कमी व्होल्टेज स्विचगियरच्या इन्सुलेशन समन्वयाचे सिद्धांत आणि सत्यापन

गोषवारा: विद्युत उपकरण उत्पादनांच्या सुरक्षिततेशी संबंधित इन्सुलेशन समन्वय हा एक महत्त्वाचा मुद्दा आहे आणि याकडे नेहमीच सर्व पैलूंपासून लक्ष दिले जाते.उच्च व्होल्टेज इलेक्ट्रिकल उत्पादनांमध्ये प्रथम इन्सुलेशन समन्वय वापरला गेला.चीनमध्ये, इन्सुलेशन सिस्टममुळे होणारे अपघात चीनमधील इलेक्ट्रिक उत्पादनांमध्ये 50% ते 60% आहेत.कमी व्होल्टेज स्विचगियर आणि नियंत्रण उपकरणांमध्ये इन्सुलेशन समन्वयाची संकल्पना औपचारिकपणे उद्धृत केल्यापासून फक्त दोन वर्षे झाली आहेत.म्हणून, उत्पादनातील इन्सुलेशन समन्वय समस्या योग्यरित्या हाताळणे आणि सोडवणे ही अधिक महत्त्वाची समस्या आहे आणि त्याकडे पुरेसे लक्ष दिले पाहिजे.

मुख्य शब्द: कमी व्होल्टेज स्विचगियरचे इन्सुलेशन आणि इन्सुलेशन साहित्य

0. परिचय
कमी व्होल्टेज स्विचगियर कमी व्होल्टेज वीज पुरवठा प्रणालीमध्ये विद्युत उर्जेचे नियंत्रण, संरक्षण, मापन, रूपांतरण आणि वितरण यासाठी जबाबदार आहे.कमी-व्होल्टेज स्विचगियर उत्पादन साइट, सार्वजनिक ठिकाणे, निवासी आणि इतर ठिकाणी खोलवर जात असल्याने, असे म्हणता येईल की विद्युत उपकरणे वापरली जाणारी सर्व ठिकाणे कमी-व्होल्टेज उपकरणांनी सुसज्ज असतील.चीनमधील सुमारे 80% उर्जा कमी-व्होल्टेज स्विचगियरद्वारे पुरवली जाते.लो-व्होल्टेज स्विचगियरचा विकास भौतिक उद्योग, कमी-व्होल्टेज इलेक्ट्रिकल उपकरणे, प्रक्रिया तंत्रज्ञान आणि उपकरणे पायाभूत सुविधांचे बांधकाम आणि लोकांचे राहणीमान यातून साधित केलेली आहे, त्यामुळे कमी व्होल्टेज स्विचगियरची पातळी आर्थिक ताकद, विज्ञान आणि तंत्रज्ञान आणि जीवनमान प्रतिबिंबित करते. एका बाजूने देश.

1. इन्सुलेशन समन्वयाचे मूलभूत तत्त्व
इन्सुलेशन समन्वयाचा अर्थ असा आहे की उपकरणांची विद्युत इन्सुलेशन वैशिष्ट्ये सेवा परिस्थिती आणि उपकरणांच्या आसपासच्या वातावरणानुसार निवडली जातात.जेव्हा उपकरणाची रचना त्याच्या अपेक्षित आयुष्यात सहन केलेल्या कार्याच्या सामर्थ्यावर आधारित असेल तेव्हाच इन्सुलेशन समन्वय साधता येईल.इन्सुलेशन समन्वयाची समस्या केवळ उपकरणाच्या बाहेरूनच येत नाही तर उपकरणातूनच येते.सर्व पैलूंचा समावेश असलेली ही समस्या आहे, ज्याचा सर्वसमावेशकपणे विचार केला पाहिजे.मुख्य मुद्दे तीन भागांमध्ये विभागलेले आहेत: प्रथम, उपकरणांच्या वापराच्या अटी;दुसरे म्हणजे उपकरणाच्या वापराचे वातावरण आणि तिसरे म्हणजे इन्सुलेशन सामग्रीची निवड.

