低压成套开关设备绝缘配合问题探究

孙平辉

（镇江市产品质量监督检验中心，江苏 镇江 212000）

0 引言

在工业企业的大型设备中，设备自身具有精密性与复杂性，为有效保证设备的良好运行，其开关的设置较为复杂。如何通过有效控制绝缘配合问题以维护好成套开关在运行过程中的电能分配、监测、转换、保护与控制功能，是工业企业需要展开研究的重要问题，更是工业企业维护自身利益和企业技术形象的有效手段。

1 低压成套开关设备的基本概念

上述引言对低压成套开关设备的主要功能做了简单概述，即用于低压供电系统之内负责对电能的控制等作用。低压成套开关的呈现方式一般为配电箱，在配电箱内通过简单设备的配合共同组装构成为整体的成套开关设备，其不同于日常生活当中只负责输送或切断电源的电灯或简单电器的开关，低压成套开关设备可以通过本身的电器元件对电能的输入进行整合，并在有利于设备运作的情况下输送给设备，其应用场合不局限于工业企业，对于有低压用电需求的民用设备也起到关键作用。因此，低压成套开关设备能有效保障电气设备或使用者在使用低压电过程中的安全性与稳定性，降低用电风险、安全风险与财产风险，一定程度上维护了电器行业的良好运行。常见的低压成套开关设备形式有智能型、固定分割型、混装型、抽出型与固定面板型等等[1]。

低压成套开关设备在使用上对于其母线的选择需要全面考虑其热效应（母线的热效应是指母线在使用过程中所能承受的电流产生的热效应）和动力效应，另外设备的整体绝缘配合也是不可忽视的问题。总之在其运行过程中，需要明确注意正确的使用方法与对应方式才能有效保证设备整体的运行[2]。

2 绝缘配合的基本原理

绝缘配合的目的是在满足电路与设备能够实现自身功能的前提下，保证电路安全运行。因此绝缘配合的良好设计一定要从设备整体出发，不仅要考虑设备自身的情况与条件，更要关注其使用环境，同时不能忽视绝缘配合根本材料的选择。

2.1 设备的使用条件

电气设备在进行绝缘配合的处理过程中，其使用条件离不开电路中最基本的电压、电流及其频率问题。

（1）绝缘配合与电压的关系。设备的额定电压能为使用设备者提供其消耗功率的参数，但需要设备的使用者重视其标准的电压工作环境，而绝缘配合的首要目的正是为了保证设备的有效运行，因此绝缘配合过程中电压是主要参数。相关工作人员要明确输送电压值的波动范围是否正常，以降低事故率，保证人身与财产安全。

（2）绝缘配合与电流的关系。在绝缘配合中，电压稳定后，电流的参数一定要做到准确无误。电流值可以直接影响线路的散热量、损耗量，同时电流值也可以影响线路的运行与节能性。

（3）绝缘配合与设备使用频率的关系。设备的使用频率直接影响设备各部分元件的寿命，在进行绝缘配合的设计之初，一定要根据设备的使用频率对绝缘配合的部件质量做出规划。简单来讲，设备的使用频率越高，其损耗越大，对应绝缘配合的部件质量就应该越高，反之亦然。

2.2 设备的使用环境

（1）宏观使用环境。设备所处的宏观环境主要指设备所在的区域或工厂的整体环境，也就是电气标准中经常提及的污染等级。例如相同的设备在我国广东沿海地区与东北地区，绝缘配合的设计一定要考虑两者不同的季节温度与空气湿度，若将其中一台设备迁移至高原地区，那么不同的海拔对设备的实验与使用也会产生一定的影响，依旧要根据宏观环境进行绝缘配合上的调整。总结来说气压考验电器设备的抗压性；温度考验电器设备的功率与损耗；湿度考验设备的耐腐蚀性等等，总之在进行绝缘配合的过程中一定不能忽视宏观的使用环境。

（2）微观使用环境。在设备发生故障时，宏观的控制方法不能有效解决，此时就需要考虑到微观使用环境，即温度、湿度、气压、日照、辐射等微小的变化。微观使用环境不是影响绝缘配合的主要因素，但也不能忽视。

（3）材料的选择。鉴于低压成套开关设备自身的重要性，其材料选择一定要严格把关，尽量参考标准的材料组别选型。在设备的长期运行中，材料一直处于使用状态，设备安全自不必多说，因此，保证材料满足国内或国际的性能要求是绝缘配合材料选择的基本要求，如果存在特殊需求，甚至可以选择性能优于基本标准的材料。在材料选择的方面，一定要综合设备的使用频率与宏观微观的环境变化，合理控制材料成本[3]。

