低壓成套開關(guān)設(shè)備絕緣配合問題探究

孫平輝

（鎮(zhèn)江市產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心，江蘇 鎮(zhèn)江 212000）

0 引言

在工業(yè)企業(yè)的大型設(shè)備中，設(shè)備自身具有精密性與復(fù)雜性，為有效保證設(shè)備的良好運(yùn)行，其開關(guān)的設(shè)置較為復(fù)雜。如何通過有效控制絕緣配合問題以維護(hù)好成套開關(guān)在運(yùn)行過程中的電能分配、監(jiān)測、轉(zhuǎn)換、保護(hù)與控制功能，是工業(yè)企業(yè)需要展開研究的重要問題，更是工業(yè)企業(yè)維護(hù)自身利益和企業(yè)技術(shù)形象的有效手段。

1 低壓成套開關(guān)設(shè)備的基本概念

上述引言對低壓成套開關(guān)設(shè)備的主要功能做了簡單概述，即用于低壓供電系統(tǒng)之內(nèi)負(fù)責(zé)對電能的控制等作用。低壓成套開關(guān)的呈現(xiàn)方式一般為配電箱，在配電箱內(nèi)通過簡單設(shè)備的配合共同組裝構(gòu)成為整體的成套開關(guān)設(shè)備，其不同于日常生活當(dāng)中只負(fù)責(zé)輸送或切斷電源的電燈或簡單電器的開關(guān)，低壓成套開關(guān)設(shè)備可以通過本身的電器元件對電能的輸入進(jìn)行整合，并在有利于設(shè)備運(yùn)作的情況下輸送給設(shè)備，其應(yīng)用場合不局限于工業(yè)企業(yè)，對于有低壓用電需求的民用設(shè)備也起到關(guān)鍵作用。因此，低壓成套開關(guān)設(shè)備能有效保障電氣設(shè)備或使用者在使用低壓電過程中的安全性與穩(wěn)定性，降低用電風(fēng)險(xiǎn)、安全風(fēng)險(xiǎn)與財(cái)產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)，一定程度上維護(hù)了電器行業(yè)的良好運(yùn)行。常見的低壓成套開關(guān)設(shè)備形式有智能型、固定分割型、混裝型、抽出型與固定面板型等等[1]。

低壓成套開關(guān)設(shè)備在使用上對于其母線的選擇需要全面考慮其熱效應(yīng)（母線的熱效應(yīng)是指母線在使用過程中所能承受的電流產(chǎn)生的熱效應(yīng)）和動力效應(yīng)，另外設(shè)備的整體絕緣配合也是不可忽視的問題?？傊谄溥\(yùn)行過程中，需要明確注意正確的使用方法與對應(yīng)方式才能有效保證設(shè)備整體的運(yùn)行[2]。

2 絕緣配合的基本原理

絕緣配合的目的是在滿足電路與設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)自身功能的前提下，保證電路安全運(yùn)行。因此絕緣配合的良好設(shè)計(jì)一定要從設(shè)備整體出發(fā)，不僅要考慮設(shè)備自身的情況與條件，更要關(guān)注其使用環(huán)境，同時(shí)不能忽視絕緣配合根本材料的選擇。

2.1 設(shè)備的使用條件

電氣設(shè)備在進(jìn)行絕緣配合的處理過程中，其使用條件離不開電路中最基本的電壓、電流及其頻率問題。

（1）絕緣配合與電壓的關(guān)系。設(shè)備的額定電壓能為使用設(shè)備者提供其消耗功率的參數(shù)，但需要設(shè)備的使用者重視其標(biāo)準(zhǔn)的電壓工作環(huán)境，而絕緣配合的首要目的正是為了保證設(shè)備的有效運(yùn)行，因此絕緣配合過程中電壓是主要參數(shù)。相關(guān)工作人員要明確輸送電壓值的波動范圍是否正常，以降低事故率，保證人身與財(cái)產(chǎn)安全。

（2）絕緣配合與電流的關(guān)系。在絕緣配合中，電壓穩(wěn)定后，電流的參數(shù)一定要做到準(zhǔn)確無誤。電流值可以直接影響線路的散熱量、損耗量，同時(shí)電流值也可以影響線路的運(yùn)行與節(jié)能性。

（3）絕緣配合與設(shè)備使用頻率的關(guān)系。設(shè)備的使用頻率直接影響設(shè)備各部分元件的壽命，在進(jìn)行絕緣配合的設(shè)計(jì)之初，一定要根據(jù)設(shè)備的使用頻率對絕緣配合的部件質(zhì)量做出規(guī)劃。簡單來講，設(shè)備的使用頻率越高，其損耗越大，對應(yīng)絕緣配合的部件質(zhì)量就應(yīng)該越高，反之亦然。

