कम वोल्टेज स्विचगियर के इन्सुलेशन समन्वय का सिद्धांत और सत्यापन

सार: इन्सुलेशन समन्वय विद्युत उपकरण उत्पादों की सुरक्षा से संबंधित एक महत्वपूर्ण मुद्दा है, और हमेशा सभी पहलुओं पर ध्यान दिया गया है।इन्सुलेशन समन्वय का उपयोग पहली बार उच्च वोल्टेज विद्युत उत्पादों में किया गया था।चीन में इंसुलेशन सिस्टम की वजह से होने वाली दुर्घटनाएं चीन में 50% से 60% इलेक्ट्रिक उत्पादों के लिए होती हैं।इन्सुलेशन समन्वय की अवधारणा को कम वोल्टेज स्विचगियर और नियंत्रण उपकरण में औपचारिक रूप से उद्धृत किए जाने के बाद से केवल दो साल हुए हैं।इसलिए, उत्पाद में इन्सुलेशन समन्वय समस्या को सही ढंग से निपटाना और हल करना एक अधिक महत्वपूर्ण समस्या है, और इस पर पर्याप्त ध्यान दिया जाना चाहिए।

मुख्य शब्द: कम वोल्टेज स्विचगियर की इन्सुलेशन और इन्सुलेशन सामग्री

0. परिचय
कम वोल्टेज स्विचगियर कम वोल्टेज बिजली आपूर्ति प्रणाली में विद्युत ऊर्जा के नियंत्रण, सुरक्षा, माप, रूपांतरण और वितरण के लिए जिम्मेदार है।जैसा कि लो-वोल्टेज स्विचगियर उत्पादन स्थल, सार्वजनिक स्थान, आवासीय और अन्य स्थानों में गहराई तक जाता है, यह कहा जा सकता है कि बिजली के उपकरणों का उपयोग करने वाले सभी स्थानों को लो-वोल्टेज उपकरण से सुसज्जित किया जाएगा।चीन में लगभग 80% बिजली ऊर्जा की आपूर्ति लो-वोल्टेज स्विचगियर के माध्यम से की जाती है।लो-वोल्टेज स्विचगियर का विकास सामग्री उद्योग, कम-वोल्टेज बिजली के उपकरणों, प्रसंस्करण प्रौद्योगिकी और उपकरण इंफ्रास्ट्रक्चर निर्माण और लोगों के जीवन स्तर से प्राप्त होता है, इसलिए कम वोल्टेज स्विचगियर का स्तर आर्थिक ताकत, विज्ञान और प्रौद्योगिकी और जीवन स्तर को दर्शाता है। देश एक तरफ से

1. इन्सुलेशन समन्वय का मूल सिद्धांत
इन्सुलेशन समन्वय का मतलब है कि उपकरण की विद्युत इन्सुलेशन विशेषताओं को सेवा की स्थिति और उपकरण के आसपास के वातावरण के अनुसार चुना जाता है।केवल जब उपकरण का डिज़ाइन फ़ंक्शन की ताकत पर आधारित होता है जो उसके अपेक्षित जीवन में होता है, तो क्या इन्सुलेशन समन्वय को महसूस किया जा सकता है।इन्सुलेशन समन्वय की समस्या न केवल उपकरण के बाहर बल्कि उपकरण से भी आती है।यह सभी पहलुओं से जुड़ी एक समस्या है, जिस पर व्यापक रूप से विचार किया जाना चाहिए।मुख्य बिंदुओं को तीन भागों में बांटा गया है: पहला, उपकरणों के उपयोग की शर्तें;दूसरा उपकरण का उपयोग वातावरण है, और तीसरा इन्सुलेशन सामग्री का चयन है।

1.1 उपकरण की उपयोग की स्थिति उपकरण की उपयोग की स्थिति मुख्य रूप से वोल्टेज, विद्युत क्षेत्र और उपकरण द्वारा उपयोग की जाने वाली आवृत्ति को संदर्भित करती है।

1.1.1 इन्सुलेशन समन्वय और वोल्टेज के बीच संबंध।इन्सुलेशन समन्वय और वोल्टेज के बीच संबंध पर विचार करते हुए, वोल्टेज जो सिस्टम में हो सकता है, उपकरण द्वारा उत्पन्न वोल्टेज, निरंतर वोल्टेज संचालन स्तर की आवश्यकता होती है, और व्यक्तिगत सुरक्षा और दुर्घटना के खतरे पर विचार किया जाएगा।

