નીચા વોલ્ટેજ સ્વીચગિયરના ઇન્સ્યુલેશન સંકલનનું સિદ્ધાંત અને ચકાસણી

એબ્સ્ટ્રેક્ટ: ઇન્સ્યુલેશન કોઓર્ડિનેશન એ વિદ્યુત ઉપકરણોના ઉત્પાદનોની સલામતી સાથે સંબંધિત એક મહત્વપૂર્ણ મુદ્દો છે, અને તેના પર હંમેશા તમામ પાસાઓથી ધ્યાન આપવામાં આવે છે.ઇન્સ્યુલેશન કોઓર્ડિનેશનનો ઉપયોગ સૌપ્રથમ ઉચ્ચ વોલ્ટેજ વિદ્યુત ઉત્પાદનોમાં કરવામાં આવ્યો હતો.ચીનમાં, ઇન્સ્યુલેશન સિસ્ટમના કારણે થતા અકસ્માતો ચીનમાં 50% થી 60% ઇલેક્ટ્રિક ઉત્પાદનોનો હિસ્સો ધરાવે છે.નીચા વોલ્ટેજ સ્વીચગિયર અને કંટ્રોલ ઇક્વિપમેન્ટમાં ઇન્સ્યુલેશન કોઓર્ડિનેશનની વિભાવનાને ઔપચારિક રીતે ટાંક્યાને માત્ર બે વર્ષ થયા છે.તેથી, ઉત્પાદનમાં ઇન્સ્યુલેશન સંકલન સમસ્યાનો યોગ્ય રીતે સામનો કરવો અને તેનું નિરાકરણ કરવું તે વધુ મહત્વપૂર્ણ સમસ્યા છે, અને તેના પર પૂરતું ધ્યાન આપવું જોઈએ.

મુખ્ય શબ્દો: લો વોલ્ટેજ સ્વીચગિયરનું ઇન્સ્યુલેશન અને ઇન્સ્યુલેશન સામગ્રી

0. પરિચય
લો વોલ્ટેજ સ્વીચગિયર લો વોલ્ટેજ પાવર સપ્લાય સિસ્ટમમાં ઇલેક્ટ્રિક એનર્જીના નિયંત્રણ, રક્ષણ, માપન, રૂપાંતર અને વિતરણ માટે જવાબદાર છે.લો-વોલ્ટેજ સ્વીચગિયર ઉત્પાદન સ્થળ, સાર્વજનિક સ્થળ, રહેણાંક અને અન્ય સ્થળોએ ઊંડે સુધી જાય છે, એમ કહી શકાય કે જ્યાં વિદ્યુત ઉપકરણોનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે તે તમામ સ્થાનો ઓછા-વોલ્ટેજ સાધનોથી સજ્જ હોવા જોઈએ.ચીનમાં લગભગ 80% પાવર એનર્જી લો-વોલ્ટેજ સ્વીચગિયર દ્વારા પૂરી પાડવામાં આવે છે.લો-વોલ્ટેજ સ્વીચગિયરનો વિકાસ મટીરીયલ ઈન્ડસ્ટ્રી, લો-વોલ્ટેજ વિદ્યુત ઉપકરણો, પ્રોસેસીંગ ટેક્નોલોજી અને સાધનો ઈન્ફ્રાસ્ટ્રક્ચર કન્સ્ટ્રક્શન અને લોકોના જીવન ધોરણોમાંથી મેળવવામાં આવે છે, તેથી નીચા વોલ્ટેજ સ્વીચગિયરનું સ્તર આર્થિક શક્તિ, વિજ્ઞાન અને ટેકનોલોજી અને જીવનધોરણને પ્રતિબિંબિત કરે છે. એક બાજુથી દેશ.

