低壓成套開關設備絕緣配合問題探究

孫平輝

（鎮江市產品質量監督檢驗中心，江蘇 鎮江 212000）

0 引言

在工業企業的大型設備中，設備自身具有精密性與復雜性，為有效保證設備的良好運行，其開關的設置較為復雜。如何通過有效控制絕緣配合問題以維護好成套開關在運行過程中的電能分配、監測、轉換、保護與控制功能，是工業企業需要展開研究的重要問題，更是工業企業維護自身利益和企業技術形象的有效手段。

1 低壓成套開關設備的基本概念

上述引言對低壓成套開關設備的主要功能做了簡單概述，即用于低壓供電系統之內負責對電能的控制等作用。低壓成套開關的呈現方式一般為配電箱，在配電箱內通過簡單設備的配合共同組裝構成為整體的成套開關設備，其不同于日常生活當中只負責輸送或切斷電源的電燈或簡單電器的開關，低壓成套開關設備可以通過本身的電器元件對電能的輸入進行整合，并在有利于設備運作的情況下輸送給設備，其應用場合不局限于工業企業，對于有低壓用電需求的民用設備也起到關鍵作用。因此，低壓成套開關設備能有效保障電氣設備或使用者在使用低壓電過程中的安全性與穩定性，降低用電風險、安全風險與財產風險，一定程度上維護了電器行業的良好運行。常見的低壓成套開關設備形式有智能型、固定分割型、混裝型、抽出型與固定面板型等等[1]。

低壓成套開關設備在使用上對于其母線的選擇需要全面考慮其熱效應（母線的熱效應是指母線在使用過程中所能承受的電流產生的熱效應）和動力效應，另外設備的整體絕緣配合也是不可忽視的問題。總之在其運行過程中，需要明確注意正確的使用方法與對應方式才能有效保證設備整體的運行[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備能夠實現自身功能的前提下，保證電路安全運行。因此絕緣配合的良好設計一定要從設備整體出發，不僅要考慮設備自身的情況與條件，更要關注其使用環境，同時不能忽視絕緣配合根本材料的選擇。

2.1 設備的使用條件

電氣設備在進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系。設備的額定電壓能為使用設備者提供其消耗功率的參數，但需要設備的使用者重視其標準的電壓工作環境，而絕緣配合的首要目的正是為了保證設備的有效運行，因此絕緣配合過程中電壓是主要參數。相關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，保證人身與財產安全。

（2）絕緣配合與電流的關系。在絕緣配合中，電壓穩定后，電流的參數一定要做到準確無誤。電流值可以直接影響線路的散熱量、損耗量，同時電流值也可以影響線路的運行與節能性。

（3）絕緣配合與設備使用頻率的關系。設備的使用頻率直接影響設備各部分元件的壽命，在進行絕緣配合的設計之初，一定要根據設備的使用頻率對絕緣配合的部件質量做出規劃。簡單來講，設備的使用頻率越高，其損耗越大，對應絕緣配合的部件質量就應該越高，反之亦然。

2.2 設備的使用環境

（1）宏觀使用環境。設備所處的宏觀環境主要指設備所在的區域或工廠的整體環境，也就是電氣標準中經常提及的污染等級。例如相同的設備在我國廣東沿海地區與東北地區，絕緣配合的設計一定要考慮兩者不同的季節溫度與空氣濕度，若將其中一臺設備遷移至高原地區，那么不同的海拔對設備的實驗與使用也會產生一定的影響，依舊要根據宏觀環境進行絕緣配合上的調整。總結來說氣壓考驗電器設備的抗壓性；溫度考驗電器設備的功率與損耗；濕度考驗設備的耐腐蝕性等等，總之在進行絕緣配合的過程中一定不能忽視宏觀的使用環境。

（2）微觀使用環境。在設備發生故障時，宏觀的控制方法不能有效解決，此時就需要考慮到微觀使用環境，即溫度、濕度、氣壓、日照、輻射等微小的變化。微觀使用環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。鑒于低壓成套開關設備自身的重要性，其材料選擇一定要嚴格把關，盡量參考標準的材料組別選型。在設備的長期運行中，材料一直處于使用狀態，設備安全自不必多說，因此，保證材料滿足國內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于基本標準的材料。在材料選擇的方面，一定要綜合設備的使用頻率與宏觀微觀的環境變化，合理控制材料成本[3]。

