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艦用直流1000 V等級(jí)開(kāi)關(guān)設(shè)備絕緣要求研究

2019-01-28 01:11余林剛豐利軍
船電技術(shù) 2019年1期
關(guān)鍵詞:開(kāi)關(guān)設(shè)備艦船直流

余林剛,豐利軍,關(guān) 濤

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艦用直流1000 V等級(jí)開(kāi)關(guān)設(shè)備絕緣要求研究

余林剛,豐利軍1,關(guān) 濤2

(海軍研究院,上海 200235)

艦用直流1000 V等級(jí)開(kāi)關(guān)設(shè)備是艦船綜合電力系統(tǒng)1000 V等級(jí)直流區(qū)域配電系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備,本文針對(duì)現(xiàn)有軍用標(biāo)準(zhǔn)絕緣要求的適用性問(wèn)題,通過(guò)國(guó)內(nèi)外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,從直流1000 V電壓等級(jí)、直流1000 V等級(jí)開(kāi)關(guān)設(shè)備的絕緣要素、直流1000 V等級(jí)開(kāi)關(guān)設(shè)備絕緣要求等方面進(jìn)行了分析,提出了艦用直流1000 V等級(jí)開(kāi)關(guān)設(shè)備的絕緣要求建議。

艦用 直流1000V等級(jí) 開(kāi)關(guān)設(shè)備 絕緣要求

0 引言

艦船綜合電力系統(tǒng)是將傳統(tǒng)艦船中相互獨(dú)立的動(dòng)力和電力兩大系統(tǒng)合二為一,以電能的形式統(tǒng)一為推進(jìn)負(fù)載、脈沖負(fù)載、通信、導(dǎo)航和日用設(shè)備等供電,實(shí)現(xiàn)了全艦?zāi)茉吹木C合利用[1],綜合電力系統(tǒng)已經(jīng)越來(lái)越成為當(dāng)前發(fā)達(dá)國(guó)家海軍艦船動(dòng)力系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)[2]。直流區(qū)域配電系統(tǒng)是當(dāng)前艦船綜合電力系統(tǒng)的重要組成部分[1],相比傳統(tǒng)的基于樹(shù)干或輻射式交流集中配電方式,更有利于艦船模塊化建造、提高電力系統(tǒng)的效率、可靠性和生命力。在美國(guó)“弗吉尼亞”級(jí)核潛艇、水面DDG 1000驅(qū)逐艦等新型艦艇上已采用低壓直流區(qū)域配電相關(guān)技術(shù),隨著分區(qū)內(nèi)負(fù)載容量的不斷增大,提高直流電壓特別是采用低壓范圍內(nèi)的較高電壓,并兼顧電力電子電流變換裝置廣泛采用的額定1700 V成熟IGBT模塊的安全裕量,1000 V等級(jí)直流區(qū)域配電方案成為研究的關(guān)注方向[3]。

直流1000 V等級(jí)開(kāi)關(guān)設(shè)備作為1000 V等級(jí)直流區(qū)域配電系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備,其絕緣性能指標(biāo)直接影響系統(tǒng)的絕緣配合和裝置本身的重量尺寸,也一定程度上影響艦船綜合電力系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)和設(shè)備布置。目前艦船電力系統(tǒng)和設(shè)備的相關(guān)軍用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范中還缺乏明確針對(duì)系統(tǒng)電壓為直流1000 V等級(jí)的絕緣性能要求,將對(duì)1000 V等級(jí)直流區(qū)域配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和開(kāi)關(guān)設(shè)備的研制帶來(lái)不小的困擾,因此通過(guò)分析現(xiàn)有國(guó)內(nèi)外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,研究提出艦用直流1000 V等級(jí)開(kāi)關(guān)設(shè)備絕緣性能指標(biāo)要求建議顯得十分必要。

1 直流1000 V電壓等級(jí)