1. ઇન્સ્યુલેશન સંકલનનો મૂળભૂત સિદ્ધાંત
ઇન્સ્યુલેશન સંકલનનો અર્થ એ છે કે સાધનસામગ્રીની વિદ્યુત ઇન્સ્યુલેશન લાક્ષણિકતાઓ સેવાની શરતો અને સાધનોની આસપાસના વાતાવરણ અનુસાર પસંદ કરવામાં આવે છે.જ્યારે સાધનસામગ્રીની ડિઝાઈન તેના અપેક્ષિત જીવનમાં જે કાર્ય કરે છે તેની તાકાત પર આધારિત હોય ત્યારે જ ઇન્સ્યુલેશન સંકલન સાકાર થઈ શકે છે.ઇન્સ્યુલેશન સંકલનની સમસ્યા માત્ર સાધનોની બહારથી જ નહીં પણ સાધનસામગ્રીમાંથી પણ આવે છે.તે તમામ પાસાઓ સાથે સંકળાયેલી સમસ્યા છે, જેનો વ્યાપકપણે વિચાર કરવો જોઈએ.મુખ્ય મુદ્દાઓને ત્રણ ભાગોમાં વિભાજિત કરવામાં આવે છે: પ્રથમ, સાધનોના ઉપયોગની શરતો;બીજું સાધનનો ઉપયોગ વાતાવરણ છે, અને ત્રીજું ઇન્સ્યુલેશન સામગ્રીની પસંદગી છે.

1.1 સાધનોના ઉપયોગની શરતો સાધનસામગ્રીના ઉપયોગની શરતો મુખ્યત્વે વોલ્ટેજ, ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્ર અને સાધનો દ્વારા ઉપયોગમાં લેવાતી આવર્તનનો સંદર્ભ આપે છે.

1.1.1 ઇન્સ્યુલેશન સંકલન અને વોલ્ટેજ વચ્ચેનો સંબંધ.ઇન્સ્યુલેશન કોઓર્ડિનેશન અને વોલ્ટેજ વચ્ચેના સંબંધને ધ્યાનમાં લેતા, સિસ્ટમમાં જે વોલ્ટેજ થઈ શકે છે, સાધનો દ્વારા જનરેટ થતો વોલ્ટેજ, સતત વોલ્ટેજ ઓપરેશન લેવલ અને વ્યક્તિગત સલામતી અને અકસ્માતના જોખમને ધ્યાનમાં લેવામાં આવશે.

① વોલ્ટેજ અને ઓવરવોલ્ટેજનું વર્ગીકરણ, વેવફોર્મ.

A. સતત પાવર ફ્રીક્વન્સી વોલ્ટેજ, સતત R, m, s વોલ્ટેજ સાથે;

B. કામચલાઉ ઓવરવોલ્ટેજ, લાંબા સમય માટે પાવર ફ્રીક્વન્સી ઓવરવોલ્ટેજ;

C ક્ષણિક ઓવરવોલ્ટેજ, થોડા મિલીસેકન્ડ્સ અથવા ઓછા માટે ઓવર-વોલ્ટેજ, સામાન્ય રીતે ઉચ્ચ ભીના ઓસિલેશન અથવા નોન ઓસિલેશન છે.

——એક ક્ષણિક ઓવરવોલ્ટેજ, સામાન્ય રીતે એક-માર્ગી, 20 μsTp5000 μ ની ટોચની કિંમત સુધી પહોંચે છે, S ની વચ્ચે, તરંગ પૂંછડી T2 ≤ 20ms ની અવધિ.

——ફાસ્ટ વેવ પૂર્વ ઓવરવોલ્ટેજ: ક્ષણિક ઓવરવોલ્ટેજ, સામાન્ય રીતે એક દિશામાં, 0.1 μsT120 μs ની ટોચની કિંમત સુધી પહોંચે છે.વેવ પૂંછડીનો સમયગાળો T2 ≤ 300 μs.

——સ્ટીપ વેવ ફ્રન્ટ ઓવરવોલ્ટેજ: ક્ષણિક ઓવરવોલ્ટેજ, સામાન્ય રીતે એક દિશામાં, TF ≤ 0.1 μs પર ટોચના મૂલ્ય સુધી પહોંચે છે.કુલ અવધિ 3MS છે, અને ત્યાં સુપરઇમ્પોઝ્ડ ઓસિલેશન છે, અને ઓસિલેશનની આવર્તન 30kHz અને 100MHz ની વચ્ચે છે.

