Definition: Isoleringssammenhæng henviser til processen med at fastlægge isoleringsniveauer for kraftsystemkomponenter. Det handler i bund og grund om at etablere udstyrets isoleringsstyrke. Den interne og eksterne isolation af elektrisk udstyr udsættes både for kontinuerlig normalspænding og midlertidig ualmindelig spænding.
Udstyrsisolering er designet til at modstå den højeste netværksspænding, sjældne midlertidige netværksspændingsoverskridelser og sjældne lynbølger. Kraftsystemudstyr tildeler en bestemt isoleringsklasse, og dets ydeevne kan verificeres gennem forskellige typer test. Isoleringskravene fastsættes ved at tage følgende faktorer i betragtning:
Højeste Netværksspænding
Vekselstrømnetværk har forskellige nominelle netværksspændinger, som f.eks. 400V, 3,3KV, 6,6kV osv. Når systemet er let belastet, stiger netværksspændingen på den modtagende ende af linjen. Kraftsystemudstyr er designet og testet for at klare den højeste netværksspænding (440V, 3,6KV, 7,2KV osv.) uden at opleve interne eller eksterne isoleringsnedbrydninger.
Midlertidige Netværksspændingsoverskridelser
Midlertidige overskridelser i kraftsystemet kan blive udløst af lastafvisning, fejl, resonans osv. Disse overskridelser har typisk en frekvens på omkring 50 Hz, med relativt lavere toppe, en langsommere stigningsrate og en længere varighed (fra sekunder til endda minutter). Beskyttelse mod midlertidige netværksspændingsoverskridelser gives af en Invers Definit Mindste Tidsrelæ (IDMT).
IDMT-relæet er forbundet til sekundærside af buspotentialemfører og kredsløbsbrydere. Relæet og kredsløbsbryderen reagerer inden for millisekunder, hvilket beskytter systemet mod midlertidige overskridelser.
Overgangsoverskridelser
Overgangsoverskridelser i kraftsystemet kan blive induceret af fænomener som lyn, skiftoperateringer, genoplysninger og rejsende bølger. Disse overgangsoverskridelser i kraftsystemet kendetegnes ved høje topperværdier, en hurtig stigningsrate og en varighed på nogle få tiendele til hundreder af mikrosekunder, hvilket er grunden til, at de kaldes transitoriske.
Disse overskridelser har potentiale til at forårsage gnistovergangsspændinger og blinkovergang mellem faser og jorden, eller ved de svageste punkter i systemet. De kan også føre til nedbrydning af gas-, væsk- eller fast isolering, samt fejl i transformatorer og roterende elektriske maskiner.
Gennem korrekt isoleringssammenhæng og anvendelse af overgangsbrydere er fejlhyppigheden forårsaget af lyn og skiftoperateringer blevet betydeligt reduceret. Forskellige beskyttelsesenheder er installeret på kraftnettet. Disse enheder er designet til at aflede lynnedslag og reducere toppens stigningsrate for overgangsoverskridelser, der når udstyret, og dermed beskytte det mod potentielle skader.
Udstyrs Modstandsdygtighedsniveauer
Grundlæggende isoleringsniveau (BIL) er et referenceniveau, repræsenteret af pulstoppen for en standardbølge, der ikke overstiger 1,2/50 μs. Apparatur og udstyr skal kunne modstå testbølger med amplituder, der er større end BIL.
Isoleringssammenhæng indebærer at vælge passende isolering for udstyr baseret på dets anvendelsesområde. Dette gøres for at minimere uønskede begivenheder i systemet, der skyldes spændingsstress (forårsaget af systemoverskridelser). Isoleringens nedbrydning refererer til forholdet mellem isoleringsnedbrydningen af forskellige kraftsystemkomponenter og isoleringen af beskyttelsesenhed, der anvendes til at beskytte udstyret mod overskridelser.
For sikkert drift af udstyr skal dens isoleringsstyrke være lig eller højere end grundlæggende standardisoleringsniveau. Beskyttelsesudstyr til stationssubstationer bør vælges for at give effektiv isoleringsbeskyttelse, der svarer til disse niveauer, samtidig med at være så økonomisk som muligt.
