تعریف: هماهنگی عایقبندی به فرآیند تعیین سطوح عایقبندی اجزای سیستم قدرت اشاره دارد. در واقع، این موضوع مربوط به تعیین قدرت عایقبندی تجهیزات است. عایقبندی داخلی و خارجی تجهیزات برق با ولتاژ عادی مداوم و ولتاژ غیرعادی موقتی مواجه میشود.
عایقبندی تجهیزات طراحی شده است تا بالاترین ولتاژ سیستم - نوسانی، ولتاژهای بالای موقتی نوسانی و صاعقههای موقتی را تحمل کند. به تجهیزات سیستم قدرت یک سطح عایقبندی مجاز اختصاص داده شده و عملکرد آنها میتواند از طریق انواع آزمونها تأیید شود. نیازمندیهای عایقبندی با در نظر گرفتن عوامل زیر تعیین میشود:
بالاترین ولتاژ سیستم - نوسانی
شبکههای قدرت متناوب دارای سطوح مختلف ولتاژ نامی نوسانی هستند، مانند ۴۰۰V، ۳.۳kV، ۶.۶kV و غیره. وقتی سیستم به طور کمی باردار است، ولتاژ نوسانی در سمت گیرنده خط افزایش مییابد. تجهیزات سیستم قدرت طراحی و آزمایش شدهاند تا بالاترین ولتاژ سیستم - نوسانی (۴۴۰V، ۳.۶kV، ۷.۲kV و غیره) را بدون رخ دادن خرابی عایقبندی داخلی یا خارجی تحمل کنند.
ولتاژهای بالای موقتی نوسانی
ولتاژهای بالای موقتی در سیستم قدرت میتوانند به دلیل رد پذیری بار، خطا، رزونانس و غیره ایجاد شوند. این ولتاژهای بالا معمولاً دارای نوسان حدود ۵۰ Hz هستند، با قلههای نسبتاً کمتر، نرخ افزایش کندتر و مدت طولانیتر (از چند ثانیه تا حتی دقیقهها). محافظت در برابر ولتاژهای بالای موقتی نوسانی توسط رلهای با زمان معکوس مشخص حداقل (IDMT) ارائه میشود.
رله IDMT به دومین حلقه ترانسفورماتور پتانسیل بزرگراه و دیودهای قطع متصل میشود. رله و دیودهای قطع در چند میلیثانیه واکنش نشان میدهند و سیستم را از ولتاژهای بالای موقتی محافظت میکنند.
صاعقههای موقتی ولتاژ بالا
صاعقههای موقتی ولتاژ بالا در سیستم قدرت میتوانند به دلیل پدیدههایی مانند صاعقه، عملیات جابجایی، برگشتهای مجدد و امواج حرکتی القاء شوند. این صاعقهها در سیستم قدرت با قلههای بالا، نرخ افزایش سریع و مدت چند ده تا صد میکروثانیه مشخص میشوند، که به دلیل این ویژگیها به عنوان موقتی شناخته میشوند.
این صاعقهها میتوانند منجر به ولتاژهای جرقهای و پخششدن بین فازها و زمین یا در نقاط ضعیف سیستم شوند. همچنین میتوانند منجر به خرابی عایقبندی گازی، مایع یا جامد و خرابی ترانسفورماتورها و ماشینهای الکتریکی چرخان شوند.
با هماهنگی عایقبندی صحیح و استفاده از جلوگیرههای صاعقه، نرخ خرابیهای ناشی از صاعقه و عملیات جابجایی به طور قابل توجهی کاهش یافته است. دستگاههای محافظ مختلف روی شبکه قدرت نصب شدهاند. این دستگاهها طراحی شدهاند تا صاعقهها را مسدود کرده و نرخ افزایش قله صاعقههایی که به تجهیزات میرسند را کاهش دهند، بدین ترتیب تجهیزات را از خطر خرابی محافظت میکنند.
سطح تحمل تجهیزات
سطح عایقبندی پایه (BIL) یک سطح مرجع است که با ولتاژ قله یک موج استاندارد که ۱.۲/۵۰ μs نمیشود نشان داده میشود. تجهیزات باید بتوانند موجهای آزمونی با دامنههای بیشتر از BIL را تحمل کنند.
هماهنگی عایقبندی شامل انتخاب عایقبندی مناسب برای تجهیزات بر اساس کاربرد آنها است. این کار برای کاهش رویدادهای ناخواسته در سیستم که ناشی از تنشهای ولتاژ (به دلیل ولتاژهای بالای سیستم) هستند انجام میشود. خرابی عایقبندی به رابطه بین خرابی عایقبندی اجزای مختلف سیستم قدرت و عایقبندی دستگاههای محافظی که برای حفاظت از تجهیزات در برابر ولتاژهای بالا استفاده میشوند اشاره دارد.
برای عملکرد ایمن تجهیزات، قدرت عایقبندی آنها باید برابر یا بیشتر از سطح استاندارد عایقبندی پایه باشد. تجهیزات محافظ برای زیراستانیها باید به گونهای انتخاب شوند که محافظت عایقبندی موثری در این سطوح ارائه دهند و همزمان به اقتصادیترین روش ممکن باشند.