1.1 उपकरणांच्या वापराच्या अटी उपकरणांच्या वापराच्या अटी प्रामुख्याने उपकरणाद्वारे वापरलेले व्होल्टेज, विद्युत क्षेत्र आणि वारंवारता यांचा संदर्भ घेतात.

1.1.1 इन्सुलेशन समन्वय आणि व्होल्टेजमधील संबंध.इन्सुलेशन समन्वय आणि व्होल्टेज यांच्यातील संबंध लक्षात घेता, सिस्टममध्ये उद्भवू शकणारे व्होल्टेज, उपकरणाद्वारे तयार केलेले व्होल्टेज, आवश्यक सतत व्होल्टेज ऑपरेशन स्तर आणि वैयक्तिक सुरक्षा आणि अपघाताचा धोका विचारात घेतला जाईल.

① व्होल्टेज आणि ओव्हरव्होल्टेज, वेव्हफॉर्मचे वर्गीकरण.

A. सतत पॉवर वारंवारता व्होल्टेज, स्थिर R, m, s व्होल्टेजसह;

B. तात्पुरती ओव्हरव्होल्टेज, पॉवर फ्रिक्वेंसी ओव्हरव्होल्टेज बर्याच काळासाठी;

C क्षणिक ओव्हरव्होल्टेज, काही मिलीसेकंद किंवा त्यापेक्षा कमी कालावधीसाठी ओव्हर-व्होल्टेज, सामान्यत: उच्च डॅम्पिंग ऑसिलेशन किंवा नॉन ऑसिलेशन असते.

——एक क्षणिक ओव्हरव्होल्टेज, सामान्यत: एक-मार्ग, 20 μsTp5000 μ S च्या दरम्यान शिखर मूल्यापर्यंत पोहोचते, तरंग टेल T2 चा कालावधी ≤ 20ms.

——फास्ट वेव्ह प्री ओव्हरव्होल्टेज: एक क्षणिक ओव्हरव्होल्टेज, सहसा एका दिशेने, 0.1 μsT120 μs च्या शिखर मूल्यापर्यंत पोहोचते.लहरी शेपटीचा कालावधी T2 ≤ 300 μs.

——स्टीप वेव्ह फ्रंट ओव्हरव्होल्टेज: एक क्षणिक ओव्हरव्होल्टेज, सामान्यतः एका दिशेने, TF ≤ 0.1 μs वर शिखर मूल्य गाठते.एकूण कालावधी 3MS आहे, आणि तेथे सुपरइम्पोज्ड ऑसिलेशन आहे आणि दोलनाची वारंवारता 30kHz आणि 100MHz दरम्यान आहे.

D. एकत्रित (तात्पुरता, हळू पुढे, वेगवान, तीव्र) ओव्हरव्होल्टेज.

वरील ओव्हरव्होल्टेज प्रकारानुसार, मानक व्होल्टेज वेव्हफॉर्मचे वर्णन केले जाऊ शकते.

② दीर्घकालीन AC किंवा DC व्होल्टेज आणि इन्सुलेशन समन्वय यांच्यातील संबंधाने रेट केलेले व्होल्टेज, रेट केलेले इन्सुलेशन व्होल्टेज आणि वास्तविक कार्यरत व्होल्टेज यांचा विचार केला पाहिजे.सिस्टमच्या सामान्य आणि दीर्घकालीन ऑपरेशनमध्ये, रेट केलेले इन्सुलेशन व्होल्टेज आणि वास्तविक कार्यरत व्होल्टेज विचारात घेतले पाहिजे.मानकांच्या आवश्यकता पूर्ण करण्याव्यतिरिक्त, आम्ही चीनच्या पॉवर ग्रिडच्या वास्तविक परिस्थितीकडे लक्ष दिले पाहिजे.सध्याच्या परिस्थितीत चीनमध्ये पॉवर ग्रिडची गुणवत्ता जास्त नाही, उत्पादनांची रचना करताना, इन्सुलेशन समन्वयासाठी वास्तविक संभाव्य कार्यरत व्होल्टेज अधिक महत्त्वाचे आहे.

