要約: 1987 年に、国際電気標準会議 (IEC) 17D のサブ技術委員会によって「iec439 の補足 1 における絶縁調整の要件」というタイトルの技術文書が草案され、低電圧開閉装置および制御に絶縁調整が正式に導入されました。装置。中国の現状では、高電圧および低電圧の電気製品において、機器の絶縁調整が依然として大きな問題となっています。低電圧開閉装置および制御装置に絶縁調整の概念が正式に導入されてから、わずか 2 年近くしかかかりません。したがって、製品における絶縁調整の問題に対処し、解決することはより重要な問題です。
キーワード：低圧開閉装置用絶縁および絶縁材料
絶縁調整は電気機器製品の安全性に関わる重要な課題であり、常にあらゆる面から注目されています。絶縁調整は、高電圧電気製品で初めて使用されました。1987 年に、国際電気標準会議 (IEC) 17D のサブ技術委員会によって「iec439 の補足 1 における絶縁調整の要件」と題された技術文書が草案され、低電圧開閉装置および制御装置に絶縁調整が正式に導入されました。我が国の実情を見る限り、高圧・低圧電気製品においては、機器の絶縁調整が依然として大きな課題となっている。統計によると、中国の電気製品の50%～60%は絶縁システムに起因する事故が発生しています。さらに、絶縁調整の概念が低圧開閉装置および制御装置に正式に引用されてからわずか 2 年です。したがって、製品における絶縁調整の問題に対処し、解決することはより重要な問題です。
2. 断熱調整の基本原理
絶縁調整とは、機器の使用条件や周囲環境に応じて機器の電気絶縁特性を選択することを意味します。機器の設計が、期待寿命内で機器が担う機能の強度に基づいている場合にのみ、断熱調整を実現できます。絶縁調整の問題は、機器の外部からだけでなく、機器自体からも発生します。あらゆる側面に関わる問題であり、総合的に検討する必要がある。要点は 3 つのパートに分かれています。1 つ目は機器の使用条件、2 つ目です。2つ目は機器の使用環境、3つ目は断熱材の選択です。
(1) 設備条件
機器の使用条件とは、主に機器が使用する電圧、電界、周波数を指します。
1. 絶縁協調と電圧の関係。絶縁調整と電圧の関係を検討する際には、システム内で発生する可能性のある電圧、機器によって生成される電圧、必要な連続電圧動作レベル、および人体の安全と事故の危険性を考慮する必要があります。
1. 電圧と過電圧の分類、波形。
a) 連続電源周波数電圧、一定の R、m、s 電圧
b) 一時的な過電圧、長時間にわたる電源周波数の過電圧
c) 過渡過電圧、数ミリ秒以下の過電圧、通常は高減衰発振または非発振。
——通常は一方向で、ピーク値が 20 μ s に達する過渡過電圧
——速波プレ過電圧: 通常は一方向で、ピーク値が 0.1 μ s に達する過渡過電圧。
——急峻な波面過電圧: TF ≤ 0.1 μ s でピーク値に達する、通常は一方向の過渡過電圧。合計持続時間は 3MS 未満で、重畳発振があり、発振周波数は 30kHz < f < 100MHz の間です。
d) 複合（一時的、低速、高速、急峻な）過電圧。
上記の過電圧タイプによれば、標準的な電圧波形を記述することができる。
2. 長期の交流または直流電圧と絶縁協調の関係は、定格電圧、定格絶縁電圧、実際の使用電圧として考慮されます。システムの通常および長期の動作では、定格絶縁電圧と実際の動作電圧を考慮する必要があります。基準の要件を満たすことに加えて、中国の電力網の実際の状況にもっと注意を払う必要があります。中国の電力網の品質が高くない現状では、製品を設計する際には、絶縁調整のために実際に可能な動作電圧の方が重要です。
過渡過電圧と絶縁調整の関係は、電気システム内の制御された過電圧の状態に関連しています。システムや機器には、さまざまな形の過電圧が存在します。過電圧の影響を総合的に考慮する必要があります。低電圧電力システムでは、過電圧はさまざまな変動要因の影響を受ける可能性があります。したがって、システム内の過電圧は、発生確率の概念を反映して統計的手法によって評価され、確率統計の手法によって保護制御が必要かどうかを判断できます。
2. 機器の過電圧カテゴリー
設備条件に応じて、必要な長期連続電圧動作レベルは、低圧系統の電源設備の過電圧カテゴリによって直接IVクラスに分けられます。過電圧カテゴリⅣの機器は、前段の電流計や電流保護装置など、配電機器の電源端で使用される機器です。クラス III 過電圧の機器は配電装置に設置する必要があり、機器の安全性と適用性は、配電装置内の開閉装置などの特別な要件を満たさなければなりません。過電圧クラス II の機器は、家庭用および同様の目的の負荷など、配電装置によって電力を供給されるエネルギー消費機器です。過電圧クラス I の機器は、過電圧保護機能を備えた電子回路など、過渡過電圧を非常に低いレベルに制限する機器に接続されます。低電圧グリッドから直接電力が供給されていない機器の場合は、最大電圧と、システム機器で発生する可能性のあるさまざまな状況の深刻な組み合わせを考慮する必要があります。
