IEC 60664-1: con số khoảng cách của bạn đến từ đâu

Hai nhà cung cấp chào cùng dòng điện, cùng đồng, cùng vỏ tủ, mà bản vẽ một bên ghi 12 mm, bên kia 18 mm. Không con số nào là tùy tiện. IEC 60664-1 suy ra cả hai từ một danh sách ngắn các đầu vào được khai báo, và hai nhà cung cấp chỉ đơn giản khai báo khác nhau.

Tiêu chuẩn này là tài liệu tham chiếu về phối hợp cách điện mà IEC 61439-1 viện dẫn. Nó không mô tả thanh cái; nó mô tả cách đi tới những khoảng cách không bị đánh thủng dưới điện áp xung và điện áp lâu dài mà một tủ hạ áp thực sự nhìn thấy. Vì vậy đây là tiêu chuẩn hữu ích nhất cho bất kỳ ai đang tranh luận về một khe hở.

Hệ quả thực tế: một con số khoảng cách không kèm đầu vào không phải thông số kỹ thuật mà là thói quen. Hỏi được bốn đầu vào thì bạn tự tính lại được, theo cả hai chiều.

Nếu câu hỏi ở cấp tủ chưa ngã ngũ, hãy bắt đầu từ trung tâm tiêu chuẩn; hồ sơ nghiệm thu dùng những khoảng cách này được trình bày trong hướng dẫn IEC 61439-1.

Mọi thứ trên trang này suy ra từ những khai báo đó. Khai báo sai thì khoảng cách sai, kể cả khi phép tính đúng.

• Điện áp cách điện danh định U_i — điện áp tủ phải chịu liên tục. Không phải điện áp lưới, cũng không phải điện áp làm việc danh định, dù thực tế ba giá trị này thường bằng nhau.
• Cấp quá điện áp — I đến IV, mô tả quá điện áp quá độ mà mạch phải vượt qua. Một nhánh lấy trực tiếp từ điểm đấu của điện lực nằm cao hơn một mạch sau chống sét và biến áp; cấp là bước biến điều đó thành mức xung thử nghiệm.
• Mức nhiễm bẩn — 1 đến 4. Trong vỏ kín và được vệ sinh, mức 2 là giả định thông thường. Ngưng tụ, bụi dẫn điện hay sương muối đẩy mức lên, và khoảng cách tăng theo.
• Nhóm vật liệu — suy ra từ chỉ số chịu vết của bề mặt cách điện. Nhóm I bền nhất, IIIb kém nhất. Đầu vào này chỉ ảnh hưởng khoảng cách rò, không ảnh hưởng khoảng cách không khí.

Hiệu chỉnh là độ cao. Không khí loãng dần theo cao độ nên khoảng cách không khí phải tăng trên 2.000 m. Dưới mức đó hệ số bằng một và hầu hết dự án không bao giờ chạm tới. Trên mức đó — và khá nhiều dự án vùng Andes, Ethiopia hay cao nguyên Trung Quốc nằm trên — bảng không còn đúng như bản in.

Hãy ghi cả năm giá trị lên bản vẽ, cạnh những khoảng cách mà chúng sinh ra. Tốn một dòng và chấm dứt phần lớn tranh luận trước khi nó bắt đầu.

Khoảng cách không khí bảo vệ trước một sự kiện ngắn và dốc — xung đóng cắt hoặc xung sét đến qua lưới. Vì thế bảng được tra theo điện áp chịu xung yêu cầu cho cấp quá điện áp đã khai báo tại U_i đã khai báo, và theo mức nhiễm bẩn. Điện áp làm việc không đi vào trực tiếp.

Đây là hiểu nhầm phổ biến nhất trên bản vẽ thanh cái. Hệ 400 V ở cấp III cần mức xung 4 kV cho 300 V danh định, dẫn tới khoảng 3 mm tối thiểu trong không khí ở mức nhiễm bẩn 2 — trong khi 400 V làm việc lại gợi ý một khoảng cách rò lớn hơn nhiều. Hai con số phục vụ hai sự kiện khác nhau và phải tra riêng.