相比低壓電氣設(shè)備,中高壓電氣設(shè)備除了絕緣性能要求外,在其他安全性要求方面有較大的差異,對(duì)于在直流1000 V等級(jí)系統(tǒng)中工作的電氣設(shè)備,首先必須確定其是低壓設(shè)備還是中高壓設(shè)備。

近期美軍標(biāo)準(zhǔn)草案MIL-STD-1399 SECTION LVDC DRAFT規(guī)定了低壓DC375 V、650 V和1000 V三個(gè)直流電壓等級(jí)的電力品質(zhì)和界面參數(shù),而大于1000 V的直流電力系統(tǒng)界面要求在MIL-STD-1399 SECTION MVDC DRAFT中壓部分中規(guī)定,且該MVDC標(biāo)準(zhǔn)中明確規(guī)定了DC600 V、12000 V和18000 V三個(gè)中壓直流電壓等級(jí)的電力品質(zhì)和界面參數(shù)。根據(jù)這兩份標(biāo)準(zhǔn)草案電壓等級(jí)的劃分,可認(rèn)為美國(guó)海軍將直流1000 V歸入低壓范疇。在CCS規(guī)范的定義中,規(guī)定在額定工作條件下導(dǎo)體間最高電壓不超過(guò)1500V的直流系統(tǒng)為低壓直流系統(tǒng)。GB 7251.1《低壓成套開(kāi)關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備總則》規(guī)定適用于DC1500 V及以下的成套開(kāi)關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備。IEEE C37.100.1《Requirement for High Voltage Power Switchgear Rated Above 1000 V》明確規(guī)定適用于額定電壓高于DC1000 V(不包含)的高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備。IEEE 1709-2010《Recommended Practice for 1kV to 35 kV Medium-Voltage DC Power Systems on Ships》適用于高于1 kV直到并且包括35 kV的船舶中壓直流系統(tǒng),該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定首選的額定電壓為1.5 kV(或通過(guò)雙極實(shí)現(xiàn)±0.75 kV)及以上的一系列標(biāo)準(zhǔn)電壓,1000 V及以下應(yīng)屬于低壓。

從上述國(guó)內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范[4-9]的規(guī)定看,可見(jiàn)DC1000 V屬于低壓范疇,系統(tǒng)直流電壓1000 V的配電系統(tǒng),系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)過(guò)電壓范圍不超過(guò)直流1500 V,系統(tǒng)內(nèi)開(kāi)關(guān)設(shè)備應(yīng)為低壓直流電氣設(shè)備。

2 直流1000 V等級(jí)開(kāi)關(guān)設(shè)備的絕緣要素

直流1000 V等級(jí)開(kāi)關(guān)設(shè)備的絕緣水平是直流1000 V等級(jí)區(qū)域配電系統(tǒng)絕緣水平的重要因素。開(kāi)關(guān)設(shè)備絕緣性能的好壞體現(xiàn)在系統(tǒng)中承受各種電壓所引起的絕緣損壞程度的大小。在絕緣性能檢測(cè)中,檢查局部放電對(duì)絕緣的影響和外絕緣的放電性能時(shí)通常采用工頻耐壓試驗(yàn),檢驗(yàn)設(shè)備絕緣耐受過(guò)電壓性能時(shí)通常采用沖擊耐壓試驗(yàn)。在開(kāi)關(guān)設(shè)備設(shè)計(jì)研制中則具體以電氣間隙和爬電距離來(lái)保證在系統(tǒng)各種電壓下良好的絕緣性能。

