העיקרון והאימות של תיאום בידוד של מתג מתח נמוך

תקציר: תיאום בידוד הוא נושא חשוב הקשור לבטיחות מוצרי ציוד חשמלי, ותמיד הוקדשה אליו תשומת לב מכל ההיבטים.תיאום בידוד שימש לראשונה במוצרי חשמל במתח גבוה.בסין, התאונה הנגרמת על ידי מערכת בידוד מהווה 50% עד 60% ממוצרי החשמל בסין.חלפו רק שנתיים מאז שמושג תיאום בידוד מצוטט באופן רשמי במתג וציוד בקרה במתח נמוך.לכן בעיה חשובה יותר לטפל ולפתור את בעיית תיאום הבידוד במוצר בצורה נכונה ויש לתת לה מספיק תשומת לב.

מילות מפתח: חומרי בידוד ובידוד של מתג מתח נמוך

0. הקדמה
מתג המתח הנמוך אחראי על בקרה, הגנה, מדידה, המרה והפצה של אנרגיה חשמלית במערכת אספקת החשמל במתח נמוך.מכיוון שהמיתוג במתח נמוך נכנס עמוק לאתר הייצור, למקום הציבורי, למגורים ולמקומות אחרים, ניתן לומר כי כל המקומות בהם נעשה שימוש בציוד חשמלי יהיו מצוידים בציוד מתח נמוך.כ-80% מאנרגיית הכוח בסין מסופקת באמצעות מתג מתח נמוך.הפיתוח של מתג מתח נמוך נגזר מתעשיית החומרים, מכשירי חשמל במתח נמוך, טכנולוגיות עיבוד וציוד בניית תשתיות ורמת החיים של אנשים, כך שרמת המתג במתח נמוך משקפת את החוזק הכלכלי, המדע והטכנולוגיה ורמת החיים של מדינה מצד אחד.

1. עקרון בסיסי של תיאום בידוד
תיאום בידוד פירושו שמאפייני הבידוד החשמלי של הציוד נבחרים בהתאם לתנאי השירות והסביבה הסובבת של הציוד.רק כאשר תכנון הציוד מבוסס על עוצמת התפקוד שהוא נושא בחייו הצפויים, ניתן לממש את תיאום הבידוד.בעיית תיאום הבידוד לא נובעת רק מבחוץ של הציוד אלא גם מהציוד עצמו.מדובר בבעיה המערבת את כל ההיבטים, שיש לשקול אותה באופן מקיף.הנקודות העיקריות מחולקות לשלושה חלקים: ראשית, תנאי השימוש בציוד;השני הוא סביבת השימוש של הציוד, והשלישי הוא בחירת חומרי בידוד.

1.1 תנאי השימוש בציוד תנאי השימוש בציוד מתייחסים בעיקר למתח, לשדה החשמלי ולתדר המשמשים את הציוד.

1.1.1 קשר בין תיאום בידוד למתח.בבחינת הקשר בין תיאום בידוד למתח, יש לשקול את המתח שעלול להתרחש במערכת, המתח שנוצר על ידי הציוד, רמת פעולת המתח המתמשכת הנדרשת והסכנה לבטיחות אישית ולתאונה.

① סיווג של מתח ומתח יתר, צורת גל.

א.מתח תדר הספק רציף, עם מתח R, m, s קבוע;

ב.מתח יתר זמני, מתח יתר בתדר הספק במשך זמן רב;

מתח יתר חולף C, מתח יתר לכמה אלפיות שניות או פחות, הוא בדרך כלל תנודת שיכוך גבוהה או אי תנודה.

——מתח יתר חולף, בדרך כלל חד כיווני, המגיע לערך שיא של 20 μ sTp5000 μ בין S, משך זנב הגל T2 ≤ 20ms.

——מתח יתר גל מהיר: מתח יתר חולף, בדרך כלל בכיוון אחד, המגיע לערך שיא של 0.1 μ sT120 μ s.משך זנב הגל T2 ≤ 300 μ שניות.

——מתח יתר קדמי של גל תלול: מתח יתר חולף, בדרך כלל בכיוון אחד, המגיע לערך שיא ב-TF ≤ 0.1 μ שניות.משך הזמן הכולל הוא 3MS, ויש תנודה על גבי, ותדירות התנודה היא בין 30kHz ל-100MHz.