Khoảng cách áp dụng cho đường ngắn nhất qua không khí giữa các dây dẫn khác điện thế. Điều đó gồm cả những đường quanh co: vòng qua đầu bu lông, vòng quanh giá đỡ, giữa mép dây dẫn và thành vỏ. Đo đường ngắn nhất, không đo đường trông có vẻ có chủ đích.

Cũng phải kiểm đường không có trên bản vẽ: một thanh cái có 3 mm giữa mép và đầu bu lông qua được bước duyệt bản vẽ và hỏng ở chiếc đầu tiên vì long đền đặt lệch 0,5 mm.

Khoảng cách rò bảo vệ trước một sự kiện chậm — dòng rò men theo bề mặt ẩm và nhiễm bẩn. Nó được tra theo điện áp làm việc (hiệu dụng, lâu dài), mức nhiễm bẩn và nhóm vật liệu. Đây là chỗ mà việc chọn màng hay lớp phủ thay đổi một con số khách hàng không bao giờ nhìn thấy.

Ba cơ chế cần chú ý khi đo:

• Rãnh và gờ chỉ được tính trong điều kiện nhất định. Rãnh hẹp được coi như đường thẳng băng qua, điều này có lợi; rãnh rộng phải men theo đường viền, điều này không có lợi. Gờ có lợi hơn rãnh và bảng giả định một chiều cao tối thiểu cụ thể.
• Mối ghép cắt đường rò. Hai chi tiết ép vào nhau không keo tạo thành mối ghép có thể tính như rào chắn — nhưng chỉ khi đạt điều kiện về chiều rộng và tiếp xúc của tiêu chuẩn, và khi không có gì xê dịch trong vận hành.
• Bề mặt xấu nhất quyết định. Nếu tấm ép có một lớp ngoài chịu vết tốt và một mép cắt trần có chỉ số thấp hơn nhiều, mép cắt quyết định nhóm vật liệu khai báo, trừ khi lớp ngoài được chứng minh là phủ kín mép đó.

Với khối ép lớp, bề mặt đáng quan tâm thường là hai đầu: mép cắt của tấm, mép màng, keo đúc và mọi lớp phủ mà bản vẽ thể hiện nhưng quy trình không tạo ra ổn định.

Các bảng giả định một bề mặt trong không khí. Một khối ép lớp phần lớn là bề mặt trong điện môi rắn, và điều đó đổi ba thứ.

1. Khe giữa các lớp không phải khe không khí. Giữa các lớp đồng là PET, Nomex hay màng DLF, dán dưới nhiệt và áp lực. Khoảng cách bên trong theo quy tắc cách điện rắn và theo hành vi phóng điện cục bộ, không theo bảng khoảng cách rò. Trích một khoảng cách không khí cho khe bên trong là lỗi phân loại — xem phóng điện cục bộ trong khối ép lớp.
2. Mép hở là bề mặt yếu. Mép cắt có thể để lộ các lớp màng, keo và ba via đồng. Nếu nhóm vật liệu khai báo dựa trên chỉ số chịu vết của màng, mép cần được che: nắp cách điện, keo đúc, hoặc khoảng cách mép được kiểm soát tới điện thế khác gần nhất.
3. Phụ kiện làm đổi đường ngắn nhất. Bu lông, long đền, giá đỡ và đầu cốt nằm trong khoảng không mà bản vẽ đã đo là không khí. Khoảng cách có ý nghĩa khi nghiệm thu gồm cả chúng, và khoảng cách người lắp thực sự tạo được gồm cả dung sai.

Không điểm nào đòi tăng mọi con số. Chúng đòi khai báo hệ cách điện nào phủ khe nào, để người duyệt kiểm tra được phát biểu thay vì kiểm tra vẻ tự tin của bản vẽ.

Câu hỏi hợp lý và câu trả lời có điều kiện. Lớp phủ và keo đúc có thể cho phép đánh giá thiết kế ở mức nhiễm bẩn thấp hơn, vì bề mặt không còn tiếp xúc với chất bẩn mà mức đó mô tả. Trong môi trường nhiều bụi hoặc có ngưng tụ, đây là lợi ích thật.

