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摘要：1987年，電工委員會(huì)(IEC)第17D分技術委員會(huì)起(qǐ)草了名爲《對(duì)IEC439的補充1關于絕緣配合的要求》的技術文件，正式將(jiāng)絕緣配合問題引入到了低壓成(chéng)套開(kāi)關設備和控制設備中。就(jiù)目前我國(guó)的實際情況而言，在高、低壓電器産品中，設備的絕緣配合仍是一個較大的問題，又由于在低壓成(chéng)套開(kāi)關設備和控制設備中正式引用絕緣配合這(zhè)個概念，隻是近兩(liǎng)年的事(shì)情。所以，正确處理、解決好(hǎo)産品中絕緣配合問題，是一個比較重要的問題。
要害詞：低壓開(kāi)關設備絕緣配合絕緣材料

　　絕緣配合問題是一個關系到電氣設備産品安全性的重要問題，曆來受到來自各方面(miàn)的重視。絕緣配合早應用在高壓電器産品中。1987年，電工委員會(huì)(IEC)第17D分技術委員會(huì)起(qǐ)草了名爲《對(duì)IEC439的補充1關于絕緣配合的要求》的技術文件，正式將(jiāng)絕緣配合問題引入到了低壓成(chéng)套開(kāi)關設備和控制設備中。就(jiù)目前我國(guó)的實際情況而言，在高、低壓電器産品中，設備的絕緣配合仍是一個較大的問題，有統計數字顯示，我國(guó)的電器産品中，由于絕緣系統而引發(fā)的事(shì)故占50％－60％，又由于在低壓成(chéng)套開(kāi)關設備和控制設備中正式引用絕緣配合這(zhè)個概念，隻是近兩(liǎng)年的事(shì)情。所以，正确處理、解決好(hǎo)産品中絕緣配合問題，是一個比較重要的問題。

二.絕緣配合的基本原理

　　絕緣配合意指根據設備的使用條件及四周環境來選擇設備的電氣絕緣特性，隻有在設備的設計基于其期望壽命中所承受的作用強度時(shí)，才能(néng)實現絕緣配合。絕緣配合的問題不僅來自設備外部而且還(hái)來自設備本身，是一個涉及各方面(miàn)因素，須加以綜合考慮的問題，其要點分爲三部分：一是設備的使用條件；二是設備的使用環境，三是絕緣材料的選用。

(一)設備的使用條件

　　設備的使用條件主要指設備使用的電壓、電場、頻率。

　　1.絕緣配合與電壓的關系。在考慮絕緣配合與電壓的關系中，要考慮在系統中可能(néng)出現的電壓、設備産生的電壓，要求的持續電壓運行等級，以及人身安全、事(shì)故的危險性。

1電壓與過(guò)電壓的分類，波形。
a)持續工頻電壓，有著(zhe)恒定r、m、s的電壓
b)暫時(shí)過(guò)電壓，較長(cháng)持續時(shí)間的工頻過(guò)電壓
c)瞬态過(guò)電壓，幾毫秒或更短的持續時(shí)間的過(guò)電壓，通常是高阻尼的振蕩或非振蕩的。
——緩波前過(guò)電壓：一種(zhǒng)瞬态過(guò)電壓，通常是單方向(xiàng)的，到達峰值的時(shí)間爲20μs<Tp<5000μs之間，波尾持續時(shí)間T2≤20ms。
——快波前過(guò)電壓：一種(zhǒng)瞬态過(guò)電壓，通常是單方向(xiàng)的，到達峰值時(shí)間爲0.1μs<T1<20μs，波尾持續時(shí)間T2≤300μs。
——陡波前過(guò)電壓：一種(zhǒng)瞬态過(guò)電壓，通常是單方向(xiàng)的，到達峰值的時(shí)間爲Tf≤0.1μs，總持續時(shí)間<3ms，并帶有疊加振蕩，振蕩頻率地30kHz<f<100MHz之間。
d)聯合(暫時(shí)、緩前波、快波前、陡波前)過(guò)電壓。
根據上述的過(guò)電壓類型，可描述出标準的電壓波形。