所謂電氣間隙是指兩個(gè)導(dǎo)電部分之間的最短直線距離,而爬電距離則是指兩個(gè)導(dǎo)電部分之間沿絕緣材料表面的最短距離。開(kāi)關(guān)設(shè)備電氣間隙和爬電距離的取值大小主要取決于工作時(shí)承受的瞬態(tài)過(guò)電壓、電場(chǎng)均勻程度和污染等級(jí)等因素。開(kāi)關(guān)設(shè)備合理設(shè)計(jì)電氣間隙和爬電距離,一方面關(guān)系到開(kāi)關(guān)設(shè)備在長(zhǎng)期使用過(guò)程中能否保證安全可靠,另一方面也直接影響開(kāi)關(guān)設(shè)備的重量尺寸大小。開(kāi)關(guān)設(shè)備需要在較為惡劣的溫度、濕度、鹽霧、油霧、塵埃等使用環(huán)境中安全可靠工作,同時(shí)又要兼顧重量尺寸。因此,電氣間隙和爬電距離是1000 V等級(jí)開(kāi)關(guān)設(shè)備非常基本的絕緣性能指標(biāo)要素。

3 直流1000 V等級(jí)開(kāi)關(guān)設(shè)備絕緣要求的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)研究

研究確定艦船直流1000 V等級(jí)開(kāi)關(guān)設(shè)備的絕緣要求,主要是確定對(duì)應(yīng)絕緣電壓下的最小電氣間隙和爬電距離要求。在缺乏艦船各種環(huán)境條件下,不同材料、不同使用場(chǎng)合開(kāi)關(guān)設(shè)備絕緣性能試驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析的情況下,本文從現(xiàn)有國(guó)內(nèi)外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范規(guī)定的絕緣要求進(jìn)行分析研究。目前軍用標(biāo)準(zhǔn)對(duì)直流1000 V等級(jí)電氣設(shè)備電氣間隙和爬電距離還沒(méi)有明確針對(duì)性的規(guī)定要求,因此除從現(xiàn)有相關(guān)軍用標(biāo)準(zhǔn)分析外,也必須考慮艦船環(huán)境并分析借鑒民用相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)要求。

1)GB/T16935.1-2008(IEC60664-1:2007)《低壓系統(tǒng)內(nèi)設(shè)備的絕緣配合第1部分:原理、要求和試驗(yàn)》[10]。GB/T16935.1-2008(IEC60664-1:2007)的附錄表F.1“直接由低壓電網(wǎng)供電的設(shè)備的額定沖擊電壓”,規(guī)定對(duì)于標(biāo)稱(chēng)電壓DC1000 V系統(tǒng),在最為嚴(yán)格的過(guò)電壓類(lèi)別(Ⅳ類(lèi))情況下,設(shè)備額定沖擊電壓為12 kV,對(duì)于直流1000 V以上系統(tǒng)的設(shè)備沖擊電壓,該標(biāo)準(zhǔn)沒(méi)有給出數(shù)據(jù)。根據(jù)附錄表F.2“耐受瞬時(shí)過(guò)電壓的電氣間隙”,對(duì)于非均勻電場(chǎng),規(guī)定額定沖擊耐壓為12 kV,對(duì)應(yīng)的電氣間隙為14 mm。

2)IEC 62993-2017《Guidance for Determination of Clearances, creepage distances and requirements for solid insulation for equipment with a rated voltages above 1000 V AC and 1500 V DC and up to 2000 V AC and 3000 V DC》[11]。該標(biāo)準(zhǔn)對(duì)交流2000 V及以下、直流3000 V及以下的絕緣配合要求進(jìn)行了規(guī)定,給出了對(duì)應(yīng)系統(tǒng)最高電壓電氣設(shè)備不同過(guò)電壓類(lèi)別時(shí)的額定沖擊耐壓要求(部分摘錄見(jiàn)表1,原標(biāo)準(zhǔn)中Table1),以及對(duì)應(yīng)的電氣間隙要求(部分摘錄見(jiàn)表2,原標(biāo)準(zhǔn)中Table2)。

表1 根據(jù)過(guò)電壓類(lèi)別的額定沖擊耐壓

表2 電氣間隙與額定沖擊耐壓的對(duì)應(yīng)關(guān)系

表3 利用額定沖擊電壓UNi確定空氣中的最小電氣間隙(mm)