ד. מתח יתר משולב (זמני, איטי קדימה, מהיר, תלול).

על פי סוג מתח היתר לעיל, ניתן לתאר את צורת הגל הסטנדרטית של המתח.

② הקשר בין מתח AC או DC לטווח ארוך ותיאום בידוד צריך לשקול מתח נקוב, מתח בידוד מדורג ומתח עבודה בפועל.בפעולה רגילה וארוכת טווח של המערכת, יש לקחת בחשבון את מתח הבידוד המדורג ואת מתח העבודה בפועל.בנוסף לעמידה בדרישות התקן, עלינו לשים לב למצב בפועל של רשת החשמל של סין.במצב הנוכחי שאיכות רשת החשמל אינה גבוהה בסין, בעת תכנון מוצרים, מתח העבודה האפשרי בפועל חשוב יותר עבור תיאום בידוד.

③ הקשר בין מתח יתר חולף ותיאום בידוד קשור למצב של מתח יתר מבוקר במערכת החשמל.במערכת ובציוד, קיימות צורות רבות של מתח יתר.יש לשקול את ההשפעה של מתח יתר באופן מקיף.במערכת חשמל במתח נמוך, מתח יתר עשוי להיות מושפע מגורמים משתנים שונים.לכן, מתח היתר במערכת מוערך בשיטה סטטיסטית, המשקפת מושג של הסתברות להתרחשות, וניתן לקבוע לפי השיטה של ​​סטטיסטיקת הסתברות האם יש צורך בבקרת הגנה.

1.1.2 קטגוריית מתח היתר של הציוד תחולק למחלקת IV ישירות מקטגוריית מתח היתר של ציוד אספקת חשמל ברשת חשמל במתח נמוך בהתאם לרמת פעולת המתח המתמשכת ארוכת הטווח הנדרשת על פי תנאי השימוש בציוד.הציוד של קטגוריית מתח יתר IV הוא הציוד המשמש בקצה אספקת החשמל של התקן ההפצה, כגון מד זרם וציוד הגנת זרם מהשלב הקודם.הציוד בדרגת מתח יתר III הוא משימת ההתקנה בהתקן ההפצה, והבטיחות והישימות של הציוד חייבות לעמוד בדרישות המיוחדות, כגון מיתוג בהתקן ההפצה.הציוד בדרגת מתח יתר II הוא הציוד הצורך אנרגיה המופעל על ידי מכשיר הפצה, כגון עומס לשימוש ביתי ולמטרות דומות.הציוד מדרגת מתח יתר I מחובר לציוד המגביל את מתח היתר החולף לרמה נמוכה מאוד, כגון מעגל אלקטרוני עם הגנת מתח יתר.עבור ציוד שאינו מסופק ישירות מרשת מתח נמוך, יש לקחת בחשבון את המתח המרבי ואת השילוב הרציני של מצבים שונים שעלולים להתרחש בציוד המערכת.

|<12>>

שדה חשמלי מחולק לשדה חשמלי אחיד ושדה חשמלי לא אחיד.במיתוג מתח נמוך, זה נחשב בדרך כלל למקרה של שדה חשמלי לא אחיד.בעיית התדר עדיין בבחינה.בדרך כלל, לתדר נמוך יש השפעה מועטה על תיאום בידוד, אך לתדר גבוה עדיין יש השפעה, במיוחד על חומרי בידוד.

1.2 סביבת המאקרו של הציוד הקשורה לתיאום הבידוד ולתנאי הסביבה משפיעה על תיאום הבידוד.מדרישות היישום והסטנדרטים המעשיים הנוכחיים, השינוי בלחץ האוויר לוקח בחשבון רק את השינוי בלחץ האוויר הנגרם על ידי גובה.התעלמו מהשינוי היומי בלחץ האוויר, והתעלמו גם מגורמי הטמפרטורה והלחות.עם זאת, אם יש דרישות מדויקות יותר, לחץ האוויר ישונה בהתאם לדרישות התקנים, יש לקחת בחשבון גם גורמים אלו.מסביבת המיקרו, סביבת המאקרו קובעת את סביבת המיקרו, אך סביבת המיקרו עשויה להיות טובה או גרועה מציוד סביבת המאקרו.רמות ההגנה השונות, החימום, האוורור והאבק של המעטפת עשויים להשפיע על הסביבה המיקרו.לסביבת המיקרו יש הוראות ברורות בתקנים רלוונטיים, המהווים את הבסיס לעיצוב המוצרים.