3 绝缘配合的验证

针对低压成套开关设备的绝缘配合是否有效问题，一定要设计相关的验证方法，以防设备运行过程中出现相关故障，对设备造成不可逆的损害，从而影响企业利益。

3.1 用额定冲击耐受电压试验验证设备的绝缘配合

在低压成套开关设备正式投入使用之前，可以模拟实际对其进行冲击耐受试验。一般选用1.2/50μs规格，模拟电流可能的冲击波形。对于波形也需要综合考虑设备的运行环境、低压设备形成的过电压等具体因素来进行修正，从而客观判断绝缘配合的有效性，若试验通过则可正式投用。另外，此试验可根据不同的工业企业情况进行反复多次试验，以满足各个企业的使用强度。当然，该方法对设备在不同温度、湿度等环境中的模拟存在不足是客观存在的。

3.2 取消冲击耐受电压为实验中心的介电试验

在低压成套开关设备的模拟绝缘配合检测方法中，除却上述检验方法，介电试验对于交直流电相关的测试工作也能反映出低压成套开关在绝缘配合上的表现。尽管这种介电试验本身也存在一些问题，但是相较于额定冲击耐受电压试验来说要更严谨一些。此试验方式需对交流和直流电压分别进行试验，其中交流电压试验的持续时间要保证3个周期，而直流电压试验工作要保证电压释放3次，每次的电压释放时间需保证一致。

3.3 低压成套开关设备绝缘配合的检测

在考虑低压成套开关设备绝缘配合的检测之前，首先要明确低压成套开关设备的实际应用方式。在工业企业实际应用过程中，低压成套开关设备可以应用于不同的低压设备，因此在对低压成套开关设备单独进行检测时，可以对其承受电流的范围进行记录，在相同的开关设备对应不同的电压过程中，其表现出的承受范围不同，再根据不同的应用设备所需要的额定电压，选择相应的低压成套开关设备。因此在实际工业企业选择低压成套开关设备时，往往需要先确定使用设备为主体，根据使用设备反选低压成套开关设备为配套设备，故工业企业需要明确自身的使用设备的主体，根据使用设备的实际情况观察低压成套开关设备的试验情况，做出合适选择。需要强调的是，在选择低压成套开关设备的过程中，尽量选择处于数值范围中间的开关设备，避开处于范围临界值的设备，以保证设备自身的长期稳定运行[4]。

4 我国低压成套开关设备绝缘配合整体的前进方向

4.1 优化产品布局

对于低压成套开关的选择与采购，上述关于测试数值范围问题中已经强调，需要通过设备自身出发选择数值范围合适的低压成套开关设备。但目前我国有关产品过于依附其数值范围，对于不同的设备使用相同低压成套开关设备，勉强利用数值范围为设备提供临界值产品，造成相当一部分开关设备选型错误。因此我国应积极优化低压成套开关设备的产品布局，尽量缩小其数值范围，杜绝使用临界值产品，这需要行业自身提高研发能力，将电压范围进一步细分缩小。

4.2 提升研发能力

为了低压成套开关设备行业能提供更为优秀的产品，研发能力的提升一定是重中之重。目前由于低压成套开关设备在工业企业中设备的投入占比较小，很多具有实力与开发规模的大公司无心涉及其生产与研发，精力都投入在回报利润丰厚的大型设备上，因此低压成套开关设备的制造均由小型企业承担。小型企业的资金支撑不足，自然研发能力就弱，不能为设备提供有效的开关设备。故有关企业有责任引导设备研发，投入研发资金与资源，为低压成套开关设备的进步尽一份力。

4.3 重视质量问题

由于行业缺少对低压成套开关设备的重视，导致其相关技术落后，在生产制作之后不能有充沛的技术与资源保证其质量，因此低压成套开关设备的质量较低。低压成套开关设备的质量直接影响工业企业的设备运作，严格控制其质量能有效保证工业企业的良好运行，从而保证企业自身的经济利益。低压成套开关设备虽然在大型设备面前微不足道，但其相对低廉的价格却能直接影响昂贵设备的运行，是行业必须要重视的一个环节。故相关制造商需要重视产品的出厂质量，行业内的领军企业更有责任制定相关标准，并给予制造商一定的扶持与重视，以打造优质的低压成套开关设备为目标，共同研发与进步，并互相受益[5]。

5 结语

绝缘配合的好坏直接影响设备的运行状况，而对于低压设备来说，低压成套开关设备也能直接影响设备的运行，因此低压成套开关设备绝缘配合问题需要得到行业内的重视并进行完备的探究分析与实践。明确低压成套开关设备的理念与重要性，不断优化绝缘配合的检测方法，在其生产制造的过程中脚踏实地，以更好地输出适合市场的产品为己任，不断提高研发能力并重视质量问题，是低压成套开关设备行业的发展要义。