D. સંયુક્ત (અસ્થાયી, ધીમી આગળ, ઝડપી, બેહદ) ઓવરવોલ્ટેજ.

ઉપરોક્ત ઓવરવોલ્ટેજ પ્રકાર અનુસાર, પ્રમાણભૂત વોલ્ટેજ વેવફોર્મનું વર્ણન કરી શકાય છે.

② લાંબા ગાળાના AC અથવા DC વોલ્ટેજ અને ઇન્સ્યુલેશન કોઓર્ડિનેશન વચ્ચેનો સંબંધ રેટેડ વોલ્ટેજ, રેટેડ ઇન્સ્યુલેશન વોલ્ટેજ અને વાસ્તવિક વર્કિંગ વોલ્ટેજને ધ્યાનમાં લેવો જોઈએ.સિસ્ટમની સામાન્ય અને લાંબા ગાળાની કામગીરીમાં, રેટ કરેલ ઇન્સ્યુલેશન વોલ્ટેજ અને વાસ્તવિક કાર્યકારી વોલ્ટેજને ધ્યાનમાં લેવું જોઈએ.ધોરણની જરૂરિયાતોને પૂર્ણ કરવા ઉપરાંત, આપણે ચીનના પાવર ગ્રીડની વાસ્તવિક સ્થિતિ પર ધ્યાન આપવું જોઈએ.વર્તમાન પરિસ્થિતિમાં કે પાવર ગ્રીડની ગુણવત્તા ચીનમાં ઊંચી નથી, જ્યારે ઉત્પાદનોની રચના કરતી વખતે, ઇન્સ્યુલેશન સંકલન માટે વાસ્તવિક સંભવિત કાર્યકારી વોલ્ટેજ વધુ મહત્વપૂર્ણ છે.

③ ક્ષણિક ઓવરવોલ્ટેજ અને ઇન્સ્યુલેશન કોઓર્ડિનેશન વચ્ચેનો સંબંધ ઇલેક્ટ્રિકલ સિસ્ટમમાં નિયંત્રિત ઓવર-વોલ્ટેજની સ્થિતિ સાથે સંબંધિત છે.સિસ્ટમ અને સાધનોમાં, ઓવરવોલ્ટેજના ઘણા સ્વરૂપો છે.ઓવરવોલ્ટેજના પ્રભાવને વ્યાપક રીતે ધ્યાનમાં લેવો જોઈએ.નીચા વોલ્ટેજ પાવર સિસ્ટમમાં, ઓવરવોલ્ટેજ વિવિધ ચલ પરિબળો દ્વારા પ્રભાવિત થઈ શકે છે.તેથી, સિસ્ટમમાં ઓવરવોલ્ટેજનું મૂલ્યાંકન આંકડાકીય પદ્ધતિ દ્વારા કરવામાં આવે છે, જે ઘટનાની સંભાવનાના ખ્યાલને પ્રતિબિંબિત કરે છે, અને તે સંભવિત આંકડાઓની પદ્ધતિ દ્વારા નક્કી કરી શકાય છે કે શું સંરક્ષણ નિયંત્રણની જરૂર છે.

