Definitie: Isolatiecoördinatie verwijst naar het proces van het bepalen van de isolatieniveaus van componenten in elektriciteitsnetwerken. Het gaat in wezen om het vaststellen van de isolatiesterkte van apparatuur. De interne en externe isolatie van elektrische apparatuur wordt blootgesteld aan zowel continue normale spanning als tijdelijke afwijkende spanning.
De isolatie van apparatuur is ontworpen om de hoogste netfrequentiespanning, incidentele tijdelijke netfrequentiespanningspieken en incidentele bliksemschokken te weerstaan. Elektriciteitsnetwerkapparatuur krijgt een gerateerde isolatiewaarde toegewezen, en de prestaties kunnen worden gecontroleerd via verschillende soorten tests. De isolatie-eisen worden bepaald met inachtneming van de volgende factoren:
Hoogste Netfrequentiespanning
AC-netwerken hebben verschillende nominale netfrequentiespanningsniveaus, zoals 400V, 3,3 kV, 6,6 kV, enz. Wanneer het systeem licht belast is, neemt de netfrequentiespanning aan de ontvangende kant van de lijn toe. Elektriciteitsnetwerkapparatuur wordt ontworpen en getest om de hoogste netfrequentiespanning (440V, 3,6 kV, 7,2 kV, enz.) te doorstaan zonder interne of externe isolatiebreuk.
Tijdelijke Netfrequentiespanningspieken
Tijdelijke spanningspieken in het elektriciteitsnet kunnen worden veroorzaakt door lastafwijzing, storingen, resonantie, enz. Deze spanningspieken hebben meestal een frequentie van ongeveer 50 Hz, met relatief lagere pieken, een langzamere stijgsnelheid en een langere duur (variërend van seconden tot zelfs minuten). Bescherming tegen tijdelijke netfrequentiespanningspieken wordt geboden door een Inverse Definite Minimum Time (IDMT) relais.
Het IDMT-relais is verbonden met de secundaire zijde van de buspotentiële transformer en schakelaars. Het relais en de schakelaar reageren binnen milliseconden, waardoor het systeem beschermd wordt tegen tijdelijke spanningspieken.
Overgangsspanningspieken
Overgangsspanningspieken in het elektriciteitsnet kunnen worden veroorzaakt door verschijnselen zoals bliksem, schakeloperaties, heraansteken en reizende golven. Deze pieken in het elektriciteitsnet worden gekenmerkt door hoge piekwaarden, een snelle stijgsnelheid en een duur van enkele tientallen tot honderden microseconden, vandaar dat ze overgangsverschijnselen worden genoemd.
Dergelijke pieken kunnen vonkoverspanningen en flitsoverspanningen veroorzaken op scherpe hoeken, tussen fasen en de aarde, of op de zwakste punten in het systeem. Ze kunnen ook leiden tot de breuk van gas-, vloeistof- of vaste isolatie, evenals de uitval van transformatoren en draaiende elektrische machines.
Door juiste isolatiecoördinatie en het gebruik van overspanningsbeveiligingen zijn de uitslagingspercentages door bliksem en schakeloperaties aanzienlijk verminderd. Verschillende beschermingsapparaten zijn geïnstalleerd in het elektriciteitsnet. Deze apparaten zijn ontworpen om blikseminslagen op te vangen en de piekstijgsnelheid van de pieken die het apparaat bereiken te verlagen, waardoor het beschermd wordt tegen mogelijke schade.
Apparatuurbestandheid
Het basisisolatieniveau (BIL) is een referentieniveau, weergegeven door de impulspiekspanning van een standaardgolf die 1,2/50 μs niet overschrijdt. Apparatuur en apparaten moeten in staat zijn om testgolven met amplitudes groter dan het BIL te doorstaan.
Isolatiecoördinatie betreft het kiezen van passende isolatie voor apparatuur op basis van de bedoeling ervan. Dit wordt gedaan om ongewenste gebeurtenissen binnen het systeem, die het gevolg zijn van spanningsspanningen (veroorzaakt door systeemspanningspieken), te minimaliseren. Isolatiebreuk verwijst naar het verband tussen de isolatiebreuk van verschillende componenten in elektriciteitsnetwerken en de isolatie van beschermingsapparaten die worden gebruikt om dat apparaat te beschermen tegen spanningspieken.
Voor veilig gebruik van apparatuur moet de isolatiesterkte gelijk zijn aan of hoger dan het basishandelsstandaardisolatieniveau. Beschermingsapparatuur voor stationsonderstations dient te worden geselecteerd om effectieve isolatiebescherming te bieden op deze niveaus, terwijl het zo economisch mogelijk is.