3)EN50124-1:2001《Railway applications — Insulation coordination Part 1:Basic requirements —Clearances and creepage distances for all electrical and electronic equipment》[12]。該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了歐洲鐵路應(yīng)用的絕緣配合要求。該標(biāo)準(zhǔn)表A.1中規(guī)定DC1000 V供電系統(tǒng)的額定沖擊耐壓,在過(guò)電壓類(lèi)別(Ⅳ類(lèi))時(shí)為12 kV,在過(guò)電壓類(lèi)別(Ⅲ類(lèi))時(shí)為8 kV,與GB/T16935.1-2008(IEC60664-1:2007)一致。

該標(biāo)準(zhǔn)表A.3“利用額定沖擊電壓確定空氣中的最小電氣間隙”,按照額定沖擊耐壓為12 kV,污染等級(jí)為PD3A電氣間隙為14 mm,PD4電氣間隙為22 mm,PD4A電氣間隙為27 mm。艦用環(huán)境大約在PD3A和PD4A之間,不到PD4A等級(jí),對(duì)應(yīng)電氣間隙應(yīng)小于27 mm。

該標(biāo)準(zhǔn)額定沖擊電壓下的最小電氣間隙(部分摘錄)見(jiàn)表3。

4)GB/T 25890.1-2010《軌道交通 地面裝置直流開(kāi)關(guān)設(shè)備 第1部分:總則》[13]。該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的電氣間隙要求(部分摘錄)見(jiàn)下表4,其中U為裝置標(biāo)稱(chēng)電壓,U為額定電壓,U為系統(tǒng)最高電壓。若按照系統(tǒng)最高電壓1.8 kV,在污染等級(jí)為3類(lèi)時(shí),該電壓等級(jí)對(duì)應(yīng)的戶內(nèi)電氣間隙(對(duì)地和極間)為18 mm,在污染等級(jí)為4類(lèi)時(shí),該電壓等級(jí)對(duì)應(yīng)的戶內(nèi)電氣間隙(對(duì)地和極間)為27 mm。若按照系統(tǒng)最高電壓1.2 kV,在污染等級(jí)為3類(lèi)時(shí),該電壓等級(jí)對(duì)應(yīng)的戶內(nèi)電氣間隙(對(duì)地和極間)為14 mm,在污染等級(jí)為4類(lèi)時(shí),該電壓等級(jí)對(duì)應(yīng)的戶內(nèi)電氣間隙(對(duì)地和極間)為22 mm。艦船艙室內(nèi)環(huán)境污染等級(jí)不高于4級(jí),1000 V等級(jí)直流區(qū)域配電系統(tǒng)最高電壓應(yīng)約相當(dāng)于1.2 kV但不超過(guò)1.8 kV,可見(jiàn)直流1000 V等級(jí)開(kāi)關(guān)設(shè)備電氣間隙應(yīng)大于等于22 mm但小于27 mm。該標(biāo)準(zhǔn)中爬電距離的以系統(tǒng)最高電壓U為基礎(chǔ),根據(jù)該標(biāo)準(zhǔn)中表D.1和表D.2,爬電距離按下表7確定。

若軌道交通地面開(kāi)關(guān)設(shè)備系統(tǒng)最高電壓1.8 kV,則戶內(nèi)其最高要求的爬電距離也就54 mm。

5)GB 1497-1985《低壓電器基本標(biāo)準(zhǔn)的絕緣配合要求》[14]。該標(biāo)準(zhǔn)對(duì)非均勻電場(chǎng)條件下(情況A)電氣設(shè)備沖擊耐壓和電氣間隙進(jìn)行了規(guī)定,見(jiàn)表5(原標(biāo)準(zhǔn)摘錄)。該標(biāo)準(zhǔn)對(duì)爬電距離的規(guī)定見(jiàn)表6(原標(biāo)準(zhǔn)摘錄),同時(shí)規(guī)定對(duì)于表5中安裝類(lèi)別(過(guò)電壓類(lèi)別)為IV的爬電距離應(yīng)按表7中提高兩個(gè)額定絕緣電壓等級(jí)的要求。

