Mi az izolációs koordináció?

Definíció: Az izolációs koordináció az energiarendszer komponenseinek izolációs szintjének meghatározásának folyamata. Alapvetően arról van szó, hogy megállapítjuk a berendezések izolációs erejét. Az elektromos berendezések belső és külső izolációja mind állandó normális feszültségnek, mind ideiglenes rendellenes feszültségnek van kitéve.

A berendezés izolációja úgy tervezett, hogy elviselje a legmagasabb hálózati frekvenciájú rendszervoltot, esetenkénti rövid távú hálózati frekvenciájú túlfeszültségeket és esetenkénti villámló ütőfeszültségeket. Az energiarendszer-berendezésekhez hozzárendelt rated izolációs szint alapján ellenőrizhető a teljesítményük különböző típusú teszteken keresztül. Az izolációs követelmények a következő tényezők figyelembe vételével kerülnek meghatározásra:

Legmagasabb Hálózati Frekvenciájú Rendszervolt

Az AC hálózatokban különböző nominális hálózati frekvenciájú feszültségszintek találhatók, mint például 400V, 3.3KV, 6.6kV, stb. Amikor a rendszer könnyen terhelt, a vonal fogadó vége felé a hálózati frekvenciájú feszültség növekszik. Az energiarendszer-berendezések úgy tervezkedtek és tesztelve lettek, hogy a legmagasabb hálózati frekvenciájú rendszervolt (440V, 3.6KV, 7.2KV, stb.) hatása nélkül bírják a belső vagy külső izoláció romlását.

Ideiglenes Hálózati Frekvenciájú Túlfeszültségek

Az energiarendszerben az ideiglenes túlfeszültségeket a terhelés elutasítása, hibák, rezonancia, stb. okozhatja. Ezek a túlfeszültségek tipikusan 50 Hz körül helyezkednek el, relatíve alacsony csúcsértékkel, lassabb emelkedési sebességgel és hosszabb időtartammal (másodperctől akár percekig). Az ideiglenes hálózati frekvenciájú túlfeszültségek ellen Inverz Definitív Minimális Idő (IDMT) relé biztosít védelmet.

Az IDMT relét a busz potenciáltranszformátor másodlagos oldalához és a vezetékkesztyűkhöz kapcsolják. A relé és a vezetékkesztyű milisekundumok alatt reagál, így megvédi a rendszert az ideiglenes túlfeszültségektől.

Átmeneti Ütőfeszültségek

Az energiarendszerben az átmeneti ütőfeszültségeket olyan jelenségek, mint a villám, kapcsoló műveletek, ismétlődő tüzetések és utazó hullámok indíthatják. Ezek az ütőfeszültségek magas csúcsértékkel, gyors emelkedési sebességgel és néhány tucatotól száz microsekundumig tartó időtartammal jellemezhetők, ezért átmeneti ütőfeszültségeknek nevezik őket.

Ezek az ütőfeszültségek képesek villámló feszültségeket és flash-over-t okozni éles sarokoknál, fázisok között és a földtel, vagy a rendszer leggyengébb pontjain. Ezen túlmenően gáz, folyadék vagy szilárd izoláció romlását, valamint transzformátorok és forgóelektrikus gépek kiesését is okozhatják.

Megfelelő izolációs koordináció és ütővédők használata révén jelentősen csökkenthető a villám és a kapcsoló műveletek által okozott kiesések aránya. Különböző védelmi berendezések települnek az energiahálózatra. Ezek a berendezések úgy tervezettek, hogy villámlástól védelemmel látjanak el, és csökkentsék az ütőfeszültségek csúcsértékének növekedési sebességét, amelyek a berendezésekre érkeznek, így megvédve őket a lehetséges károsodástól.

Berendezés Eltérítési Szintei

Az alapizolációs szint (BIL) egy referenciás szint, amelyet a standard hullám impulzus csúcsfeszültsége ábrázol, amely nem haladja meg 1.2/50 μs. A berendezések és eszközöknek nagyobb amplitúdójú teszthullámokat kell tudniuk elviselni, mint a BIL.

Az izolációs koordináció során a berendezések szándékolt használatán alapuló megfelelő izolációt választunk. Ez a cél, hogy minimalizáljuk a rendszerben lévő nem kívánt eseményeket, amelyeket a rendszer túlfeszültségei okoznak (voltstresszek). Az izoláció romlása a különböző energiarendszer-komponensek izolációs romlása és a berendezések elleni túlfeszültségekkel kapcsolatos védőeszközök izolációja közötti összefüggést jelenti.

A berendezések biztonságos működéséhez az izolációs erejüknek egyenlőnek vagy nagyobbnak kell lennie, mint az alapszintű izolációs szint. A telephálózat-védőeszközök kiválasztása során olyan hatékony izolációs védelmet kell biztosítani, ami minél gazdaságosabb módon felel meg ezeknek a szinteknek.