　　2長(cháng)期的交流或直流電壓與絕緣配合的關系，要考慮額定電壓、額定絕緣電壓、實際工作電壓。在系統正常、長(cháng)期運行過(guò)程中，主要要考慮額定的絕緣電壓和實際工作電壓，而這(zhè)一點除了要滿足标準的要求外，更要注重考慮我國(guó)電網的實際情況。在目前我國(guó)電網質量尚不高的情況下，設計産品時(shí)，對(duì)絕緣配合而言，實際可能(néng)出現的工作電壓更重要。

　　3瞬态過(guò)電壓與絕緣配合的關系，這(zhè)與電氣系統内被控過(guò)電壓的條件有關。在系統和設備中，存在多種(zhǒng)形式的過(guò)電壓，要全面(miàn)考慮各種(zhǒng)過(guò)電壓的影響，在低壓電力系統中，過(guò)電壓可能(néng)會(huì)受到各種(zhǒng)多變因素的影響，所以，系統中的過(guò)電壓的是通過(guò)統計的方法來評定，反映了一種(zhǒng)發(fā)生概率的概念，并可通過(guò)概率統計的方法來決定是否需要保護控制。

2.設備的過(guò)電壓類别

　　根據設備的使用條件，要求的長(cháng)期持續電壓運行等級，將(jiāng)直接由低壓電網供電設備的過(guò)電壓類别分爲Ⅳ級。過(guò)電壓類别Ⅳ級的設備是使用在配電裝置電源端的設備，如電表和前級電流保護設備。過(guò)電壓類别Ⅲ級的設備是安裝在配電裝置中的任務，以及設備的使用安全性和适用性必須符合非凡要求者，如配電裝置中的開(kāi)關電器。過(guò)電壓類别Ⅱ級的設備是由配電裝置供電的耗能(néng)設備，如家用和類似用途的負載。過(guò)電壓類别Ⅰ級的設備是連接在將(jiāng)瞬态過(guò)電壓限制在相當低水平的設備，如具有過(guò)壓保護的電子電路上。對(duì)于不直接由低壓電網供電的設備，必須考慮到系統設備可能(néng)出現的電壓及各種(zhǒng)情況的嚴重組合。
當設備要工作在較高一級别過(guò)電壓類别的場合，而設備本身的答應過(guò)電壓類别不夠時(shí)，就(jiù)需要采取措施，降低該處的過(guò)電壓，可采用以下方法。
a)過(guò)電壓保護器件
b)具有隔離繞組的變壓器
c)具有分散轉移浪通過(guò)電壓能(néng)量的多分支電路配電系統
d)能(néng)吸收浪湧過(guò)電壓能(néng)量的電容
e)能(néng)吸收浪湧過(guò)電壓能(néng)量的阻尼器件

3.電場與頻率

　　電場情況分爲均勻電場與非均勻電場，在低壓成(chéng)套開(kāi)關設備中，一般認爲是處在非均勻電場情況下，關于頻率問題，目前尚在考慮中，一般認爲低頻對(duì)絕緣配合影響不大，但高頻還(hái)是有影響的，尤其是對(duì)絕緣材料。

(二)絕緣配合與環境條件的關系

　　設備所處的宏觀環境影響著(zhe)絕緣配合，從目前實際應用與标準的要求來看，氣壓的變化隻考慮到海拔高度引起(qǐ)的氣壓的變化，日常的氣壓變化已經(jīng)忽略，溫度與濕度的因素也已忽略，但假如有更精确的要求時(shí)，這(zhè)些因素也還(hái)是應予以考慮。從微觀環境上講，宏觀環境決定了微觀環境，但微觀環境有可能(néng)會(huì)好(hǎo)于或壞于宏觀環境設備，外殼不同的防護等級、加熱、通風、灰塵都(dōu)有可能(néng)影響微觀環境，微觀環境在相關标準有明确規定，見表1，這(zhè)就(jiù)爲産品的設計提供了依據。

