Τι είναι η συντονισμένη απομόνωση；

Ορισμός: Η συντονισμένη απομόνωση αναφέρεται στη διαδικασία καθορισμού των επιπέδων απομόνωσης των συσταδικών συστημάτων. Είναι, με άλλα λόγια, η καθιέρωση της αντοχής απομόνωσης των εξοπλισμών. Η εσωτερική και εξωτερική απομόνωση των ηλεκτρικών εξοπλισμών υπόκειται σε συνεχή φυσιολογική τάση και προσωρινή παρανόμαλη τάση.

Η απομόνωση του εξοπλισμού σχεδιάζεται να αντέξει την υψηλότερη συστημική τάση συχνότητας, περιοδικές προσωρινές υπερτάσεις συχνότητας και περιοδικές αστραπούς. Στον εξοπλισμό του συστήματος ανατίθεται ένα κατατεθέν επίπεδο απομόνωσης, και η απόδοσή του μπορεί να επαληθευτεί μέσω διαφόρων τύπων δοκιμών. Τα απαιτήματα απομόνωσης καθορίζονται λαμβάνοντας υπόψη τους ακόλουθους παράγοντες:

Υψηλότερη Συστημική Τάση Συχνότητας

Τα δίκτυα ηλεκτρικής ενέργειας AC διαθέτουν διαφορετικά νομικά επίπεδα τάσης συχνότητας, όπως 400V, 3.3KV, 6.6kV, κλπ. Όταν το σύστημα είναι ελαφρώς φορτωμένο, η τάση συχνότητας στο σημείο παραλαβής της γραμμής αυξάνεται. Ο εξοπλισμός του συστήματος σχεδιάζεται και δοκιμάζεται για να αντέξει την υψηλότερη συστημική τάση συχνότητας (440V, 3.6KV, 7.2KV, κλπ.) χωρίς να βιώνει κατάρρευση εσωτερικής ή εξωτερικής απομόνωσης.

Προσωρινές Υπερτάσεις Συχνότητας

Οι προσωρινές υπερτάσεις στο σύστημα μπορούν να προκλαστούν από απόρριψη φορτίου, σφάλματα, συμφωνία, κλπ. Αυτές οι υπερτάσεις έχουν συνήθως συχνότητα περίπου 50 Hz, με σχετικά χαμηλότερα κορύφια, αργότερη ταχύτητα αύξησης και μεγαλύτερη διάρκεια (από δευτερόλεπτα έως ακόμη και λεπτά). Η προστασία από προσωρινές υπερτάσεις συχνότητας παρέχεται από έναν στροφόδικτυο ρυθμιστή Inverse Definite Minimum Time (IDMT).

Ο IDMT ρυθμιστής συνδέεται με το δευτερεύον του δυναμομετατροπέα δυναμικού και τους διακόπτες. Ο ρυθμιστής και οι διακόπτες ανταποκρίνονται εντός λεπτοστιγμών, προστατεύοντας το σύστημα από προσωρινές υπερτάσεις.

Μεταβατικές Υπερτάσεις

Οι μεταβατικές υπερτάσεις στο σύστημα μπορούν να προκλαστούν από φαινόμενα όπως αστράπεις, λειτουργίες στροφής, ανακατασκευές και κυματικές διακινήσεις. Αυτές οι υπερτάσεις στο σύστημα χαρακτηρίζονται από υψηλά κορυφαία τιμή, ταχεία ταχύτητα αύξησης και διάρκεια λίγα δευτερόλεπτα έως εκατοντάδες μικροδευτερόλεπτα, γι' αυτό λέγονται μεταβατικές.

Αυτές οι υπερτάσεις έχουν τη δυνατότητα να προκαλέσουν τάσεις ανάφλεξης και στρόβιλο σε οξείες γωνίες, μεταξύ φάσεων και της γης, ή στα αδύνατα σημεία του συστήματος. Μπορούν επίσης να προκαλέσουν κατάρρευση αερίων, υγρών ή στερεών απομονωτικών, καθώς και πτώση μετατροπέων και περιστρεφόμενων ηλεκτρικών μηχανών.

Μέσω του σωστού συντονισμού απομόνωσης και της χρήσης προστατευτικών συσκευών, οι πτώσεις λόγω αστραπών και λειτουργιών στροφής έχουν μειωθεί σημαντικά. Διάφορες προστατευτικές συσκευές εγκαταστάνονται στο δίκτυο. Αυτές οι συσκευές σχεδιάζονται να αντιμετωπίζουν τις αστράπεις και να μειώνουν την ταχύτητα αύξησης των υπερτάσεων που φθάνουν στον εξοπλισμό, προστατεύοντάς τον από πιθανές βλάβες.

Επίπεδα Αντοχής Εξοπλισμού

Το βασικό επίπεδο απομόνωσης (BIL) είναι ένα αναφορικό επίπεδο, που αντιπροσωπεύεται από την κορυφαία τάση ενός προσωρινού κύματος που δεν υπερβαίνει 1.2/50 μς. Οι μηχανές και ο εξοπλισμός πρέπει να μπορούν να αντέξουν δοκιμαστικά κύματα με πλάτος μεγαλύτερο από το BIL.

Ο συντονισμός απομόνωσης περιλαμβάνει την επιλογή κατάλληλης απομόνωσης για τον εξοπλισμό με βάση την προορισμένη χρήση. Αυτό γίνεται για να ελαχιστοποιηθούν οι μη επιθυμητές εκδηλώσεις στο σύστημα που απορρέουν από τάσεις (λόγω συστημικών υπερτάσεων). Η κατάρρευση απομόνωσης αναφέρεται στη σχέση μεταξύ της κατάρρευσης απομόνωσης διαφόρων συσταδικών συστημάτων και της απομόνωσης των προστατευτικών συσκευών που χρησιμοποιούνται για την προστασία του εξοπλισμού από τις υπερτάσεις.

Για την ασφαλή λειτουργία του εξοπλισμού, η αντοχή απομόνωσης πρέπει να είναι ίση ή υψηλότερη από το βασικό επίπεδο απομόνωσης. Οι προστατευτικές συσκευές για τις σταθμικές υποσταθμείς πρέπει να επιλέγονται ώστε να παρέχουν αποτελεσματική προστασία απομόνωσης σε αυτά τα επίπεδα, ενώ να είναι το μεγαλύτερο δυνατό οικονομικές.