從表5可見(jiàn),開(kāi)關(guān)設(shè)備污染等級(jí)4、安裝類(lèi)別IV,電壓在直流1000 V的電氣間隙為14 mm,電壓在直流1200 V~1500 V之間,電氣間隙為25 mm。

安裝類(lèi)別IV的開(kāi)關(guān)設(shè)備按此標(biāo)準(zhǔn)要求爬電距離為高兩個(gè)電壓等級(jí)的數(shù)據(jù),從表6可知,開(kāi)關(guān)設(shè)備污染等級(jí)4、材料組別IIIa,電壓為直流1250 V時(shí)應(yīng)選用2000 V的數(shù)據(jù),為63 mm,電壓為直流1600 V時(shí)應(yīng)選用2500 V的數(shù)據(jù),為80 mm。

表4 絕緣水平

表5 沖擊耐壓和電氣間隙

由額定系統(tǒng)電壓給定的相對(duì)地電壓(交流有效值和直流值)V沖擊耐壓電氣間隙對(duì)污染等級(jí)2,3,4對(duì)于非均勻電場(chǎng)條件(情況A),相應(yīng)于安裝類(lèi)別(過(guò)電壓類(lèi)別)和相應(yīng)的最小電氣間隙的沖擊耐壓 安裝類(lèi)別(過(guò)電壓類(lèi)別) IIIIIIIV 600<U≤1000沖擊耐壓40006000800012000 電氣間隙mm污染等級(jí)23.05.5814 33.05.5814 43.05.5814 1000<U≤1200,直流1200<U≤1500沖擊耐壓40006000800012000 電氣間隙mm污染等級(jí)25.581425 35.581425 45.581425

表6 最小爬電距離

表7 爬電距離推薦值(以UNm為基礎(chǔ))

表8 電氣間隙與爬電距離

表9 艦用直流1000V等級(jí)開(kāi)關(guān)設(shè)備的電氣間隙和爬距離

從表6可見(jiàn),開(kāi)關(guān)設(shè)備污染等級(jí)4、安裝類(lèi)別IV,電壓在直流1000 V的電氣間隙為14 mm,電壓在直流1200 V~1500 V之間,電氣間隙為25 mm。

安裝類(lèi)別IV的開(kāi)關(guān)設(shè)備按此標(biāo)準(zhǔn)要求爬電距離為高兩個(gè)電壓等級(jí)的數(shù)據(jù),從表7可知,開(kāi)關(guān)設(shè)備污染等級(jí)4、材料組別IIIa,電壓為直流1250 V時(shí)應(yīng)選用2000 V的數(shù)據(jù),為63 mm,電壓為直流1600 V時(shí)應(yīng)選用2500 V的數(shù)據(jù),為80 mm。

6)美軍電氣設(shè)備相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)[15,16]。美國(guó)軍用標(biāo)準(zhǔn)MIL-DTL-17587C《低壓抽屜式空氣斷路器通用規(guī)范》、MIL-DTL-917F《電力設(shè)備基本要求》中規(guī)定了交流1000 V以下和直流1500 V以下低壓電器的通用要求,其中規(guī)定了600 V~1000 V(包含1000 V)電器的電氣間隙為12.7 mm,爬電距離為50.8 mm;1000 V(不包含1000 V)~3000 V電器的電氣間隙為50.8 mm,爬電距離為101.6 mm。具體見(jiàn)表8(部分摘錄)。我國(guó)軍用標(biāo)準(zhǔn)參考了美軍標(biāo)準(zhǔn)的絕緣配合要求。