① वोल्टेज और ओवरवॉल्टेज, तरंग का वर्गीकरण।

ए निरंतर बिजली आवृत्ति वोल्टेज, निरंतर आर, एम, एस वोल्टेज के साथ;

बी अस्थायी ओवरवॉल्टेज, लंबे समय तक बिजली आवृत्ति ओवरवॉल्टेज;

सी क्षणिक ओवरवॉल्टेज, कुछ मिलीसेकंड या उससे कम के लिए ओवर-वोल्टेज, आमतौर पर उच्च भिगोना दोलन या गैर दोलन होता है।

——एक क्षणिक ओवरवॉल्टेज, आमतौर पर एक तरफा, S के बीच 20 μ sTp5000 μ के चरम मान तक पहुँचता है, तरंग पूंछ T2 ≤ 20ms की अवधि।

——फास्ट वेव प्री ओवरवॉल्टेज: एक क्षणिक ओवरवॉल्टेज, आमतौर पर एक दिशा में, 0.1 μ sT120 μ s के चरम मान तक पहुंचता है।वेव टेल अवधि T2 ≤ 300 μ s।

——स्टीप वेव फ्रंट ओवरवॉल्टेज: एक क्षणिक ओवरवॉल्टेज, आमतौर पर एक दिशा में, TF ≤ 0.1 μ s पर चरम मान तक पहुंचता है।कुल अवधि 3MS है, और आरोपित दोलन है, और दोलन की आवृत्ति 30kHz और 100MHz के बीच है।

डी। संयुक्त (अस्थायी, धीमी गति से आगे, तेज, खड़ी) ओवरवॉल्टेज।

उपरोक्त ओवरवॉल्टेज प्रकार के अनुसार, मानक वोल्टेज तरंग का वर्णन किया जा सकता है।

② लंबी अवधि के एसी या डीसी वोल्टेज और इन्सुलेशन समन्वय के बीच संबंध को रेटेड वोल्टेज, रेटेड इन्सुलेशन वोल्टेज और वास्तविक कामकाजी वोल्टेज पर विचार करना चाहिए।सिस्टम के सामान्य और दीर्घकालिक संचालन में, रेटेड इन्सुलेशन वोल्टेज और वास्तविक कार्यशील वोल्टेज पर विचार किया जाना चाहिए।मानक की आवश्यकताओं को पूरा करने के अलावा, हमें चीन के पावर ग्रिड की वास्तविक स्थिति पर भी ध्यान देना चाहिए।वर्तमान स्थिति में चीन में पावर ग्रिड की गुणवत्ता अधिक नहीं है, उत्पादों को डिजाइन करते समय, इन्सुलेशन समन्वय के लिए वास्तविक संभव कार्यशील वोल्टेज अधिक महत्वपूर्ण है।

③ क्षणिक ओवरवॉल्टेज और इन्सुलेशन समन्वय के बीच संबंध विद्युत प्रणाली में नियंत्रित ओवर-वोल्टेज की स्थिति से संबंधित है।सिस्टम और उपकरण में ओवरवॉल्टेज के कई रूप हैं।ओवरवॉल्टेज के प्रभाव को व्यापक रूप से माना जाना चाहिए।लो वोल्टेज पावर सिस्टम में, ओवरवॉल्टेज विभिन्न चर कारकों से प्रभावित हो सकता है।इसलिए, सिस्टम में ओवरवॉल्टेज का मूल्यांकन सांख्यिकीय पद्धति द्वारा किया जाता है, घटना की संभावना की अवधारणा को दर्शाता है, और यह निर्धारित किया जा सकता है कि सुरक्षा नियंत्रण की आवश्यकता है या नहीं।

