalah yang lebih penting untuk ditangani dan diselesaikan masalah koordinasi isolasi dalam produk.
2. Prinsip dasar koordinasi isolasi
Koordinasi isolasi berarti bahwa karakteristik isolasi listrik peralatan dipilih sesuai dengan kondisi layanan dan lingkungan sekitar peralatan.Hanya ketika desain peralatan didasarkan pada kekuatan fungsi yang diembannya dalam umur yang diharapkan, koordinasi isolasi dapat direalisasikan.Masalah koordinasi isolasi tidak hanya berasal dari luar peralatan tetapi juga dari peralatan itu sendiri.Ini adalah masalah yang melibatkan semua aspek, yang harus dipertimbangkan secara komprehensif.Poin utama dibagi menjadi tiga bagian: pertama, kondisi penggunaan peralatan;Yang kedua adalah lingkungan penggunaan peralatan, dan yang ketiga adalah pemilihan bahan insulasi.
(1) Kondisi peralatan
Kondisi penggunaan peralatan terutama mengacu pada tegangan, medan listrik, dan frekuensi yang digunakan oleh peralatan.
1. Hubungan antara koordinasi isolasi dan tegangan.Dalam mempertimbangkan hubungan antara koordinasi insulasi dan voltase, voltase yang mungkin terjadi dalam sistem, voltase yang dihasilkan oleh perlengkapan, tingkat operasi voltase kontinyu yang diperlukan, dan bahaya keselamatan pribadi dan kecelakaan harus dipertimbangkan.
1. Klasifikasi tegangan dan tegangan lebih, bentuk gelombang.
a) Tegangan frekuensi daya kontinu, dengan tegangan R, m, s konstan
b) Tegangan lebih sementara, tegangan lebih frekuensi daya untuk waktu yang lama
c) Tegangan lebih transien, tegangan lebih selama beberapa milidetik atau kurang, biasanya osilasi redaman tinggi atau non osilasi.
——Tegangan lebih transien, biasanya satu arah, mencapai nilai puncak 20 μs
——Gelombang cepat pra tegangan lebih: Tegangan lebih transien, biasanya dalam satu arah, mencapai nilai puncak 0,1 μ s
——Tegangan lebih depan gelombang curam: Tegangan lebih transien, biasanya dalam satu arah, mencapai nilai puncak pada TF ≤ 0,1 μ s.Durasi total kurang dari 3MS, dan ada osilasi superposisi, dan frekuensi osilasi antara 30kHz < f <100MHz.
d) Tegangan berlebih gabungan (sementara, maju lambat, cepat, curam).
Menurut jenis tegangan lebih di atas, bentuk gelombang tegangan standar dapat dijelaskan.
2. Hubungan antara tegangan AC atau DC jangka panjang dan koordinasi insulasi harus dianggap sebagai tegangan pengenal, tegangan insulasi pengenal dan tegangan kerja aktual.Dalam operasi sistem normal dan jangka panjang, tegangan insulasi pengenal dan tegangan kerja aktual harus dipertimbangkan.Selain memenuhi persyaratan standar, kita harus lebih memperhatikan situasi sebenarnya dari jaringan listrik China.Dalam situasi saat ini bahwa kualitas jaringan listrik di Cina tidak tinggi, ketika merancang produk, kemungkinan tegangan kerja yang sebenarnya lebih penting untuk koordinasi isolasi.
Hubungan antara tegangan lebih transien dan koordinasi isolasi berkaitan dengan kondisi tegangan lebih yang terkendali dalam sistem kelistrikan.Dalam sistem dan peralatan, ada banyak bentuk tegangan lebih.Pengaruh tegangan berlebih harus dipertimbangkan secara komprehensif.Pada sistem tenaga tegangan rendah, tegangan lebih dapat dipengaruhi oleh berbagai faktor variabel.Oleh karena itu, tegangan lebih dalam sistem dievaluasi dengan metode statistik, yang mencerminkan konsep probabilitas kejadian, Dan dapat ditentukan dengan metode statistik probabilitas apakah kontrol proteksi diperlukan.