1.1.2 સાધનોની ઓવર-વોલ્ટેજ કેટેગરીને લો-વોલ્ટેજ પાવર ગ્રીડ પાવર સપ્લાય સાધનોની ઓવરવોલ્ટેજ કેટેગરીમાંથી સીધા જ IV વર્ગમાં વિભાજિત કરવામાં આવશે.ઓવરવોલ્ટેજ કેટેગરી IV ના સાધનો એ વિતરણ ઉપકરણના પાવર સપ્લાય છેડે વપરાતા સાધનો છે, જેમ કે એમીટર અને અગાઉના તબક્કાના વર્તમાન સંરક્ષણ સાધનો.ઓવરવોલ્ટેજ ક્લાસ III ના સાધનો એ વિતરણ ઉપકરણમાં ઇન્સ્ટોલેશનનું કાર્ય છે, અને સાધનોની સલામતી અને લાગુ પાડવા માટે વિશિષ્ટ આવશ્યકતાઓને પૂર્ણ કરવી આવશ્યક છે, જેમ કે વિતરણ ઉપકરણમાં સ્વીચગિયર.ઓવરવોલ્ટેજ વર્ગ II ના સાધનો એ વિતરણ ઉપકરણ દ્વારા સંચાલિત ઊર્જા વપરાશ સાધનો છે, જેમ કે ઘર વપરાશ માટેનો લોડ અને સમાન હેતુઓ.ઓવરવોલ્ટેજ વર્ગ I ના સાધનો એવા સાધનો સાથે જોડાયેલા છે જે ક્ષણિક ઓવરવોલ્ટેજને ખૂબ જ નીચા સ્તર સુધી મર્યાદિત કરે છે, જેમ કે ઓવર-વોલ્ટેજ સુરક્ષા સાથે ઇલેક્ટ્રોનિક સર્કિટ.નીચા વોલ્ટેજ ગ્રીડ દ્વારા સીધા જ પૂરા પાડવામાં આવતા ન હોય તેવા સાધનો માટે, મહત્તમ વોલ્ટેજ અને સિસ્ટમ સાધનોમાં આવી શકે તેવી વિવિધ પરિસ્થિતિઓના ગંભીર સંયોજનને ધ્યાનમાં લેવું આવશ્યક છે.

|<12>>

વિદ્યુત ક્ષેત્રને સમાન વિદ્યુત ક્ષેત્ર અને બિન-યુનિફોર્મ વિદ્યુત ક્ષેત્રમાં વિભાજિત કરવામાં આવે છે.નીચા વોલ્ટેજ સ્વીચગિયરમાં, તે સામાન્ય રીતે બિન-યુનિફોર્મ ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્રના કિસ્સામાં માનવામાં આવે છે.આવર્તનની સમસ્યા હજુ પણ વિચારણા હેઠળ છે.સામાન્ય રીતે, ઓછી આવર્તનનો ઇન્સ્યુલેશન સંકલન પર થોડો પ્રભાવ હોય છે, પરંતુ ઉચ્ચ આવર્તન હજુ પણ પ્રભાવ ધરાવે છે, ખાસ કરીને ઇન્સ્યુલેશન સામગ્રી પર.

1.2 ઇન્સ્યુલેશન સંકલન અને પર્યાવરણીય પરિસ્થિતિઓ સંબંધિત સાધનોનું મેક્રો પર્યાવરણ ઇન્સ્યુલેશન સંકલનને અસર કરે છે.વર્તમાન પ્રાયોગિક એપ્લિકેશન અને ધોરણોની જરૂરિયાતોમાંથી, હવાના દબાણમાં ફેરફાર માત્ર ઊંચાઈને કારણે હવાના દબાણમાં ફેરફારને ધ્યાનમાં લે છે.દૈનિક હવાના દબાણમાં ફેરફારને અવગણવામાં આવ્યો છે, અને તાપમાન અને ભેજના પરિબળોને પણ અવગણવામાં આવ્યા છે.જો કે, જો ત્યાં વધુ ચોક્કસ આવશ્યકતાઓ હોય, તો ધોરણોની જરૂરિયાતો અનુસાર હવાનું દબાણ બદલવામાં આવશે, આ પરિબળોને પણ ધ્યાનમાં લેવા જોઈએ.સૂક્ષ્મ વાતાવરણમાંથી, મેક્રો પર્યાવરણ સૂક્ષ્મ વાતાવરણ નક્કી કરે છે, પરંતુ સૂક્ષ્મ પર્યાવરણ મેક્રો પર્યાવરણ સાધનો કરતાં વધુ સારું અથવા ખરાબ હોઈ શકે છે.વિવિધ સુરક્ષા સ્તરો, હીટિંગ, વેન્ટિલેશન અને શેલની ધૂળ સૂક્ષ્મ વાતાવરણને અસર કરી શકે છે.સૂક્ષ્મ વાતાવરણમાં સંબંધિત ધોરણોમાં સ્પષ્ટ જોગવાઈઓ છે, જે ઉત્પાદનોની રચના માટેનો આધાર પૂરો પાડે છે.