3 絕緣配合的驗證

針對低壓成套開關設備的絕緣配合是否有效問題，一定要設計相關的驗證方法，以防設備運行過程中出現相關故障，對設備造成不可逆的損害，從而影響企業利益。

3.1 用額定沖擊耐受電壓試驗驗證設備的絕緣配合

在低壓成套開關設備正式投入使用之前，可以模擬實際對其進行沖擊耐受試驗。一般選用1.2/50μs規格，模擬電流可能的沖擊波形。對于波形也需要綜合考慮設備的運行環境、低壓設備形成的過電壓等具體因素來進行修正，從而客觀判斷絕緣配合的有效性，若試驗通過則可正式投用。另外，此試驗可根據不同的工業企業情況進行反復多次試驗，以滿足各個企業的使用強度。當然，該方法對設備在不同溫度、濕度等環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驗中心的介電試驗

在低壓成套開關設備的模擬絕緣配合檢測方法中，除卻上述檢驗方法，介電試驗對于交直流電相關的測試工作也能反映出低壓成套開關在絕緣配合上的表現。盡管這種介電試驗本身也存在一些問題，但是相較于額定沖擊耐受電壓試驗來說要更嚴謹一些。此試驗方式需對交流和直流電壓分別進行試驗，其中交流電壓試驗的持續時間要保證3個周期，而直流電壓試驗工作要保證電壓釋放3次，每次的電壓釋放時間需保證一致。

3.3 低壓成套開關設備絕緣配合的檢測

在考慮低壓成套開關設備絕緣配合的檢測之前，首先要明確低壓成套開關設備的實際應用方式。在工業企業實際應用過程中，低壓成套開關設備可以應用于不同的低壓設備，因此在對低壓成套開關設備單獨進行檢測時，可以對其承受電流的范圍進行記錄，在相同的開關設備對應不同的電壓過程中，其表現出的承受范圍不同，再根據不同的應用設備所需要的額定電壓，選擇相應的低壓成套開關設備。因此在實際工業企業選擇低壓成套開關設備時，往往需要先確定使用設備為主體，根據使用設備反選低壓成套開關設備為配套設備，故工業企業需要明確自身的使用設備的主體，根據使用設備的實際情況觀察低壓成套開關設備的試驗情況，做出合適選擇。需要強調的是，在選擇低壓成套開關設備的過程中，盡量選擇處于數值范圍中間的開關設備，避開處于范圍臨界值的設備，以保證設備自身的長期穩定運行[4]。

4 我國低壓成套開關設備絕緣配合整體的前進方向

4.1 優化產品布局

對于低壓成套開關的選擇與采購，上述關于測試數值范圍問題中已經強調，需要通過設備自身出發選擇數值范圍合適的低壓成套開關設備。但目前我國有關產品過于依附其數值范圍，對于不同的設備使用相同低壓成套開關設備，勉強利用數值范圍為設備提供臨界值產品，造成相當一部分開關設備選型錯誤。因此我國應積極優化低壓成套開關設備的產品布局，盡量縮小其數值范圍，杜絕使用臨界值產品，這需要行業自身提高研發能力，將電壓范圍進一步細分縮小。

4.2 提升研發能力

為了低壓成套開關設備行業能提供更為優秀的產品，研發能力的提升一定是重中之重。目前由于低壓成套開關設備在工業企業中設備的投入占比較小，很多具有實力與開發規模的大公司無心涉及其生產與研發，精力都投入在回報利潤豐厚的大型設備上，因此低壓成套開關設備的制造均由小型企業承擔。小型企業的資金支撐不足，自然研發能力就弱，不能為設備提供有效的開關設備。故有關企業有責任引導設備研發，投入研發資金與資源，為低壓成套開關設備的進步盡一份力。

4.3 重視質量問題

由于行業缺少對低壓成套開關設備的重視，導致其相關技術落后，在生產制作之后不能有充沛的技術與資源保證其質量，因此低壓成套開關設備的質量較低。低壓成套開關設備的質量直接影響工業企業的設備運作，嚴格控制其質量能有效保證工業企業的良好運行，從而保證企業自身的經濟利益。低壓成套開關設備雖然在大型設備面前微不足道，但其相對低廉的價格卻能直接影響昂貴設備的運行，是行業必須要重視的一個環節。故相關制造商需要重視產品的出廠質量，行業內的領軍企業更有責任制定相關標準，并給予制造商一定的扶持與重視，以打造優質的低壓成套開關設備為目標，共同研發與進步，并互相受益[5]。

5 結語

絕緣配合的好壞直接影響設備的運行狀況，而對于低壓設備來說，低壓成套開關設備也能直接影響設備的運行，因此低壓成套開關設備絕緣配合問題需要得到行業內的重視并進行完備的探究分析與實踐。明確低壓成套開關設備的理念與重要性，不斷優化絕緣配合的檢測方法，在其生產制造的過程中腳踏實地，以更好地輸出適合市場的產品為己任，不斷提高研發能力并重視質量問題，是低壓成套開關設備行業的發展要義。