③ क्षणिक ओव्हरव्होल्टेज आणि इन्सुलेशन समन्वय यांच्यातील संबंध विद्युत प्रणालीमध्ये नियंत्रित ओव्हर-व्होल्टेजच्या स्थितीशी संबंधित आहे.सिस्टम आणि उपकरणांमध्ये, ओव्हरव्होल्टेजचे अनेक प्रकार आहेत.ओव्हरव्होल्टेजच्या प्रभावाचा सर्वसमावेशकपणे विचार केला पाहिजे.कमी व्होल्टेज पॉवर सिस्टममध्ये, ओव्हरव्होल्टेज विविध परिवर्तनीय घटकांमुळे प्रभावित होऊ शकते.म्हणून, सिस्टीममधील ओव्हरव्होल्टेजचे मूल्यमापन सांख्यिकीय पद्धतीद्वारे केले जाते, जे घटनेच्या संभाव्यतेची संकल्पना प्रतिबिंबित करते आणि संरक्षण नियंत्रण आवश्यक आहे की नाही हे संभाव्यता आकडेवारीच्या पद्धतीद्वारे निर्धारित केले जाऊ शकते.

1.1.2 उपकरणांची ओव्हर-व्होल्टेज श्रेणी कमी-व्होल्टेज पॉवर ग्रिड पॉवर सप्लाय उपकरणांच्या ओव्हरव्होल्टेज श्रेणीतून थेट IV वर्गात विभागली जाईल, ज्याची उपकरणे वापरण्याच्या अटींनुसार आवश्यक दीर्घकालीन सतत व्होल्टेज ऑपरेशन पातळीनुसार.ओव्हरव्होल्टेज श्रेणी IV ची उपकरणे वितरण यंत्राच्या पॉवर सप्लाय एंडवर वापरली जाणारी उपकरणे आहेत, जसे की अॅमीटर आणि मागील स्टेजची वर्तमान संरक्षण उपकरणे.ओव्हरव्होल्टेज क्लास III ची उपकरणे वितरण यंत्रामध्ये स्थापनेचे कार्य आहे आणि उपकरणाची सुरक्षितता आणि लागूता विशेष आवश्यकता पूर्ण करणे आवश्यक आहे, जसे की वितरण उपकरणातील स्विचगियर.ओव्हरव्होल्टेज क्लास II ची उपकरणे ही ऊर्जा वापरणारी उपकरणे आहेत जी वितरण यंत्राद्वारे चालविली जातात, जसे की घरगुती वापरासाठी लोड आणि तत्सम हेतूने.ओव्हरव्होल्टेज वर्ग I ची उपकरणे अशा उपकरणांशी जोडलेली असतात जी चंचल ओव्हरव्होल्टेजला अत्यंत कमी पातळीपर्यंत मर्यादित करते, जसे की ओव्हर-व्होल्टेज संरक्षणासह इलेक्ट्रॉनिक सर्किट.कमी व्होल्टेज ग्रिडद्वारे थेट पुरवल्या जात नसलेल्या उपकरणांसाठी, सिस्टम उपकरणांमध्ये उद्भवू शकणार्‍या विविध परिस्थितींचे कमाल व्होल्टेज आणि गंभीर संयोजन लक्षात घेतले पाहिजे.

|<12>>

इलेक्ट्रिक फील्ड एकसमान इलेक्ट्रिक फील्ड आणि नॉन-युनिफॉर्म इलेक्ट्रिक फील्डमध्ये विभागले गेले आहे.कमी व्होल्टेज स्विचगियरमध्ये, हे सामान्यतः गैर-युनिफॉर्म इलेक्ट्रिक फील्डच्या बाबतीत मानले जाते.वारंवारता समस्या अद्याप विचाराधीन आहे.सामान्यतः, कमी वारंवारतेचा इन्सुलेशन समन्वयावर फारसा प्रभाव पडत नाही, परंतु उच्च वारंवारता अजूनही प्रभाव टाकते, विशेषत: इन्सुलेशन सामग्रीवर.