但業(yè)內(nèi)專(zhuān)家普遍認(rèn)為1000 V(不包含1000 V)~3000 V電器設(shè)備的電氣間隙和爬電距離對(duì)于1000 V等級(jí)而言要求過(guò)高,由于直流1000 V等級(jí)的低壓配電系統(tǒng)長(zhǎng)期以來(lái)未在艦船電力系統(tǒng)中應(yīng)用,美軍在當(dāng)時(shí)制定這些標(biāo)準(zhǔn)時(shí)還沒(méi)有相關(guān)1000 V等級(jí)設(shè)備的應(yīng)用,這些指標(biāo)簡(jiǎn)單地參考了交流中壓3000 V電壓等級(jí)的設(shè)備而制定,沒(méi)有對(duì)1000 V~3000 V之間電壓進(jìn)行細(xì)分,因此這些指標(biāo)要求作為直流1000 V~1500 V的設(shè)備顯得要求過(guò)高,針對(duì)性不強(qiáng)。直流1000 V等級(jí)電器設(shè)備的電氣間隙和爬電距離要求,應(yīng)根據(jù)額定絕緣電壓(或?qū)嶋H工作電壓),污染等級(jí)和絕緣材料組別等艦船實(shí)際使用環(huán)境研究確定。

7)光伏行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。光伏行業(yè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中,如GB/T34581-2017《光伏系統(tǒng)用直流斷路器通用技術(shù)要求》的規(guī)定,DC1000 V光伏開(kāi)關(guān)設(shè)備的額定沖擊耐壓基本上按照8 kV和12 kV進(jìn)行選取的。然后再按照IEC60664或GB/T16935.1-2008等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)選取相應(yīng)的電氣間隙和最小爬電距離。與1)到5)論述的基本一致。

4 艦用直流1000 V等級(jí)開(kāi)關(guān)設(shè)備絕緣要求建議

民用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,以及美軍標(biāo)準(zhǔn)(MIL)的分析表明,軍用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的開(kāi)關(guān)設(shè)備電氣間隙和爬電距離要求高于民用標(biāo)準(zhǔn),GJB基本上是參考MIL標(biāo)準(zhǔn)的。因此按照美軍標(biāo)準(zhǔn)的出發(fā)點(diǎn),適應(yīng)艦船環(huán)境條件,相比民用標(biāo)準(zhǔn)適當(dāng)嚴(yán)格要求艦用開(kāi)關(guān)設(shè)備的電氣間隙和爬電距離指標(biāo)是必要的,艦用開(kāi)關(guān)設(shè)備不但要保證在出廠時(shí)達(dá)到規(guī)定的性能要求,也必須在艦船環(huán)境下長(zhǎng)期使用過(guò)程中積累了綜合污染后仍可保證其安全可靠地工作。

由于直流1000 V等級(jí)的低壓配電系統(tǒng)長(zhǎng)期以來(lái)未在艦船電力系統(tǒng)中應(yīng)用,美軍和我軍在當(dāng)時(shí)制定這些標(biāo)準(zhǔn)時(shí)還沒(méi)有相關(guān)1000 V等級(jí)設(shè)備的應(yīng)用,這些指標(biāo)簡(jiǎn)單地參考了交流3 kV電壓等級(jí)的設(shè)備制定,籠統(tǒng)地規(guī)定了1000 V~3000 V之間的電氣間隙和爬電距離,覆蓋電壓范圍過(guò)寬,直接作為直流1000 V~1500 V的設(shè)備顯得要求過(guò)高,有必要對(duì)軍用標(biāo)準(zhǔn)的1000 V~3000 V電壓范圍進(jìn)行細(xì)分,提高電氣間隙和爬電距離要求對(duì)直流1000 V等級(jí)開(kāi)關(guān)設(shè)備的針對(duì)性和適用性。

