Definición: A coordenación de aislamento refírese ao proceso de determinar os niveis de aislamento dos componentes do sistema eléctrico. En esencia, trata sobre estabelecer a resistencia ao aislamento do equipo. O aislamento interno e externo do equipo eléctrico está suxeito tanto á tensión normal continua como ás tensións anómalas temporais.
O aislamento do equipo está deseñado para resistir a máxima tensión de rede de frecuencia de potencia, as sobretensións temporais de frecuencia de potencia ocasionais e as sobrecargas de raio ocasionais. Ao equipo do sistema eléctrico lles asigna un nivel de aislamento nominal, e o seu rendemento pode verificarse mediante diversos tipos de probas. Os requisitos de aislamento determinanse tendo en conta os seguintes factores:
Máxima Tensión de Sistema de Frecuencia de Potencia
As redes de corrente alternativa presentan diferentes niveis nominais de tensión de frecuencia de potencia, como 400V, 3.3kV, 6.6kV, etc. Cando o sistema está pouco cargado, a tensión de frecuencia de potencia no extremo receptor da liña aumenta. O equipo do sistema eléctrico está deseñado e probado para soportar a máxima tensión de sistema de frecuencia de potencia (440V, 3.6kV, 7.2kV, etc.) sen experimentar unha rotura de aislamento interno ou externo.
Sobretensións Temporais de Frecuencia de Potencia
As sobretensións temporais no sistema eléctrico poden ser desencadeadas por rexeitación de carga, fallos, resonancia, etc. Estas sobretensións teñen xeralmente unha frecuencia de circa 50 Hz, con picos relativamente baixos, unha taxa de aumento máis lenta e unha duración máis longa (que vai desde segundos ata incluso minutos). A protección contra as sobretensións temporais de frecuencia de potencia proporcionase mediante un relé de Tempo Definido Inverso Mínimo (IDMT).
O relé IDMT está conectado ao secundario do transformador de potencial da barra e aos interruptores. O relé e o interruptor responden en milisegundos, salvagardando o sistema de as sobretensións temporais.
Sobretensións Transitorias
As sobretensións transitorias no sistema eléctrico poden inducirse por fenómenos como o raio, operacións de comutación, rechispas e ondas viaxantes. Estas sobretensións no sistema eléctrico caracterízanse por valores de pico altos, unha taxa de aumento rápida e unha duración que dura desde decenas ata centos de microsegundos, polo que se denominan transitorios.
Estas sobretensións poden causar voltaxes de chispa e descargas entre fases e terra, ou nos puntos máis débiles do sistema. Tamén poden provocar a rotura de aislamentos gaseosos, líquidos ou sólidos, así como a falla de transformadores e máquinas eléctricas rotativas.
A través dunha adecuada coordinación de aislamento e o uso de pararrayos, as taxas de falla causadas por raios e operacións de comutación foron significativamente reducidas. Instálanse diversos dispositivos protectores na rede de potencia. Estes dispositivos están deseñados para interceptar os impactos de raios e para diminuir a taxa de aumento de pico das sobretensións que alcanzan o equipo, salvaguardándoo así de posibles danos.
Niveis de Resistencia do Equipo
O nivel básico de aislamento (BIL) é un nivel de referencia, representado polo voltaxe de cresta dunha onda estándar que non excede 1.2/50 μs. O aparelho e o equipo deben ser capaces de resistir ondas de proba cunhas amplitudes maiores que o BIL.
A coordinación de aislamento implica escoller un aislamento adecuado para o equipo baseándose no seu uso previsto. Isto fái para minimizar eventos indeseables dentro do sistema que resultan de estrés de tensión (causados por sobretensións do sistema). A ruptura de aislamento refírese á relación entre a ruptura de aislamento de varios componentes do sistema eléctrico e o aislamento de dispositivos protectores empregados para salvaguardar ese equipo contra sobretensións.
Para a segura operación do equipo, a súa resistencia ao aislamento debe ser igual ou superior ao nivel estándar básico de aislamento. O equipo protector para subestacións debe seleccionarse para proporcionar unha protección de aislamento eficaz correspondente a estes niveis, sendo tan económico como sexa posible.