1.3 ઇન્સ્યુલેશન સંકલન અને ઇન્સ્યુલેશન સામગ્રીની સમસ્યાઓ ખૂબ જટિલ છે.તે ગેસથી અલગ છે, અને તે એક ઇન્સ્યુલેટીંગ માધ્યમ છે જે એકવાર ક્ષતિગ્રસ્ત થયા પછી પુનઃપ્રાપ્ત કરી શકાતું નથી.આકસ્મિક ઓવરવોલ્ટેજની ઘટના પણ કાયમી નુકસાનનું કારણ બની શકે છે.લાંબા ગાળાના ઉપયોગમાં, ઇન્સ્યુલેશન સામગ્રી વિવિધ પરિસ્થિતિઓનો સામનો કરશે, જેમ કે ડિસ્ચાર્જ અકસ્માતો, ઇન્સ્યુલેશન સામગ્રી પોતે જ તેની વૃદ્ધ પ્રક્રિયાને વેગ આપશે કારણ કે લાંબા સમય સુધી સંચિત વિવિધ પરિબળો, જેમ કે થર્મલ તણાવ, તાપમાન, યાંત્રિક અસર અને અન્ય. તણાવઇન્સ્યુલેશન સામગ્રી માટે, વિવિધ પ્રકારની વિવિધતાને લીધે, ઇન્સ્યુલેશન સામગ્રીની લાક્ષણિકતાઓ એકસમાન નથી, જો કે ત્યાં ઘણા સૂચકાંકો છે.આ ઇન્સ્યુલેટીંગ સામગ્રીની પસંદગી અને ઉપયોગમાં થોડી મુશ્કેલી લાવે છે, જેનું કારણ છે કે ઇન્સ્યુલેશન સામગ્રીની અન્ય લાક્ષણિકતાઓ, જેમ કે થર્મલ સ્ટ્રેસ, યાંત્રિક ગુણધર્મો, આંશિક સ્રાવ, વગેરેને હાલમાં ધ્યાનમાં લેવામાં આવતા નથી.

2. ઇન્સ્યુલેશન સંકલનની ચકાસણી
હાલમાં, ઇન્સ્યુલેશન કોઓર્ડિનેશન ચકાસવાની શ્રેષ્ઠ પદ્ધતિ ઇમ્પલ્સ ડાઇલેક્ટ્રિક ટેસ્ટનો ઉપયોગ કરવાની છે, અને વિવિધ સાધનો માટે વિવિધ રેટેડ ઇમ્પલ્સ વોલ્ટેજ મૂલ્યો પસંદ કરી શકાય છે.

2.1 રેટેડ ઇમ્પલ્સ વોલ્ટેજ ટેસ્ટ μS વેવ ફોર્મ દ્વારા સાધનોના ઇન્સ્યુલેશન મેચિંગ રેટેડ ઇમ્પલ્સ વોલ્ટેજ 1.2/50 છે.