對(duì)于艦船直流1000 V等級(jí)區(qū)域配電系統(tǒng),考慮系統(tǒng)電壓變化范圍±10%,此時(shí)系統(tǒng)最高電壓為1100 V,也即開(kāi)關(guān)設(shè)備額定絕緣電壓為1100 V,考慮系統(tǒng)電壓變化范圍±20%,額定絕緣電壓也就1200 V。因此在考慮細(xì)分已有美軍標(biāo)等軍用標(biāo)準(zhǔn)中直流電壓1000 V~3000 V范圍的電氣間隙和爬電距離規(guī)定時(shí),建議可分為直流1000V~1250 V、1250 V~1500 V和1500 V~3000 V三個(gè)級(jí)別的范圍。這樣劃分既能有效縮小覆蓋1000 V直流區(qū)域配電系統(tǒng)開(kāi)關(guān)設(shè)備的額定絕緣電壓范圍,又能提高電氣間隙和爬電距離要求的針對(duì)性和適用性,既可保證開(kāi)關(guān)設(shè)備安全可靠工作,又有利于減小開(kāi)關(guān)設(shè)備的重量尺寸。按直流1000 V等級(jí)開(kāi)關(guān)設(shè)備在系統(tǒng)中的額定絕緣電壓要求,現(xiàn)階段先規(guī)定直流1000 V~1250 V、1250 V~1500 V兩個(gè)等級(jí)范圍的電氣間隙和爬電距離已可完全指導(dǎo)相當(dāng)一段時(shí)期內(nèi)的艦船綜合電力系統(tǒng)直流區(qū)域配電系統(tǒng)設(shè)備的設(shè)計(jì)研制工作。根據(jù)本文第4章對(duì)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的分析結(jié)果,建議艦用直流1000 V等級(jí)開(kāi)關(guān)設(shè)備的電氣間隙和爬電距離要求如表9。

5 結(jié)束語(yǔ)

針對(duì)直流1000 V等級(jí)開(kāi)關(guān)設(shè)備在艦船綜合電力系統(tǒng)1000 V等級(jí)直流區(qū)域配電系統(tǒng)的應(yīng)用需求,以及當(dāng)前軍用標(biāo)準(zhǔn)對(duì)直流1000 V等級(jí)開(kāi)關(guān)設(shè)備電氣間隙和爬電距離的絕緣性能要求缺乏針對(duì)性和適用性的問(wèn)題,通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外民用標(biāo)準(zhǔn)和軍用標(biāo)準(zhǔn)中類(lèi)似電壓等級(jí)直流開(kāi)關(guān)設(shè)備絕緣要求的分析,考慮艦船使用環(huán)境和艦船綜合電力系統(tǒng)1000 V等級(jí)直流區(qū)域配電系統(tǒng)開(kāi)關(guān)設(shè)備額定絕緣電壓要求,對(duì)已有軍用標(biāo)準(zhǔn)電壓范圍進(jìn)行了適當(dāng)細(xì)分,研究提出了更具有針對(duì)性和適用性的艦用直流1000 V等級(jí)開(kāi)關(guān)設(shè)備的電氣間隙和爬電距離要求。今后也可在實(shí)際研制、試驗(yàn)和使用中進(jìn)一步進(jìn)行專(zhuān)題研究完善。

[1] 付立軍, 劉魯鋒, 王剛, 等. 我國(guó)艦船中壓直流綜合電力系統(tǒng)研究進(jìn)展[J]. 中國(guó)艦船研究, 2016, 11(1): 72-73.

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Study on Insulation Requirements of DC 1000V Warship Switchgear

Yu Lingang,F(xiàn)eng Lijun1,Guan Tao2

(Naval Research Acadimy, Shanghai 200235, China)

TM564

A

1003-4862(2019)01-0005-06

2018-04-19

余林剛(1969-),男,高工。研究方向:裝備科技創(chuàng)新和艦船電力系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范研究工作。E-mail: yulingang@163.com

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