1.2 इन्सुलेशन समन्वय आणि पर्यावरणीय परिस्थितीशी संबंधित उपकरणांचे मॅक्रो वातावरण इन्सुलेशन समन्वय प्रभावित करते.सध्याच्या व्यावहारिक अनुप्रयोग आणि मानकांच्या आवश्यकतांनुसार, हवेच्या दाबातील बदल केवळ उंचीमुळे होणारा हवा दाब बदलला जातो.दैनंदिन हवेच्या दाबातील बदलाकडे दुर्लक्ष केले गेले आहे आणि तापमान आणि आर्द्रता या घटकांकडेही दुर्लक्ष केले गेले आहे.तथापि, अधिक अचूक आवश्यकता असल्यास, मानकांच्या आवश्यकतांनुसार हवेचा दाब बदलला जाईल, हे घटक देखील विचारात घेतले पाहिजेत.सूक्ष्म वातावरणातून, मॅक्रो पर्यावरण सूक्ष्म वातावरण निर्धारित करते, परंतु सूक्ष्म वातावरण मॅक्रो पर्यावरण उपकरणांपेक्षा चांगले किंवा वाईट असू शकते.विविध संरक्षण पातळी, गरम करणे, वायुवीजन आणि शेलची धूळ सूक्ष्म वातावरणावर परिणाम करू शकते.सूक्ष्म वातावरणात संबंधित मानकांमध्ये स्पष्ट तरतुदी आहेत, जे उत्पादनांच्या डिझाइनसाठी आधार प्रदान करतात.

1.3 इन्सुलेशन समन्वय आणि इन्सुलेशन सामग्रीच्या समस्या खूप जटिल आहेत.हे गॅसपेक्षा वेगळे आहे आणि ते एक इन्सुलेट माध्यम आहे जे एकदा खराब झाल्यानंतर परत मिळवता येत नाही.अपघाती ओव्हरव्होल्टेज इव्हेंट देखील कायमचे नुकसान होऊ शकते.दीर्घकालीन वापरामध्ये, इन्सुलेशन सामग्रीला विविध परिस्थितींचा सामना करावा लागतो, जसे की डिस्चार्ज अपघात, इन्सुलेशन सामग्री स्वतःच त्याच्या वृद्धत्वाच्या प्रक्रियेस गती देईल, जसे की थर्मल ताण, तापमान, यांत्रिक प्रभाव आणि इतर बर्याच काळापासून जमा झालेल्या विविध घटकांमुळे. ताणइन्सुलेशन सामग्रीसाठी, विविध प्रकारच्या वाणांमुळे, इन्सुलेशन सामग्रीची वैशिष्ट्ये एकसमान नसतात, जरी अनेक निर्देशक आहेत.यामुळे इन्सुलेटिंग सामग्रीची निवड आणि वापर करण्यात काही अडचण येते, ज्यामुळे इन्सुलेशन सामग्रीची इतर वैशिष्ट्ये, जसे की थर्मल स्ट्रेस, यांत्रिक गुणधर्म, आंशिक डिस्चार्ज इत्यादींचा सध्या विचार केला जात नाही.

2. इन्सुलेशन समन्वयाची पडताळणी
सध्या, इन्सुलेशन समन्वय सत्यापित करण्यासाठी इष्टतम पद्धत म्हणजे आवेग डायलेक्ट्रिक चाचणी वापरणे आणि भिन्न उपकरणांसाठी भिन्न रेट केलेले आवेग व्होल्टेज मूल्ये निवडली जाऊ शकतात.