1.3 הבעיות של תיאום בידוד וחומרי בידוד מורכבות למדי.זה שונה מגז, וזהו מדיום מבודד שלא ניתן לשחזר לאחר פגיעה.אפילו אירוע מתח יתר בשוגג עלול לגרום לנזק קבוע.בשימוש ארוך טווח, חומרי הבידוד ייתקלו במצבים שונים, כגון תאונות פריקה, חומר הבידוד עצמו יאיץ את תהליך ההזדקנות שלו עקב גורמים שונים שנצברו לאורך זמן, כגון לחץ תרמי, טמפרטורה, השפעה מכנית ועוד. מדגיש.עבור חומרי בידוד, בשל מגוון הזנים, המאפיינים של חומרי בידוד אינם אחידים, אם כי ישנם אינדיקטורים רבים.הדבר מעורר קושי מסוים בבחירה ובשימוש בחומרי בידוד, וזו הסיבה שמאפיינים אחרים של חומרי בידוד, כגון מתח תרמי, תכונות מכניות, פריקה חלקית וכו', אינם נחשבים כיום.

2. אימות תיאום בידוד
נכון לעכשיו, השיטה האופטימלית לאימות תיאום בידוד היא שימוש בבדיקה דיאלקטרית דחף, וניתן לבחור ערכי מתח דחף מדורגים שונים עבור ציוד שונה.

2.1 מתח הדחף המדורג תואם הבידוד של הציוד הוא 1.2/50 לפי בדיקת מתח הדחף המדורג μS צורת גל.

עכבת המוצא של מחולל הדחף של ספק הכוח לבדיקת דחפים צריכה להיות יותר מ-500, בדרך כלל Ω， ערך מתח הדחף המדורג ייקבע בהתאם למצב השימוש, קטגוריית מתח יתר ומתח השימוש לטווח ארוך של הציוד, ויתוקן בהתאם. לגובה המתאים.נכון לעכשיו, כמה תנאי בדיקה מוחלים על מתג המתח הנמוך.אם אין קביעה ברורה על לחות וטמפרטורה, היא צריכה להיות גם בגדר היישום של התקן למיתוג מלא.אם סביבת השימוש בציוד היא מעבר להיקף הרלוונטי של ערכת המתג, יש לראות בה כמתוקנת.קשר התיקון בין לחץ האוויר לטמפרטורה הוא כדלקמן:

K=P/101.3 × 293( Δ T+293)

K - פרמטרי תיקון של לחץ אוויר וטמפרטורה

Δ T - הפרש טמפרטורה K בין הטמפרטורה בפועל (מעבדה) לבין T = 20 ℃

P - לחץ בפועל kPa

2.2 עבור מתג מתח נמוך, ניתן להשתמש בבדיקת AC או DC כדי להחליף בדיקת מתח דחף לבדיקה דיאלקטרית של מתח דחף חלופי, אך שיטת בדיקה מסוג זה היא חמורה יותר מבדיקת מתח דחף, והיא צריכה להיות הסכימה על ידי היצרן.

משך הניסוי הוא 3 מחזורים במקרה של תקשורת.

בדיקת DC, כל שלב (חיובי ושלילי) מופעל בהתאמה שלוש פעמים, כל פעם משך הזמן הוא 10ms.

במצב הנוכחי של סין, במוצרי חשמל במתח גבוה ונמוך, תיאום הבידוד של הציוד הוא עדיין בעיה גדולה.בגלל ההקדמה הרשמית של תפיסת תיאום בידוד במתג וציוד בקרה מתח נמוך, מדובר רק על כמעט שנתיים.לכן, בעיה חשובה יותר להתמודד ולפתור את בעיית תיאום הבידוד במוצר.

התייחסות:

[1] מתג וציוד בקרה במתח נמוך Iec439-1 - חלק I: בדיקת סוג ובדיקת סוג חלק ציוד שלם [ים].

Iec890 בדוק את עליית הטמפרטורה של מתג מתח נמוך וציוד בקרה באמצעות כמה ערכות בדיקה לפי שיטת אקסטרפולציה.