2. Kategori peralatan tegangan lebih
Sesuai dengan kondisi peralatan, tingkat operasi tegangan kontinyu jangka panjang yang diperlukan akan langsung dibagi menjadi kelas IV dengan kategori kelebihan tegangan dari peralatan catu daya jaringan tegangan rendah.Peralatan tegangan lebih kategori IV adalah peralatan yang digunakan pada ujung catu daya dari perangkat distribusi, seperti ammeter dan peralatan proteksi arus tahap sebelumnya.Peralatan tegangan lebih kelas III adalah tugas pemasangan di perangkat distribusi, dan keamanan serta penerapan peralatan harus memenuhi persyaratan khusus, seperti switchgear di perangkat distribusi.Peralatan tegangan lebih kelas II adalah peralatan yang mengkonsumsi energi yang ditenagai oleh perangkat distribusi, seperti beban untuk keperluan rumah tangga dan sejenisnya.Peralatan tegangan lebih kelas I dihubungkan ke peralatan yang membatasi tegangan lebih transien ke tingkat yang sangat rendah, seperti sirkuit elektronik dengan proteksi tegangan lebih.Untuk peralatan yang tidak langsung disuplai oleh jaringan tegangan rendah, tegangan maksimum dan kombinasi serius dari berbagai situasi yang mungkin terjadi pada peralatan sistem harus diperhitungkan.
Ketika peralatan akan bekerja dalam situasi kategori tegangan lebih yang lebih tinggi, dan peralatan itu sendiri tidak memiliki kategori tegangan lebih yang diizinkan, langkah-langkah harus diambil untuk mengurangi tegangan lebih di tempat itu, dan metode berikut dapat diadopsi.
a) Perangkat pelindung tegangan berlebih
b) Transformator dengan belitan terisolasi
c) Sistem distribusi rangkaian bercabang banyak dengan gelombang transfer terdistribusi yang melewati energi tegangan
d) Kapasitansi mampu menyerap energi lonjakan tegangan lebih
e) Perangkat redaman yang mampu menyerap energi tegangan lebih surja
3. Medan listrik dan frekuensi
Medan listrik dibagi menjadi medan listrik seragam dan medan listrik tidak seragam.Pada switchgear tegangan rendah, umumnya dianggap dalam kasus medan listrik yang tidak seragam.Masalah frekuensi masih dalam pertimbangan.Umumnya, frekuensi rendah memiliki sedikit pengaruh pada koordinasi isolasi, namun frekuensi tinggi masih memiliki pengaruh, terutama pada bahan isolasi.
(2) Hubungan antara koordinasi isolasi dan kondisi lingkungan
Lingkungan makro tempat peralatan berada mempengaruhi koordinasi isolasi.Dari persyaratan aplikasi praktis dan standar saat ini, perubahan tekanan udara hanya memperhitungkan perubahan tekanan udara yang disebabkan oleh ketinggian.Perubahan tekanan udara harian diabaikan, dan faktor suhu dan kelembaban juga diabaikan.Namun, jika ada persyaratan yang lebih akurat, faktor-faktor ini harus dipertimbangkan.Dari lingkungan mikro, lingkungan makro menentukan lingkungan mikro, tetapi lingkungan mikro bisa lebih baik atau lebih buruk daripada peralatan lingkungan makro.Tingkat perlindungan yang berbeda, pemanasan, ventilasi, dan debu cangkang dapat memengaruhi lingkungan mikro.Lingkungan mikro memiliki ketentuan yang jelas dalam standar yang relevan.Lihat Tabel 1, yang menjadi dasar desain produk.
