1987年,國際電工委員會(IEC)第17D分技術(shù)委員會起草了名為《對IEC439的補充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。就目前我國的實際情況而言,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。絕緣配合最早應(yīng)用在高壓電器產(chǎn)品中。1987年,國際電工委員會(IEC)第17D分技術(shù)委員會起草了名為《對IEC439的補充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。就目前我國的實際情況而言,在高、低壓電器產(chǎn)品中,設(shè)備的絕緣配合仍是一個較大的問題,有統(tǒng)計數(shù)字顯示,我國的電器產(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)計基于其期望壽命中所承受的作用強度時,才能實現(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,是一個涉及各方面因素,須加以綜合考慮的問題,其要點分為三部分: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。信息來源:www.dqjsw.com.cn
(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、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)電壓運行等級,以及人身安全、事故的危險性。
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)暫時過電壓,較長持續(xù)時間的工頻過電壓
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,到達峰值的時間為20μs
——快波前過電壓:一種瞬態(tài)過電壓,通常是單方向的,到達峰值時間為0.1μs
——陡波前過電壓:一種瞬態(tài)過電壓,通常是單方向的,到達峰值的時間為Tf≤0.1μs,總持續(xù)時間<3ms,并帶有疊加振蕩,振蕩頻率地30kHz
d)聯(lián)合(暫時、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、實際工作電壓。在系統(tǒng)正常、長期運行過程中,主要要考慮額定的絕緣電壓和實際工作電壓,而這一點除了要滿足標(biāo)準(zhǔn)的要求外,更要注意考慮我國電網(wǎng)的實際情況。在目前我國電網(wǎng)質(zhì)量尚不高的情況下,設(shè)計產(chǎn)品時,對絕緣配合而言,實際可能出現(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)計的方法來評定,反映了一種發(fā)生概率的概念,并可通過概率統(tǒng)計的方法來決定是否需要保護控制。
2.設(shè)備的過電壓類別
根據(jù)設(shè)備的使用條件,要求的長期持續(xù)電壓運行等級,將直接由低壓電網(wǎng)供電設(shè)備的過電壓類別分為Ⅳ級。過電壓類別Ⅳ級的設(shè)備是使用在配電裝置電源端的設(shè)備,如電表和前級電流保護設(shè)備。過電壓類別Ⅲ級的設(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特殊要求者,如配電裝置中的開關(guān)電器。過電壓類別Ⅱ級的設(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載。過電壓類別Ⅰ級的設(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,如具有過壓保護的電子電路上。對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)的最高電壓及各種情況的嚴(yán)重組合。