Abstrak: 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.Di Cina, kecelakaan yang disebabkan oleh sistem isolasi menyumbang 50% hingga 60% dari produk listrik di Cina.Hanya dua tahun sejak konsep koordinasi insulasi secara resmi dikutip dalam peralatan kontrol dan switchgear tegangan rendah.Oleh karena itu, adalah masalah yang lebih penting untuk menangani dan menyelesaikan masalah koordinasi insulasi dalam produk dengan benar, dan perhatian yang cukup harus diberikan padanya.
Kata kunci: isolasi dan bahan isolasi switchgear tegangan rendah
0. Pendahuluan
Switchgear tegangan rendah bertanggung jawab atas kontrol, perlindungan, pengukuran, konversi, dan distribusi energi listrik dalam sistem catu daya tegangan rendah.Karena switchgear tegangan rendah masuk jauh ke dalam lokasi produksi, tempat umum, tempat tinggal dan tempat lainnya, dapat dikatakan bahwa semua tempat di mana peralatan listrik digunakan harus dilengkapi dengan peralatan tegangan rendah.Sekitar 80% energi listrik di China disuplai melalui switchgear tegangan rendah.Perkembangan switchgear tegangan rendah berasal dari industri material, peralatan listrik tegangan rendah, teknologi pemrosesan dan konstruksi infrastruktur peralatan dan standar hidup masyarakat, sehingga tingkat switchgear tegangan rendah mencerminkan kekuatan ekonomi, ilmu pengetahuan dan teknologi dan standar hidup suatu negara dari satu sisi.
1. 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.
1.1 kondisi penggunaan peralatan kondisi penggunaan peralatan terutama mengacu pada tegangan, medan listrik dan frekuensi yang digunakan oleh peralatan.
1.1.1 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;
Tegangan lebih transien C, tegangan berlebih selama beberapa milidetik atau kurang, biasanya merupakan osilasi redaman tinggi atau non osilasi.
——Tegangan lebih transien, biasanya satu arah, mencapai nilai puncak 20 μ sTp5000 μ Antara S, durasi gelombang ekor T2 ≤ 20ms.
——Gelombang cepat pra tegangan lebih: tegangan lebih transien, biasanya dalam satu arah, mencapai nilai puncak 0,1 μ sT120 μ s.Durasi gelombang ekor T2 ≤ 300 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 adalah 3MS, dan ada osilasi yang ditumpangkan, dan frekuensi osilasi antara 30kHz dan 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 mempertimbangkan 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 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.
③ Hubungan antara tegangan lebih transien dan koordinasi insulasi terkait dengan kondisi tegangan lebih terkontrol 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.
1.1.2 kategori perlengkapan tegangan lebih harus dibagi ke dalam kelas IV langsung dari kategori tegangan lebih peralatan catu daya jaringan listrik tegangan rendah sesuai dengan tingkat operasi tegangan kontinu jangka panjang yang disyaratkan oleh kondisi penggunaan peralatan.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.
|<12>>
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.
1.2 lingkungan makro peralatan yang terkait dengan koordinasi insulasi dan kondisi lingkungan mempengaruhi koordinasi insulasi.Dari persyaratan aplikasi dan standar praktis 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, tekanan udara akan diubah sesuai dengan persyaratan standar. Faktor-faktor ini juga harus diperhitungkan.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, yang menjadi dasar untuk desain produk.
1.3 masalah koordinasi isolasi dan bahan isolasi cukup kompleks.Ini berbeda dengan gas, dan merupakan media isolasi yang tidak dapat dipulihkan 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, Bahan insulasi itu sendiri akan mempercepat proses penuaannya karena berbagai faktor yang terakumulasi dalam waktu lama, seperti tekanan termal, suhu, dampak mekanis, dan lainnya. menekankan.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.
2. 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.
2.1 tegangan impuls pengenal insulasi yang cocok dengan peralatan adalah 1,2/50 dengan uji 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
2.2 untuk switchgear tegangan rendah, uji AC atau DC dapat digunakan untuk menggantikan uji tegangan impuls untuk uji dielektrik dari tegangan impuls alternatif, tetapi metode pengujian 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.
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.
Referensi:
[1] Iec439-1 switchgear tegangan rendah dan peralatan kontrol – Bagian I: pengujian tipe dan peralatan lengkap pengujian tipe part [s].
Iec890 memeriksa kenaikan suhu switchgear tegangan rendah dan peralatan kontrol melalui beberapa set uji tipe dengan metode ekstrapolasi.
Waktu posting: Feb-20-2023