(3) Koordinasi isolasi dan bahan isolasi
Masalah bahan isolasi cukup kompleks, berbeda dengan gas, merupakan media isolasi yang tidak dapat dipulihkan kembali setelah rusak.Bahkan kejadian tegangan berlebih yang tidak disengaja dapat menyebabkan kerusakan permanen.Dalam penggunaan jangka panjang, bahan insulasi akan menghadapi berbagai situasi, seperti kecelakaan pelepasan, dll. Dan bahan insulasi itu sendiri disebabkan oleh berbagai faktor yang terakumulasi dalam waktu lama, seperti tekanan termal Suhu, dampak mekanis, dan tekanan lainnya akan dipercepat proses penuaan.Untuk bahan insulasi, karena variasi varietasnya, karakteristik bahan insulasi tidak seragam, meskipun indikatornya banyak.Hal ini menimbulkan kesulitan dalam pemilihan dan penggunaan bahan isolasi, yang menjadi alasan mengapa karakteristik lain dari bahan isolasi, seperti tegangan termal, sifat mekanik, luahan sebagian, dll., tidak dipertimbangkan saat ini.Pengaruh tegangan di atas pada bahan insulasi telah dibahas dalam publikasi IEC, yang dapat memainkan peran kualitatif dalam aplikasi praktis, tetapi panduan kuantitatif belum memungkinkan.Saat ini, ada banyak produk listrik tegangan rendah yang digunakan sebagai indikator kuantitatif untuk bahan isolasi, yang dibandingkan dengan nilai indeks tanda kebocoran CTI, yang dapat dibagi menjadi tiga kelompok dan empat jenis, dan ketahanan terhadap indeks tanda kebocoran PTI.Indeks tanda kebocoran digunakan untuk membentuk jejak kebocoran dengan menjatuhkan cairan yang terkontaminasi air ke permukaan bahan isolasi.Perbandingan kuantitatif diberikan.
Indeks kuantitas tertentu ini telah diterapkan pada desain produk.
3. Verifikasi koordinasi isolasi
Saat ini, metode optimal untuk memverifikasi koordinasi insulasi adalah dengan menggunakan uji dielektrik impuls, dan nilai tegangan impuls pengenal yang berbeda dapat dipilih untuk peralatan yang berbeda.
1. Verifikasi koordinasi insulasi peralatan dengan uji voltase impuls pengenal
1,2/50 tegangan impuls pengenal bentuk gelombang μ S.
Impedansi keluaran generator impuls dari catu daya uji impuls harus lebih dari 500 umumnya Ω， Nilai tegangan impuls pengenal harus ditentukan sesuai dengan situasi penggunaan, kategori tegangan berlebih, dan tegangan penggunaan peralatan jangka panjang, dan harus dikoreksi sesuai ke ketinggian yang sesuai.Saat ini, beberapa kondisi pengujian diterapkan pada switchgear tegangan rendah.Jika tidak ada ketentuan yang jelas tentang kelembaban dan suhu, itu juga harus berada dalam lingkup penerapan standar untuk switchgear lengkap.Jika lingkungan penggunaan peralatan berada di luar cakupan yang berlaku dari perangkat switchgear, maka harus dipertimbangkan untuk diperbaiki.Koreksi hubungan antara tekanan udara dan suhu adalah sebagai berikut:
K=P/101,3 × 293( Δ T＋293)
K – parameter koreksi tekanan dan suhu udara
Δ T – perbedaan suhu K antara suhu aktual (Laboratorium) dan T = 20 ℃
P – tekanan aktual kPa
2. Uji dielektrik tegangan impuls alternatif
Untuk switchgear tegangan rendah, uji AC atau DC dapat digunakan sebagai pengganti uji tegangan impuls, tetapi metode uji semacam ini lebih parah daripada uji tegangan impuls, dan harus disetujui oleh pabrikan.
Durasi percobaan adalah 3 siklus dalam hal komunikasi.
Tes DC, setiap fase (positif dan negatif) masing-masing memberikan tegangan tiga kali, setiap durasi waktu adalah 10 ms.
1. Penentuan tegangan berlebih tipikal.
2. Berkoordinasi dengan penentuan tegangan tahan.
3. Penentuan tingkat insulasi pengenal.
4. Prosedur umum koordinasi insulasi.
Waktu posting: Feb-20-2023