機器がより高いレベルの過電圧カテゴリの状況で動作する場合、機器自体が十分な許容過電圧カテゴリを持たない場合、その場所の過電圧を低減するための措置を講じる必要があり、次の方法が採用できます。
a) 過電圧保護装置
b) 絶縁巻線を備えた変圧器
c) 電圧エネルギーを通過する分散伝達波を備えた多分岐回路分配システム
d) サージ過電圧エネルギーを吸収できる静電容量
e) サージ過電圧エネルギーを吸収できる制振装置
3. 電界と周波数
電界は均一電界と不均一電界に分けられます。低圧開閉装置では、一般に不均一電界の場合と考えられます。周波数の問題はまだ検討中です。一般に、低周波は絶縁調整にほとんど影響を与えませんが、高周波は、特に絶縁材料に依然として影響を及ぼします。
(2) 断熱調整と環境条件の関係
機器が設置されているマクロ環境は、絶縁調整に影響を与えます。現在の実用化および規格の要件から、気圧の変化は高度による気圧の変化のみを考慮しています。日々の気圧の変化は無視され、温度と湿度の要因も無視されます。ただし、より正確な要件がある場合は、これらの要素を考慮する必要があります。ミクロ環境からマクロ環境がミクロ環境を決定しますが、ミクロ環境はマクロ環境の機器より良い場合も悪い場合もあります。シェルのさまざまな保護レベル、加熱、換気、粉塵が微環境に影響を与える可能性があります。ミクロ環境には、関連規格に明確な規定があります。製品設計の基礎となる表 1 を参照してください。
(3) 断熱コーディネートと断熱材
断熱材の問題は非常に複雑で、ガスとは異なり、一度損傷すると回復することができない断熱材です。偶発的な過電圧イベントでも永久的な損傷を引き起こす可能性があります。絶縁材は長期使用において放電事故等の様々な事態に遭遇し、また絶縁材自体も長期間蓄積された熱応力等の様々な要因により温度、機械的衝撃等の応力が加速していきます。老化の過程。断熱材の場合、指標は数多くありますが、その品種は多岐にわたるため、断熱材の特性は一様ではありません。これは、絶縁材料の選択と使用にある程度の困難をもたらし、これが、熱応力、機械的特性、部分放電などの絶縁材料の他の特性が現在考慮されていない理由です。絶縁材料に対する上記の応力の影響は、IEC の出版物で議論されており、実用化において定性的な役割を果たす可能性がありますが、定量的なガイダンスを行うことはまだ不可能です。現在、低圧電気製品の多くは、絶縁材料の定量的な指標として、3グループ4種類に分けられる漏電痕指数のCTI値と耐漏電痕指数PTIとの比較が行われています。漏水痕指数は、水分を含んだ液体を断熱材の表面に滴下して漏水痕跡を形成するために使用されます。定量的な比較を示します。
この一定量の指標を製品の設計に応用しています。
3. 断熱調整の検証
現在、絶縁調整を検証する最適な方法はインパルス誘電試験を使用することであり、機器ごとに異なる定格インパルス電圧値を選択できます。
1. 定格インパルス電圧テストで機器の絶縁調整を検証します。
定格インパルス電圧μSの1.2/50の波形。
インパルス試験電源のインパルス発生器の出力インピーダンスは、一般に500Ω以上である必要があります。インパルス電圧の定格値は、機器の使用状況、過電圧カテゴリー、長期使用電圧に応じて決定し、それに応じて補正する必要があります。対応する高度に移動します。現在、低圧開閉装置にはいくつかの試験条件が適用されています。湿度と温度に関する明確な規定がない場合は、開閉装置全体に対する規格の適用範囲内に含める必要があります。機器の使用環境が開閉装置セットの適用範囲を超える場合は、修正を検討する必要があります。気圧と温度の補正関係は以下の通りです。
K=P/101.3×293(ΔT＋293)
K – 気圧と温度の補正パラメータ
Δ T – 実際の (実験室) 温度と T = 20 ℃ との温度差 K
P – 実際の圧力 kPa
2. 交流インパルス電圧の絶縁試験
低圧開閉装置の場合、インパルス電圧試験の代わりにACまたはDC試験を使用することもできますが、この種の試験方法はインパルス電圧試験よりも厳しいため、製造業者の同意が必要です。
実験期間は通信の場合は 3 サイクルです。
DC テストでは、各相 (正および負) にそれぞれ電圧を 3 回印加し、各時間の持続時間は 10ms です。
1. 標準的な過電圧の決定。
2. 耐電圧の決定と調整してください。
3. 定格絶縁レベルの決定。
4. 断熱調整の一般的な手順。
投稿日時: 2023 年 2 月 20 日