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冷压端子在低压电器中的应用设计

供稿:中国工控网 2016/4/7 14:58:29

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  • 关键词: 冷压端子 低压电器
  • 摘要:低压设备的绝缘配合对冷压端子从设计结构到选材都有较高的要求,本文试图从绝缘配合原理、低压设备对绝缘配合要求来浅析冷压端子在低压电器中的应用及设计要求.

  低压设备的绝缘配合对冷压端子从设计结构到选材都有较高的要求,本文试图从绝缘配合原理、低压设备对绝缘配合要求来浅析冷压端子在低压电器中的应用及设计要求。
  绝缘配合是指根据产品的使用要求和周围环境来选择电气绝缘特性,只有基于在其寿命期间内所承受的各种作用(例如电压和其它因素)强度时,才能实现产品绝缘配合的最终目标。
1,综合考量低压设备的工作环境, 影响绝缘配合大致有以下因素:

  与设备有关的额定电压;额定绝缘电压;由设备运行过程中的过电压确定的额定冲击电压。另外环境条件如:温度、湿度、太阳辐射,加热、通风、灰尘、水汽等;其它因素如:污染,材料性能(漏电起痕指数CTI),电压作用时间,频率,海拔高度(大气压力),电场条件,均匀电场;非均匀电场。

2,绝缘破坏及影响因素分析

  其一为绝缘击穿(热击穿) 即在强电场作用下,电介质内部由于介电损耗而发热,如果热量来不及散失,使温度不断升高,导致低分子挥发物逸出而使材料的分子结构破坏,最后造成绝缘击穿 ;

  绝缘击穿影响因素:

  温度-温度升高,材料的击穿电压下降

  湿度-湿度增大,材料的击穿电压下降

  电压-作用时间电压作用时间增长,材料的击穿电压下降

  频率-频率提高,材料的击穿电压下降

  材料厚度-材料厚度提高,散热不利,击穿电压下降

  其二为绝缘老化即绝缘材料在设备运行过程中的各种因素作用下,发生不可逆的物理、化学变化,导致材料电气、力学性能的急剧变化而破坏,为绝缘老化。

  如:热老化,绝缘材料在热、氧、水的单独或联合作用下,低分子挥发物或产物逸出;生成的游离基参与链反应使分子链断裂;引发的自动催化作用加速材料破坏;产生水解降解;或产生高分子链聚合等,导致材料性能下降或完全破坏;

  另外电老化,由于局部放电产生的O3、氮氧化物、高速粒子等,以及由局部放电引起介电损耗加大致使材料发热,导致材料性能下降或完全破坏。

  绝缘老化因素:

  电场强度 -电场强度增大,加速材料的绝缘老化

  温度-温度增高,材料的绝缘老化会加速

  湿度-湿度增大,材料的绝缘老化会加速

  频率-频率增高,材料的绝缘老化会加速

  污染-污染会导致局部放电,加速材料的绝缘老化

  综上所述,用在低压电器设备上起绝缘配合的冷压端子绝缘材料的电气强度远远大于空气的电气强度,所以,当以电气间隙进行的冷压端子绝缘设计达不到要求时,应采用爬电距离的方法,即在两导电体间增加固体绝缘进行隔离。

  由于固体绝缘材料中的缺陷(如杂质、气隙)存在,尽管电压还远远小于击穿水平,但仍然会因产生局部放电而损害其寿命。固体绝缘材料的损坏在其寿命过程中有一个积累的过程,由于这一过程的不可恢复性最终会导致击穿或老化而丧失效能。在高频电压作用下,材料介质损耗和局部放电的加剧会降低使用寿命。

  单纯靠增大冷压端子绝缘结构的厚度以期获得长期耐受电压的能力是不合适的,只有通过合理的结构设计才会获得满意效果。具体到设计方法必须确定最小电气间隙;最小爬电距离;或者加入一些辅助措施:涂敷绝缘材料;加装绝缘套管或绝缘衬垫;铺衬绝缘膜;防污染和防潮等。


审核编辑(王静)
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