2.1 रेट केलेल्या इंपल्स व्होल्टेज चाचणी μS वेव्ह फॉर्मद्वारे उपकरणांचे इन्सुलेशन जुळणारे रेट केलेले इंपल्स व्होल्टेज 1.2/50 आहे.

इंपल्स टेस्ट पॉवर सप्लायच्या आवेग जनरेटरचा आउटपुट प्रतिबाधा 500 पेक्षा जास्त असणे आवश्यक आहे Ω， रेट केलेले आवेग व्होल्टेज मूल्य वापर परिस्थिती, ओव्हरव्होल्टेज श्रेणी आणि उपकरणाच्या दीर्घकालीन वापर व्होल्टेजनुसार निर्धारित केले जाईल आणि त्यानुसार दुरुस्त केले जाईल. संबंधित उंचीवर.सध्या, कमी व्होल्टेज स्विचगियरवर काही चाचणी अटी लागू केल्या जातात.आर्द्रता आणि तपमानावर कोणतेही स्पष्ट नियम नसल्यास, ते संपूर्ण स्विचगियरसाठी मानक लागू करण्याच्या कार्यक्षेत्रात देखील असले पाहिजे.जर उपकरणे वापरण्याचे वातावरण स्विचगियर सेटच्या लागू व्याप्तीच्या पलीकडे असेल, तर ते दुरुस्त करणे आवश्यक आहे.हवेचा दाब आणि तापमान यांच्यातील सुधारणा संबंध खालीलप्रमाणे आहे:

K=P/101.3 × 293( Δ T+293)

के - हवेचा दाब आणि तापमान सुधारण्याचे मापदंड

Δ T - वास्तविक (प्रयोगशाळा) तापमान आणि T = 20 ℃ दरम्यान तापमान फरक K

पी - वास्तविक दाब kPa

2.2 कमी व्होल्टेज स्विचगियरसाठी, AC किंवा DC चाचणीचा वापर पर्यायी आवेग व्होल्टेजच्या डायलेक्ट्रिक चाचणीसाठी इंपल्स व्होल्टेज चाचणी बदलण्यासाठी केला जाऊ शकतो, परंतु या प्रकारची चाचणी पद्धत आवेग व्होल्टेज चाचणीपेक्षा अधिक गंभीर आहे आणि ती उत्पादकाने मान्य केली पाहिजे.

संप्रेषणाच्या बाबतीत प्रयोगाचा कालावधी 3 चक्र आहे.

DC चाचणी, प्रत्येक टप्पा (सकारात्मक आणि नकारात्मक) अनुक्रमे तीन वेळा लागू व्होल्टेज, प्रत्येक वेळी कालावधी 10ms आहे.

चीनच्या सध्याच्या परिस्थितीत, उच्च आणि कमी व्होल्टेज इलेक्ट्रिकल उत्पादनांमध्ये, उपकरणांचे इन्सुलेशन समन्वय अजूनही एक मोठी समस्या आहे.कमी व्होल्टेज स्विचगियर आणि नियंत्रण उपकरणांमध्ये इन्सुलेशन समन्वय संकल्पनेची औपचारिक ओळख झाल्यामुळे, ही केवळ दोन वर्षांची बाब आहे.म्हणून, उत्पादनातील इन्सुलेशन समन्वय समस्येला सामोरे जाणे आणि त्याचे निराकरण करणे ही अधिक महत्त्वाची समस्या आहे.

संदर्भ:

[१] Iec439-1 कमी व्होल्टेज स्विचगियर आणि नियंत्रण उपकरणे – भाग I: प्रकार चाचणी आणि भाग प्रकार चाचणी पूर्ण उपकरणे [s].

Iec890 कमी व्होल्टेज स्विचगियरचे तापमान वाढ तपासा आणि एक्स्ट्रापोलेशन पद्धतीने काही प्रकारच्या चाचणी सेटद्वारे नियंत्रण उपकरणे तपासा.