Hva er isolasjonskoordinering?

Definisjon: Isolasjonskoordinering refererer til prosessen med å bestemme isolasjonsnivåer for kraftsystemkomponenter. I essensen handler det om å etablere utstyrets isolasjonstyrke. Den interne og eksterne isolasjonen av elektrisk utstyr er utsatt for både kontinuerlig normal spenning og midlertidig uvanlig spenning.

Utstyrsisolasjon er konstruert for å tåle den høyeste nettspenningen, sporadiske midlertidige nettspenningsforhøyelser, og sporadiske lynnedslag. Kraftsystemutstyr tildeles en angitt isolasjonsnivå, og dens ytelse kan verifiseres gjennom ulike typer tester. Isolajonskravene fastsettes ved å ta hensyn til følgende faktorer:

Høyest Nettspenning

Vekselstrøm-nett har forskjellige nominelle nettspenningnivåer, som 400V, 3.3kV, 6.6kV, etc. Når systemet er lett belasted, øker nettspenningen på mottakerendepunktet av linjen. Kraftsystemutstyr er designet og testet for å tåle den høyeste nettspenningen (440V, 3.6kV, 7.2kV, etc.) uten å oppleve intern eller ekstern isolasjonsnedbryting.

Midlertidige Nettspenningsforhøyelser

Midlertidige forhøyelser i kraftsystemet kan utløses av lastavvisning, feil, resonans, etc. Disse forhøyelsene har typisk en frekvens på ca. 50 Hz, med relativt lavere toppverdier, en saktere stigning, og en lengre varighet (fra sekunder til enda minutter). Beskyttelse mot midlertidige nettspenningsforhøyelser ytes av en Invers Definit Minimum Tidsrelæ (IDMT).

IDMT-relæet er koblet til sekundær delen av buspotensialtransformator og strømbrytere. Relæet og strømbryteren reagerer innen millisekunder, og beskytter systemet mot midlertidige overspenninger.

Overtransient Overvoltage Impulser

Transient overvoltageimpulser i kraftsystemet kan bli induksert av fenomener som lyn, skruoperasjoner, restrikes, og reisende bølger. Disse impulser i kraftsystemet karakteriseres ved høye toppverdier, rask stigning, og en varighet som vare fra noen ti til flere hundre mikrosekunder, derfor kalles de transienter.

Slike impulser har potensialet til å forårsake spark-overvoltage og flash-over mellom faser og jord, eller ved de svakest punktene i systemet. De kan også føre til nedbryting av gass-, væske- eller solidisolasjon, samt mislykket transformatorer og roterende elektriske maskiner.

Gjennom riktig isolasjonskoordinering og bruk av overvoltagebeskyttelse, har feilfrekvensen forårsaket av lyn og skruoperasjoner blitt betydelig redusert. Forskjellige beskyttelsesenheter er installert på kraftnettverket. Disse enhetene er designet for å avfange lynnedslag og å redusere toppstigningen av impulser som når utstyret, dermed å sikre det mot mulig skade.

Utstyrsmotstandsnivåer

Grunnleggende isolasjonsnivå (BIL) er et referansenivå, representert av impulstoppspenningen av en standardbølge som ikke overstiger 1.2/50 μs. Apparat og utstyr må kunne tåle prøvebølger med amplituder større enn BIL.

Isolasjonskoordinering innebærer å velge passende isolasjon for utstyr basert på dets bestemmelse. Dette gjøres for å minimere uønskede hendelser i systemet som resulterer fra spenningsstress (forårsaket av systemovervoltage). Isolajonsnedbryting refererer til forholdet mellom isolasjonsnedbryting av ulike kraftsystemkomponenter og isolasjon av beskyttende enheter som brukes for å beskytte utstyret mot overvoltage.

For trygg drift av utstyr, skal dens isolasjonstyrke være lik eller høyere enn grunnleggende standardisolasjonsnivå. Beskyttende utstyr for stationssubstasjoner skal velges for å gi effektiv isolasjonsbeskyttelse som svarer til disse nivåene, samtidig som de er så økonomiske som mulig.