Teste de isolamento do gabinete do disjuntor

Seja um disjuntor ou um interruptor de aterramento, ambos podem passar separadamente no teste de tensão de isolamento, mas uma vez colocados na cubículo de distribuição, não conseguem passar no teste de tensão resistente.

Poderíamos dizer que há um problema com o isolamento da cubículo de distribuição, mas o teste de tensão de isolamento da cubículo de distribuição sozinha também pode passar com sucesso.

Na verdade, há vários problemas com isso. Em primeiro lugar, o disjuntor, o interruptor de aterramento e outros componentes são colocados no ar e submetidos a testes de resistência à tensão separadamente. Não há corpo de aterramento ao redor deles, e o corpo de aterramento do carrinho do disjuntor é apenas o quadro, o que significa que o braço de contato, o pólos etc. só suportam tensão de isolamento em relação ao quadro. Quando o disjuntor é colocado no gabinete, não é apenas em relação ao quadro, mas também às duas painéis laterais da cubículo de distribuição, à placa de instalação da caixa de contato, à válvula e seu mecanismo de operação, à placa de proteção IP etc. Todos esses são corpos de aterramento e produzirão circuitos de descarga

Em termos simples, a tensão entre fase e terra dividida pela distância aérea líquida entre fase e terra é igual à intensidade do campo elétrico entre fase e terra. Em um campo elétrico levemente não uniforme, a intensidade do campo elétrico no ar não pode exceder 3kV por milímetro. Se 75kV/125mm = 0,6kV/mm, é muito menor que 3kV. A distância entre os braços de contato das fases A e C do disjuntor no ar e o corpo de aterramento é grande, a intensidade do campo elétrico naturalmente diminui. No entanto, com a adição do corpo de aterramento na placa lateral, a intensidade do campo elétrico naturalmente aumenta.

Isso envolve um conceito de campo elétrico não uniforme, que se refere a um campo elétrico com magnitude e direção iguais entre duas diferenças de tensão. Além dos campos elétricos uniformes, também existem campos elétricos levemente não uniformes e campos elétricos não uniformes. Em termos simples, as linhas de campo de um campo elétrico uniforme são paralelas, enquanto as linhas de campo de um campo elétrico não uniforme são divergentes.  

O coeficiente de não uniformidade do campo elétrico é usado para determinar o grau de uniformidade do campo elétrico. O coeficiente de uniformidade do campo elétrico é a razão entre a intensidade máxima do campo elétrico e o campo elétrico médio no campo elétrico. Como o conceito acima sugere, se o campo elétrico for uniforme em tamanho, direção e em todos os lugares, então o campo elétrico máximo e o campo elétrico médio são consistentes, o que é chamado de campo elétrico uniforme. Em teoria, apenas o campo elétrico entre dois planos paralelos infinitamente grandes é uniforme.

Tomando o campo elétrico entre superfícies esféricas como exemplo na figura acima, pode-se ver que quando o espaçamento é de 5mm, embora a intensidade máxima do campo elétrico seja grande, a superfície esférica é distribuída verticalmente entre a superfície externa e a placa, o que é quase uniforme. Portanto, o coeficiente de não uniformidade é relativamente pequeno, e é um campo elétrico ligeiramente não uniforme. Quando a distância entre a bola e a placa aumenta para 50mm, o campo elétrico é mais distribuído ao redor da superfície da bola, e o campo elétrico perto da placa é menor e menos distribuído, resultando em distribuição desigual. Portanto, o coeficiente de não uniformidade é muito grande, o que é um campo elétrico extremamente não uniforme

Na realidade, é impossível obter um campo elétrico uniforme. A forma do eletrodo afeta diretamente a distribuição do campo elétrico. Por exemplo, em uma esfera, o campo elétrico é distribuído em direção a um potencial mais baixo ao longo da direção normal. Nesse ponto, a intensidade do campo elétrico perto da esfera é alta, enquanto a intensidade do campo elétrico longe da esfera é baixa. Quanto menor o diâmetro da esfera, maior a intensidade do campo elétrico, e quanto mais pontiaguda ela for, maior a intensidade do campo elétrico.

O carrinho do disjuntor é instalado dentro da cubículo, e componentes metálicos como o mecanismo de empurro da válvula terão pontas afiadas. Nesse momento, o coeficiente de irregularidade aumenta, e a intensidade do campo elétrico será muito alta.

O segundo problema é a diminuição do desempenho isolante causada pela coordenação entre os componentes e a cubículo. Se o contato em formato de flor de ameixa do carrinho do disjuntor se encaixar no contato estático da cubículo uma vez, e a distância entre o contato em formato de flor de ameixa e a parede interna da caixa de contato for pequena, haverá descarga direta a partir da parte traseira do contato em formato de flor de ameixa ao longo da parede interna da caixa de contato até a placa de instalação (terra). As pontas de contato, molas, etc. do contato em formato de flor de ameixa também aumentam a intensidade do campo elétrico na cubículo, levando a descargas de ar coronadas.

A solução é cooperar com o quadro de distribuição e fazer melhorias direcionadas nos links de isolamento fracos causados ​​pelo aumento da intensidade do campo elétrico. Seja um disjuntor ou um quadro de distribuição, o sistema precisa cooperar para melhorar o desempenho de isolamento.