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低压成套开关设备的绝缘配合问题

  在高、低压电器产品中,设备的绝缘配合仍是一个较大的问题。有统计数字显示,我国的电器产品中,由于绝缘系统而引发的事故占50%~60%,加之在低压成套开关设备和控制设备中正式引用绝缘配合这个概念只是近两年的事情,所以,正确处理产品中绝缘配合在问题就显得更为重要。 

  一、 绝缘配合的基本原理

  绝缘配合是指根据设备的使用条件及周围环境来选择设备的电气绝缘特性,只有在设备的设计基于其期望寿命中所承受的作用强度时,才能实现绝缘配合。绝缘配合的问题不仅来自设备外部而且还来自设备本身,是一个涉及各方面因素,须加以 

  综合考虑的问题。其要点分为三部分:一是设备的使用条件,二是设备的使用环境,三是绝缘材料的选用。

  (一) 设备的使用条件

  设备的使用条件主要指设备使用的电压、电场、频率。

  1. 绝缘配合与电压的关系

  在考虑绝缘配合与电压的关系中,要考虑在系统中可能出现的电压、设备产生的电压、要求的持续电压运行等级,以及人身安全、事故的危险性。电压与过电压的分类,波形如表2所示。

  1)持续工频电压,有着恒定r、m、s的电压;

  2)暂时过电压,较长持续时间的工频过电压;

  3)瞬态过电压,几毫秒或更短的持续时间的过电压,通常是高阻尼的振荡或非振荡的。

  缓波前过电压:一种瞬态过电压,通常是单方向的,到达峰值的时间为20μs<Tp<5000μs之间,波尾持续时间T2≤20ms。

  快波前过电压:一种瞬态过电压,通常是单方向的,到达峰值时间为0.1μs<T1<20μs波尾持续时间T2≤300μs。

  陡波前过电压:一种瞬态过电压,通常是单方向的,到达峰值的时间为Tf≤0.1μs,总持续时间<3ms,并带有叠加振荡,振荡频率地30KHz<f<100MHz之间。

  4)联合(暂时、缓前波、快波前、陡波前)过电压。

  根据上述过电压类型可描述出标准的电压波形。

  长期的交流或直流电压与绝缘配合的关系,要考虑额定电压、额定绝缘电压、实际工作电压。在系统正常、长期运行过程中,应主要考虑额定的绝缘电压和实际工作电压,而这一点除了要满足标准的要求外,更要注意考虑我国电网的实际情况。因此,在目前我国电网质量尚待提高的情况下,可能出现的实际工作电压更重要。

  瞬态过电压与绝缘配合的关系,这与电气系统内被控过电压的条件有关。在系统和设备中,存在多种形式的过电压,要全面考虑各种过电压的影响。在低压电力系统中,过电压可能会受到各种多变因素的影响,所以,系统中的过电压是通过统计的方法来评定,反映了一种发生概率的概念,并可通过概率统计的方法来决定是否需要保护控制。

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