(三)絕緣配合與絕緣材料

　　絕緣材料的問題相當複雜，它不同于氣體，是一種(zhǒng)一旦遭到破壞便不可恢複的絕緣介質，即使偶然發(fā)生的過(guò)電壓事(shì)件也有可能(néng)造成(chéng)永久損壞，絕緣材料在長(cháng)期的使用中，會(huì)碰到各種(zhǒng)各樣情況，如放電事(shì)故等，而絕緣材料本身由于長(cháng)期積累的各種(zhǒng)因素，如熱應力、溫度，機械沖擊等應力，又會(huì)加速它的老化過(guò)程。對(duì)于絕緣材料來講，由于品種(zhǒng)的多樣性，其衡量絕緣材料的特性指标雖多，但不統一。這(zhè)就(jiù)爲絕緣材料的選擇和使用帶來一定難度，這(zhè)也就(jiù)是目前從上對(duì)絕緣材料的其它特性，如熱應力、機械特性、局部放電等指标暫不予以考慮的原因。上述應力對(duì)絕緣材料的影響在IEC的出版物中已開(kāi)始有了一些論述，對(duì)實際應用能(néng)起(qǐ)一些定性的指導作用，但就(jiù)定量的指導，目前還(hái)做不到。目前，低壓電器産品中作爲定量指導絕緣材料的指标用的較多的有相比漏電起(qǐ)痕指數CTI值，分爲三組四類，耐漏電起(qǐ)痕指數PTI值。漏電起(qǐ)痕指數以通過(guò)含水污染的液滴落至絕緣材料表面(miàn)而形成(chéng)漏電痕迹，給出定量的比較。
這(zhè)一定量指标已實際應用到産品的設計中。

三.絕緣配合的驗證

　　目前驗證絕緣配合的優選方法是使用沖擊介電試驗來進(jìn)行，對(duì)于不同設備可選定不同額定沖擊電壓值。

1.用額定沖擊電壓試驗驗證設備的絕緣配合

額定沖擊電壓的爲1.2/50μs的波形。
用此波形來模拟瞬态過(guò)電壓、大氣過(guò)電壓，同時(shí)也包括低壓設備的接通分斷所産生的過(guò)電壓，沖擊試驗電源脈沖波形發(fā)生器其輸出阻抗一般應大于500Ω，額定沖擊電壓值的确定，應根據設備的使用場合，過(guò)電壓類别和設備的長(cháng)期使用電壓來決定，并應根據相應的海拔高度進(jìn)行修正。目前低壓成(chéng)套開(kāi)關設備對(duì)某些試驗條件。如濕度、溫度沒(méi)有作出明确的規定，但也應該在成(chéng)套開(kāi)關設備标準适用範圍内，如設備的使用環境超出了成(chéng)套開(kāi)關設備的适用範圍，則必須予以考慮修正。氣壓與溫度的修正關系如下式：
K=P/101.3×293(ΔT＋293)
K—氣壓與溫度的修正參數
ΔT—實際(試驗室)溫度與T=20℃的溫差K
P—實際氣壓kPa

2.替代沖擊電壓的介電試驗

　　對(duì)于低壓成(chéng)套開(kāi)關設備可以用交流或直流試驗來替代沖擊電壓試驗，但是這(zhè)類試驗方法比沖擊電壓試驗要嚴酷，應征得制造廠的同意。
交流試驗，在交流情況下，持續時(shí)間爲3個周波。
直流試驗，每相(正、負)各施加電壓三次，每次持續時(shí)間爲10ms。

四.絕緣配合的一般程序。

1.典型過(guò)電壓的确定。
2.配合耐受電壓的确定。
3.額定絕緣水平的确定。