1.1.2 उपकरणों के ओवर-वोल्टेज श्रेणी को उपकरण उपयोग की शर्तों के लिए आवश्यक दीर्घकालिक निरंतर वोल्टेज ऑपरेशन स्तर के अनुसार लो-वोल्टेज पावर ग्रिड बिजली आपूर्ति उपकरण के ओवरवॉल्टेज श्रेणी से सीधे IV वर्ग में विभाजित किया जाएगा।ओवरवॉल्टेज श्रेणी IV के उपकरण वितरण उपकरण के बिजली आपूर्ति अंत में उपयोग किए जाने वाले उपकरण हैं, जैसे कि एमीटर और पिछले चरण के वर्तमान सुरक्षा उपकरण।ओवरवॉल्टेज क्लास III के उपकरण वितरण डिवाइस में स्थापना का कार्य है, और उपकरणों की सुरक्षा और प्रयोज्यता को विशेष आवश्यकताओं को पूरा करना चाहिए, जैसे कि वितरण डिवाइस में स्विचगियर।ओवरवॉल्टेज क्लास II का उपकरण वितरण उपकरण द्वारा संचालित ऊर्जा खपत उपकरण है, जैसे कि घरेलू उपयोग और इसी तरह के उद्देश्यों के लिए लोड।ओवरवॉल्टेज क्लास I के उपकरण उन उपकरणों से जुड़े होते हैं जो क्षणिक ओवरवॉल्टेज को बहुत कम स्तर तक सीमित करते हैं, जैसे कि ओवर-वोल्टेज सुरक्षा वाले इलेक्ट्रॉनिक सर्किट।कम वोल्टेज ग्रिड द्वारा सीधे आपूर्ति नहीं किए जाने वाले उपकरणों के लिए, सिस्टम उपकरण में होने वाली विभिन्न स्थितियों के अधिकतम वोल्टेज और गंभीर संयोजन को ध्यान में रखा जाना चाहिए।

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विद्युत क्षेत्र को समान विद्युत क्षेत्र और गैर-समान विद्युत क्षेत्र में बांटा गया है।कम वोल्टेज स्विचगियर में, यह आमतौर पर गैर-समान विद्युत क्षेत्र के मामले में माना जाता है।आवृत्ति समस्या अभी भी विचाराधीन है।आम तौर पर, कम आवृत्ति का इन्सुलेशन समन्वय पर बहुत कम प्रभाव पड़ता है, लेकिन उच्च आवृत्ति का अभी भी प्रभाव पड़ता है, विशेष रूप से इन्सुलेशन सामग्री पर।

1.2 इन्सुलेशन समन्वय और पर्यावरणीय परिस्थितियों से संबंधित उपकरणों का स्थूल वातावरण इन्सुलेशन समन्वय को प्रभावित करता है।वर्तमान व्यावहारिक अनुप्रयोग और मानकों की आवश्यकताओं से, वायु दाब में परिवर्तन केवल ऊंचाई के कारण वायु दाब के परिवर्तन को ध्यान में रखता है।दैनिक हवा के दबाव में परिवर्तन को नजरअंदाज कर दिया गया है, और तापमान और आर्द्रता के कारकों को भी नजरअंदाज कर दिया गया है।हालाँकि, यदि अधिक सटीक आवश्यकताएँ हैं, तो मानकों की आवश्यकताओं के अनुसार वायु दाब को बदल दिया जाएगा, इन कारकों को भी ध्यान में रखा जाना चाहिए।सूक्ष्म वातावरण से, स्थूल वातावरण सूक्ष्म वातावरण को निर्धारित करता है, लेकिन सूक्ष्म वातावरण स्थूल पर्यावरण उपकरण से बेहतर या बुरा हो सकता है।विभिन्न सुरक्षा स्तर, हीटिंग, वेंटिलेशन और शेल की धूल सूक्ष्म वातावरण को प्रभावित कर सकते हैं।सूक्ष्म पर्यावरण में प्रासंगिक मानकों में स्पष्ट प्रावधान हैं, जो उत्पादों के डिजाइन के लिए आधार प्रदान करते हैं।

1.3 इन्सुलेशन समन्वय और इन्सुलेशन सामग्री की समस्याएं काफी जटिल हैं।यह गैस से अलग है, और यह एक इंसुलेटिंग माध्यम है जिसे एक बार क्षतिग्रस्त होने पर ठीक नहीं किया जा सकता है।यहां तक ​​कि आकस्मिक ओवरवॉल्टेज घटना से भी स्थायी क्षति हो सकती है।लंबे समय तक उपयोग में, इन्सुलेशन सामग्री विभिन्न स्थितियों का सामना करेगी, जैसे कि डिस्चार्ज दुर्घटनाएं, इन्सुलेशन सामग्री लंबे समय तक संचित विभिन्न कारकों, जैसे थर्मल तनाव, तापमान, यांत्रिक प्रभाव और अन्य के कारण अपनी उम्र बढ़ने की प्रक्रिया को तेज करेगी। तनाव।इन्सुलेशन सामग्री के लिए, किस्मों की विविधता के कारण, इन्सुलेशन सामग्री की विशेषताएं समान नहीं हैं, हालांकि कई संकेतक हैं।यह इन्सुलेट सामग्री के चयन और उपयोग में कुछ कठिनाई लाता है, यही कारण है कि इन्सुलेशन सामग्री की अन्य विशेषताओं, जैसे कि थर्मल तनाव, यांत्रिक गुण, आंशिक निर्वहन, आदि पर वर्तमान में विचार नहीं किया जाता है।

