Vad är isoleringskoordination?

Definition: Isoleringssamordning hänvisar till processen att fastställa isoleringsnivåerna för komponenter i kraftsystem. Det handlar i grunden om att etablera utrustningens isoleringsstyrka. Den interna och externa isoleringen av elektrisk utrustning utsätts både för kontinuerlig normalspänning och tillfällig ovanlig spänning.

Utrustningsisolering är konstruerad för att motstå den högsta nätspänningen, ibland förekommande tillfälliga överspänningar vid nätspänning och ibland förekommande blixtöverspänningar. Kraftsystemutrustning tilldelas en angiven isoleringsnivå, och dess prestanda kan verifieras genom olika typer av tester. Isoleringskraven fastställs genom att ta hänsyn till följande faktorer:

Högsta Nätspänning

Växelströmsnät har olika nominella nätspänningsnivåer, som 400V, 3,3kV, 6,6kV, etc. När systemet är lätt belastat ökar nätspänningen vid mottagaränden av linjen. Kraftsystemutrustning är utformad och testad för att uthärda den högsta nätspänningen (440V, 3,6kV, 7,2kV, etc.) utan att uppleva intern eller extern isoleringsbrott.

Tillfälliga Nätspänningsovervoltage

Tillfälliga överspänningar i kraftsystemet kan utlösas av lastavvis, fel, resonans, etc. Dessa överspänningar har vanligtvis en frekvens på ca 50 Hz, med relativt lägre toppar, en långsamare stigande hastighet och en längre varaktighet (från sekunder till till och med minuter). Skydd mot tillfälliga nätspänningsovervoltage ges av en Inverterad Definitiv Minimitime (IDMT) relä.

IDMT-relén är ansluten till sekundären av bussspänningsomvandlaren och strömbrytarna. Relén och strömbrytaren reagerar inom millisekunder, skyddar systemet från tillfälliga överspänningar.

Transient Överspänningstoppar

Transient överspänningstoppar i kraftsystemet kan induceras av fenomen som blixt, växlingsoperationer, återstudsningar och resorande vågor. Dessa topptoppar i kraftsystemet kännetecknas av höga toppvärden, snabb stigande hastighet och en varaktighet på några tiotusendelar till hundratusentals mikrosekunder, därför kallas de för transienter.

Sådana topptoppar har potential att orsaka gnistöverspänningar och fläktövergångar vid skarpa hörn, mellan faser och jorden, eller vid de svagaste punkterna i systemet. De kan också leda till brytning av gas-, vätske- eller solidisolering, samt misslyckande av transformatorer och roterande elektriska maskiner.

Genom rätt isoleringssamordning och användning av överspänningsbekämpare har bristfrekvenserna orsakade av blixt och växlingsoperationer reducerats betydligt. Olika skyddsutrustningar är installerade i kraftnätet. Dessa enheter är utformade för att avfänga blixtträffar och minska topphastigheten av topptoppar som når utrustningen, vilket skyddar den från potentiell skada.

Utrustnings Motståndsnivåer

Den grundläggande isoleringsnivån (BIL) är en referensnivå, representerad av impulsens toppspänning av en standardvåg som inte överstiger 1,2/50 μs. Utrustning och apparatur måste kunna uthärda provvågor med amplituder som är större än BIL.

Isoleringssamordning innebär att välja lämplig isolering för utrustning baserat på dess avsedda användning. Detta görs för att minimera oönskade händelser inom systemet som orsakas av spänningsbelastningar (orsakade av systemets överspänningar). Isoleringssprickning hänvisar till förhållandet mellan isoleringssprickning av olika kraftsystemkomponenter och isoleringen av skyddsutrustning som används för att skydda denna utrustning mot överspänningar.

För säker drift av utrustning ska dess isoleringsstyrka vara lika med eller högre än den grundläggande standardisolernivån. Skyddsutrustning för stationära understationer bör väljas för att ge effektiv isoleringskydd motsvarande dessa nivåer samtidigt som den är så ekonomisk som möjligt.