ઇમ્પલ્સ ટેસ્ટ પાવર સપ્લાયના ઇમ્પલ્સ જનરેટરનું આઉટપુટ ઇમ્પીડેન્સ 500 થી વધુ હોવું જોઈએ સામાન્ય રીતે Ω， રેટ કરેલ ઇમ્પલ્સ વોલ્ટેજ મૂલ્ય ઉપયોગની પરિસ્થિતિ, ઓવરવોલ્ટેજ કેટેગરી અને સાધનોના લાંબા ગાળાના ઉપયોગના વોલ્ટેજ અનુસાર નક્કી કરવામાં આવશે, અને તે અનુસાર તેને સુધારવું જોઈએ. અનુરૂપ ઊંચાઈ સુધી.હાલમાં, નીચા વોલ્ટેજ સ્વીચગિયર પર કેટલીક પરીક્ષણ શરતો લાગુ કરવામાં આવે છે.જો ભેજ અને તાપમાન અંગે કોઈ સ્પષ્ટ શરત ન હોય, તો તે સંપૂર્ણ સ્વીચગિયર માટેના માનક લાગુ કરવાના અવકાશમાં પણ હોવી જોઈએ.જો સાધનસામગ્રીના ઉપયોગનું વાતાવરણ સ્વીચગિયર સેટના લાગુ અવકાશની બહાર હોય, તો તેને સુધારવાનું માનવામાં આવવું જોઈએ.હવાના દબાણ અને તાપમાન વચ્ચેનો સુધારણા સંબંધ નીચે મુજબ છે:

K=P/101.3 × 293( Δ T+293)

K - હવાના દબાણ અને તાપમાનના સુધારણા પરિમાણો

Δ T - વાસ્તવિક (પ્રયોગશાળા) તાપમાન અને T = 20 ℃ વચ્ચે તાપમાન તફાવત K

પી - વાસ્તવિક દબાણ kPa

લો વોલ્ટેજ સ્વીચગિયર માટે 2.2, AC અથવા DC ટેસ્ટનો ઉપયોગ વૈકલ્પિક ઇમ્પલ્સ વોલ્ટેજના ડાઇલેક્ટ્રિક ટેસ્ટ માટે ઇમ્પલ્સ વોલ્ટેજ ટેસ્ટને બદલવા માટે કરી શકાય છે, પરંતુ આ પ્રકારની ટેસ્ટ પદ્ધતિ ઇમ્પલ્સ વોલ્ટેજ ટેસ્ટ કરતાં વધુ ગંભીર છે, અને તે ઉત્પાદક દ્વારા સંમત થવી જોઈએ.

સંચારના કિસ્સામાં પ્રયોગનો સમયગાળો 3 ચક્ર છે.

ડીસી ટેસ્ટ, દરેક તબક્કા (પોઝિટિવ અને નેગેટિવ) અનુક્રમે ત્રણ વખત વોલ્ટેજ લાગુ કરે છે, દરેક વખતે સમયગાળો 10ms છે.

ચીનની વર્તમાન પરિસ્થિતિમાં, ઉચ્ચ અને નીચા વોલ્ટેજ વિદ્યુત ઉત્પાદનોમાં, સાધનોનું ઇન્સ્યુલેશન સંકલન હજી પણ એક મોટી સમસ્યા છે.નીચા વોલ્ટેજ સ્વીચગિયર અને કંટ્રોલ સાધનોમાં ઇન્સ્યુલેશન કોઓર્ડિનેશન કન્સેપ્ટની ઔપચારિક રજૂઆતને કારણે, તે લગભગ બે વર્ષ જેટલો જ સમય છે.તેથી, ઉત્પાદનમાં ઇન્સ્યુલેશન સંકલન સમસ્યાનો સામનો કરવો અને ઉકેલવા માટે તે વધુ મહત્વપૂર્ણ સમસ્યા છે.

સંદર્ભ:

[1] Iec439-1 લો વોલ્ટેજ સ્વીચગિયર અને નિયંત્રણ સાધનો – ભાગ I: પ્રકાર પરીક્ષણ અને ભાગ પ્રકાર પરીક્ષણ સંપૂર્ણ સાધનો [ઓ].

Iec890 એક્સ્ટ્રાપોલેશન પદ્ધતિ દ્વારા અમુક પ્રકારના ટેસ્ટ સેટ દ્વારા નીચા વોલ્ટેજ સ્વીચગિયર અને નિયંત્રણ સાધનોના તાપમાનમાં વધારો તપાસો.