2. इन्सुलेशन समन्वय का सत्यापन
वर्तमान में, इन्सुलेशन समन्वय को सत्यापित करने के लिए इष्टतम विधि आवेग ढांकता हुआ परीक्षण का उपयोग करना है, और विभिन्न उपकरणों के लिए अलग-अलग रेटेड आवेग वोल्टेज मान का चयन किया जा सकता है।

2.1 इंसुलेशन मैचिंग रेटेड इम्पल्स वोल्टेज इक्विपमेंट का रेटेड इम्पल्स वोल्टेज टेस्ट μ S वेव फॉर्म द्वारा 1.2 / 50 है।

आवेग परीक्षण बिजली की आपूर्ति के आवेग जनरेटर का उत्पादन प्रतिबाधा 500 से अधिक होना चाहिए Ω, रेटेड आवेग वोल्टेज मान उपयोग की स्थिति, ओवरवॉल्टेज श्रेणी और उपकरण के दीर्घकालिक उपयोग वोल्टेज के अनुसार निर्धारित किया जाएगा, और तदनुसार ठीक किया जाएगा इसी ऊंचाई तक।वर्तमान में, कुछ परीक्षण शर्तें कम वोल्टेज स्विचगियर पर लागू होती हैं।यदि आर्द्रता और तापमान पर कोई स्पष्ट शर्त नहीं है, तो यह पूर्ण स्विचगियर के लिए मानक के आवेदन के दायरे में भी होना चाहिए।यदि उपकरण उपयोग पर्यावरण स्विचगियर सेट के लागू दायरे से बाहर है, तो इसे सही माना जाना चाहिए।वायु दाब और तापमान के बीच सुधार संबंध इस प्रकार है:

के=पी/101.3 × 293(Δ टी+293)

कश्मीर - हवा के दबाव और तापमान के सुधार पैरामीटर

Δ टी - वास्तविक (प्रयोगशाला) तापमान और टी = 20 ℃ के बीच तापमान अंतर के

पी - वास्तविक दबाव केपीए

2.2 कम वोल्टेज स्विचगियर के लिए, वैकल्पिक आवेग वोल्टेज के ढांकता हुआ परीक्षण के लिए आवेग वोल्टेज परीक्षण को बदलने के लिए एसी या डीसी परीक्षण का उपयोग किया जा सकता है, लेकिन इस तरह की परीक्षण विधि आवेग वोल्टेज परीक्षण की तुलना में अधिक गंभीर है, और इसे निर्माता द्वारा सहमत होना चाहिए।

संचार के मामले में प्रयोग की अवधि 3 चक्र है।

डीसी परीक्षण, प्रत्येक चरण (सकारात्मक और नकारात्मक) क्रमशः लागू वोल्टेज तीन बार, प्रत्येक बार अवधि 10ms है।

चीन की वर्तमान स्थिति में, उच्च और निम्न वोल्टेज वाले विद्युत उत्पादों में, उपकरणों का इन्सुलेशन समन्वय अभी भी एक बड़ी समस्या है।कम वोल्टेज स्विचगियर और नियंत्रण उपकरण में इन्सुलेशन समन्वय अवधारणा की औपचारिक शुरुआत के कारण, यह केवल लगभग दो वर्षों का मामला है।इसलिए, उत्पाद में इन्सुलेशन समन्वय समस्या से निपटना और हल करना एक अधिक महत्वपूर्ण समस्या है।

संदर्भ:

[1] Iec439-1 कम वोल्टेज स्विचगियर और नियंत्रण उपकरण - भाग I: टाइप टेस्ट और पार्ट टाइप टेस्ट पूर्ण उपकरण [एस]।

Iec890 एक्सट्रपलेशन विधि द्वारा कुछ प्रकार के परीक्षण सेटों के माध्यम से कम वोल्टेज स्विचगियर और नियंत्रण उपकरणों के तापमान में वृद्धि की जाँच करें।