Nhưng ba điều kiện phải đúng, và chúng hỏng một cách im lặng:

• Lớp phủ phải liên tục trên toàn bộ đường rò, gồm cả chỗ chuyển tiếp khi dây dẫn ra khỏi keo đúc và gặp đầu cực. Vết rò bắt đầu từ đó.
• Vật liệu phải được chứng nhận cho nhiệm vụ điện và nhiệt, không chỉ tiện cho quy trình. Keo có chỉ số chịu vết thấp đưa trở lại đúng vấn đề mà nó được mua để giải quyết.
• Phải được kiểm chứng, không phải khẳng định. Thiết kế đánh giá ở mức 1 nhờ lớp phủ cần bằng chứng rằng mọi chiếc xuất xưởng đều có lớp phủ đó, đúng độ dày giả định, đóng rắn như giả định, không rỗ tại các chỗ chuyển tiếp tới hạn.

Thực tế, lập trường trung thực với hầu hết thanh cái ép lớp là: khai báo mức nhiễm bẩn mà vỏ tủ thực sự tạo ra, và coi keo đúc là biện pháp nhiệt — cơ học với lợi ích cách điện được ghi nhận ở nơi nó thật sự tồn tại.

Lấy bản vẽ, lấy bốn đầu vào đã khai báo và đi qua các bước sau.

1. Ghi U_i, cấp quá điện áp, mức nhiễm bẩn, nhóm vật liệu và độ cao vào khung tên. Thiếu mục nào thì dừng: không có các đầu vào đó, khoảng cách không kiểm chứng được.
2. Tra mức xung theo cấp và U_i, rồi tra khoảng cách không khí cho mức đó ở mức nhiễm bẩn của bạn. Áp hệ số độ cao nếu trên 2.000 m. So với khe không khí nhỏ nhất trên bản vẽ.
3. Tra khoảng cách rò theo điện áp làm việc, mức nhiễm bẩn và nhóm vật liệu. So với đường bề mặt ngắn nhất — gồm cả ở mép tấm ép và ở mọi đầu cực có đầu cốt đáp xuống.
4. Đánh dấu năm đường ngắn nhất lên bản vẽ, dù chúng chạy theo hướng nào. Không đánh dấu được nghĩa là con số đến từ nơi khác.
5. Kiểm lại các đường sau khi lắp phụ kiện: đầu bu lông, long đền, đầu cốt, tấm xuyên cáp.
6. Quyết định rõ khe nào là cách điện rắn và khe nào là không khí. Ghi một lần, cho người duyệt và cho dự án sau.

Hai giờ với một bản vẽ thường đủ để tìm ra quy luật, và quy luật đó được dùng lại cho mọi biến thể.

Thêm những dòng này vào danh mục phát hành và phần lớn tranh luận biến mất trước khi tới khách hàng.

• U_i, cấp quá điện áp, mức nhiễm bẩn, nhóm vật liệu được ghi trên bản vẽ.
• Độ cao được ghi, hiệu chỉnh áp dụng khi trên 2.000 m.
• Khoảng cách không khí tối thiểu được suy ra và ghi, không thừa kế từ bản vẽ cũ.
• Khoảng cách rò tối thiểu được suy ra và ghi, kèm bề mặt quyết định.
• Khe giữa các lớp bên trong được phân loại là cách điện rắn, kèm tên hệ màng.
• Xử lý mép tấm ép được quy định: nắp, keo đúc, hoặc khoảng cách mép tối thiểu.
• Phụ kiện nằm trong bước kiểm khoảng cách: đầu bu lông, long đền, đầu cốt.
• Lớp phủ hay keo đúc được coi là lợi ích cách điện phải có quy định quy trình chống lưng.
• Điện áp làm việc cho khoảng cách rò ghi tách khỏi U_i, cả hai giá trị trên bản vẽ.
• Mọi sai lệch so với bảng đều được ghi lại, kèm lý do và người phê duyệt.

Nếu muốn một cặp mắt thứ hai soi khối ép trước khi nó tới nhà lắp tủ, đội kỹ thuật của chúng tôi duyệt bản vẽ theo đúng các đầu vào này trong quá trình báo giá. Bắt đầu bằng yêu cầu báo giá, hoặc so sánh các kết cấu lớp trong hướng dẫn thiết kế thanh cái ép lớp.