2.2 設(shè)備的使用環(huán)境

（1）宏觀使用環(huán)境。設(shè)備所處的宏觀環(huán)境主要指設(shè)備所在的區(qū)域或工廠的整體環(huán)境，也就是電氣標(biāo)準(zhǔn)中經(jīng)常提及的污染等級。例如相同的設(shè)備在我國廣東沿海地區(qū)與東北地區(qū)，絕緣配合的設(shè)計(jì)一定要考慮兩者不同的季節(jié)溫度與空氣濕度，若將其中一臺設(shè)備遷移至高原地區(qū)，那么不同的海拔對設(shè)備的實(shí)驗(yàn)與使用也會產(chǎn)生一定的影響，依舊要根據(jù)宏觀環(huán)境進(jìn)行絕緣配合上的調(diào)整?？偨Y(jié)來說氣壓考驗(yàn)電器設(shè)備的抗壓性；溫度考驗(yàn)電器設(shè)備的功率與損耗；濕度考驗(yàn)設(shè)備的耐腐蝕性等等，總之在進(jìn)行絕緣配合的過程中一定不能忽視宏觀的使用環(huán)境。

（2）微觀使用環(huán)境。在設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，宏觀的控制方法不能有效解決，此時(shí)就需要考慮到微觀使用環(huán)境，即溫度、濕度、氣壓、日照、輻射等微小的變化。微觀使用環(huán)境不是影響絕緣配合的主要因素，但也不能忽視。

（3）材料的選擇。鑒于低壓成套開關(guān)設(shè)備自身的重要性，其材料選擇一定要嚴(yán)格把關(guān)，盡量參考標(biāo)準(zhǔn)的材料組別選型。在設(shè)備的長期運(yùn)行中，材料一直處于使用狀態(tài)，設(shè)備安全自不必多說，因此，保證材料滿足國內(nèi)或國際的性能要求是絕緣配合材料選擇的基本要求，如果存在特殊需求，甚至可以選擇性能優(yōu)于基本標(biāo)準(zhǔn)的材料。在材料選擇的方面，一定要綜合設(shè)備的使用頻率與宏觀微觀的環(huán)境變化，合理控制材料成本[3]。

3 絕緣配合的驗(yàn)證

針對低壓成套開關(guān)設(shè)備的絕緣配合是否有效問題，一定要設(shè)計(jì)相關(guān)的驗(yàn)證方法，以防設(shè)備運(yùn)行過程中出現(xiàn)相關(guān)故障，對設(shè)備造成不可逆的損害，從而影響企業(yè)利益。

3.1 用額定沖擊耐受電壓試驗(yàn)驗(yàn)證設(shè)備的絕緣配合

在低壓成套開關(guān)設(shè)備正式投入使用之前，可以模擬實(shí)際對其進(jìn)行沖擊耐受試驗(yàn)。一般選用1.2/50μs規(guī)格，模擬電流可能的沖擊波形。對于波形也需要綜合考慮設(shè)備的運(yùn)行環(huán)境、低壓設(shè)備形成的過電壓等具體因素來進(jìn)行修正，從而客觀判斷絕緣配合的有效性，若試驗(yàn)通過則可正式投用。另外，此試驗(yàn)可根據(jù)不同的工業(yè)企業(yè)情況進(jìn)行反復(fù)多次試驗(yàn)，以滿足各個(gè)企業(yè)的使用強(qiáng)度。當(dāng)然，該方法對設(shè)備在不同溫度、濕度等環(huán)境中的模擬存在不足是客觀存在的。

3.2 取消沖擊耐受電壓為實(shí)驗(yàn)中心的介電試驗(yàn)

在低壓成套開關(guān)設(shè)備的模擬絕緣配合檢測方法中，除卻上述檢驗(yàn)方法，介電試驗(yàn)對于交直流電相關(guān)的測試工作也能反映出低壓成套開關(guān)在絕緣配合上的表現(xiàn)。盡管這種介電試驗(yàn)本身也存在一些問題，但是相較于額定沖擊耐受電壓試驗(yàn)來說要更嚴(yán)謹(jǐn)一些。此試驗(yàn)方式需對交流和直流電壓分別進(jìn)行試驗(yàn)，其中交流電壓試驗(yàn)的持續(xù)時(shí)間要保證3個(gè)周期，而直流電壓試驗(yàn)工作要保證電壓釋放3次，每次的電壓釋放時(shí)間需保證一致。

3.3 低壓成套開關(guān)設(shè)備絕緣配合的檢測

在考慮低壓成套開關(guān)設(shè)備絕緣配合的檢測之前，首先要明確低壓成套開關(guān)設(shè)備的實(shí)際應(yīng)用方式。在工業(yè)企業(yè)實(shí)際應(yīng)用過程中，低壓成套開關(guān)設(shè)備可以應(yīng)用于不同的低壓設(shè)備，因此在對低壓成套開關(guān)設(shè)備單獨(dú)進(jìn)行檢測時(shí)，可以對其承受電流的范圍進(jìn)行記錄，在相同的開關(guān)設(shè)備對應(yīng)不同的電壓過程中，其表現(xiàn)出的承受范圍不同，再根據(jù)不同的應(yīng)用設(shè)備所需要的額定電壓，選擇相應(yīng)的低壓成套開關(guān)設(shè)備。因此在實(shí)際工業(yè)企業(yè)選擇低壓成套開關(guān)設(shè)備時(shí)，往往需要先確定使用設(shè)備為主體，根據(jù)使用設(shè)備反選低壓成套開關(guān)設(shè)備為配套設(shè)備，故工業(yè)企業(yè)需要明確自身的使用設(shè)備的主體，根據(jù)使用設(shè)備的實(shí)際情況觀察低壓成套開關(guān)設(shè)備的試驗(yàn)情況，做出合適選擇。需要強(qiáng)調(diào)的是，在選擇低壓成套開關(guān)設(shè)備的過程中，盡量選擇處于數(shù)值范圍中間的開關(guān)設(shè)備，避開處于范圍臨界值的設(shè)備，以保證設(shè)備自身的長期穩(wěn)定運(yùn)行[4]。

4 我國低壓成套開關(guān)設(shè)備絕緣配合整體的前進(jìn)方向

4.1 優(yōu)化產(chǎn)品布局

對于低壓成套開關(guān)的選擇與采購，上述關(guān)于測試數(shù)值范圍問題中已經(jīng)強(qiáng)調(diào)，需要通過設(shè)備自身出發(fā)選擇數(shù)值范圍合適的低壓成套開關(guān)設(shè)備。但目前我國有關(guān)產(chǎn)品過于依附其數(shù)值范圍，對于不同的設(shè)備使用相同低壓成套開關(guān)設(shè)備，勉強(qiáng)利用數(shù)值范圍為設(shè)備提供臨界值產(chǎn)品，造成相當(dāng)一部分開關(guān)設(shè)備選型錯誤。因此我國應(yīng)積極優(yōu)化低壓成套開關(guān)設(shè)備的產(chǎn)品布局，盡量縮小其數(shù)值范圍，杜絕使用臨界值產(chǎn)品，這需要行業(yè)自身提高研發(fā)能力，將電壓范圍進(jìn)一步細(xì)分縮小。

4.2 提升研發(fā)能力

為了低壓成套開關(guān)設(shè)備行業(yè)能提供更為優(yōu)秀的產(chǎn)品，研發(fā)能力的提升一定是重中之重。目前由于低壓成套開關(guān)設(shè)備在工業(yè)企業(yè)中設(shè)備的投入占比較小，很多具有實(shí)力與開發(fā)規(guī)模的大公司無心涉及其生產(chǎn)與研發(fā)，精力都投入在回報(bào)利潤豐厚的大型設(shè)備上，因此低壓成套開關(guān)設(shè)備的制造均由小型企業(yè)承擔(dān)。小型企業(yè)的資金支撐不足，自然研發(fā)能力就弱，不能為設(shè)備提供有效的開關(guān)設(shè)備。故有關(guān)企業(yè)有責(zé)任引導(dǎo)設(shè)備研發(fā)，投入研發(fā)資金與資源，為低壓成套開關(guān)設(shè)備的進(jìn)步盡一份力。

4.3 重視質(zhì)量問題

由于行業(yè)缺少對低壓成套開關(guān)設(shè)備的重視，導(dǎo)致其相關(guān)技術(shù)落后，在生產(chǎn)制作之后不能有充沛的技術(shù)與資源保證其質(zhì)量，因此低壓成套開關(guān)設(shè)備的質(zhì)量較低。低壓成套開關(guān)設(shè)備的質(zhì)量直接影響工業(yè)企業(yè)的設(shè)備運(yùn)作，嚴(yán)格控制其質(zhì)量能有效保證工業(yè)企業(yè)的良好運(yùn)行，從而保證企業(yè)自身的經(jīng)濟(jì)利益。低壓成套開關(guān)設(shè)備雖然在大型設(shè)備面前微不足道，但其相對低廉的價(jià)格卻能直接影響昂貴設(shè)備的運(yùn)行，是行業(yè)必須要重視的一個(gè)環(huán)節(jié)。故相關(guān)制造商需要重視產(chǎn)品的出廠質(zhì)量，行業(yè)內(nèi)的領(lǐng)軍企業(yè)更有責(zé)任制定相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，并給予制造商一定的扶持與重視，以打造優(yōu)質(zhì)的低壓成套開關(guān)設(shè)備為目標(biāo)，共同研發(fā)與進(jìn)步，并互相受益[5]。

5 結(jié)語

絕緣配合的好壞直接影響設(shè)備的運(yùn)行狀況，而對于低壓設(shè)備來說，低壓成套開關(guān)設(shè)備也能直接影響設(shè)備的運(yùn)行，因此低壓成套開關(guān)設(shè)備絕緣配合問題需要得到行業(yè)內(nèi)的重視并進(jìn)行完備的探究分析與實(shí)踐。明確低壓成套開關(guān)設(shè)備的理念與重要性，不斷優(yōu)化絕緣配合的檢測方法，在其生產(chǎn)制造的過程中腳踏實(shí)地，以更好地輸出適合市場的產(chǎn)品為己任，不斷提高研發(fā)能力并重視質(zhì)量問題，是低壓成套開關(guān)設(shè)備行業(yè)的發(fā)展要義。