การประสานงานฉนวนคืออะไร

บทนิยาม: การประสานงานฉนวนคือกระบวนการกำหนดระดับฉนวนของส่วนประกอบระบบไฟฟ้า ในที่สุดแล้ว มันเกี่ยวข้องกับการตั้งค่าความแข็งแกร่งของฉนวนอุปกรณ์ ฉนวนภายในและภายนอกของอุปกรณ์ไฟฟ้าถูกทดสอบโดยแรงดันปกติอย่างต่อเนื่องและการเพิ่มแรงดันชั่วคราวที่ผิดปกติ

ฉนวนอุปกรณ์ถูกออกแบบมาเพื่อรับแรงดันสูงสุดของระบบความถี่ไฟฟ้า แรงดันไฟฟ้าที่เกินขึ้นชั่วคราวบางครั้ง และแรงดันไฟฟ้าจากการฟ้าผ่าที่เกิดขึ้นบางครั้ง อุปกรณ์ระบบไฟฟ้าได้รับการกำหนดระดับฉนวนที่ระบุไว้ และประสิทธิภาพสามารถตรวจสอบได้ผ่านการทดสอบประเภทต่างๆ ความต้องการในเรื่องของฉนวนถูกกำหนดโดยพิจารณาจากปัจจัยต่อไปนี้:

แรงดันระบบความถี่ไฟฟ้าสูงสุด

เครือข่ายไฟฟ้าสลับมีระดับแรงดันไฟฟ้าความถี่มาตรฐานที่แตกต่างกัน เช่น 400V, 3.3KV, 6.6kV ฯลฯ เมื่อระบบมีโหลดน้อย แรงดันไฟฟ้าความถี่ที่ปลายสายรับจะเพิ่มขึ้น อุปกรณ์ระบบไฟฟ้าถูกออกแบบและทดสอบเพื่อรับแรงดันไฟฟ้าความถี่สูงสุดของระบบ (440V, 3.6KV, 7.2KV ฯลฯ) โดยไม่ทำให้ฉนวนภายในหรือภายนอกเสียหาย

แรงดันไฟฟ้าที่เกินขึ้นชั่วคราว

แรงดันไฟฟ้าที่เกินขึ้นชั่วคราวในระบบไฟฟ้าสามารถเกิดขึ้นได้จากการปฏิเสธโหลด ความผิดพลาด ความสอดคล้อง ฯลฯ แรงดันไฟฟ้าที่เกินขึ้นเหล่านี้มักมีความถี่ประมาณ 50 Hz พร้อมกับยอดสูงที่ค่อนข้างต่ำ อัตราการเพิ่มขึ้นที่ช้า และระยะเวลาที่ยาวนาน (ตั้งแต่หลายวินาทีจนถึงหลายนาที) การป้องกันแรงดันไฟฟ้าที่เกินขึ้นชั่วคราวนี้ได้รับการสนับสนุนโดยวงจรป้อนกลับเวลาที่แน่นอนขั้นต่ำ (IDMT)

วงจร IDMT เชื่อมต่อกับตัวแปลงแรงดันรองของบัสและสวิตช์วงจร วงจรและสวิตช์วงจรตอบสนองภายในไม่กี่มิลลิวินาที เพื่อป้องกันระบบจากแรงดันไฟฟ้าที่เกินขึ้นชั่วคราว

แรงดันไฟฟ้าเกินขึ้นชั่วขณะ

แรงดันไฟฟ้าเกินขึ้นชั่วขณะในระบบไฟฟ้าสามารถเกิดขึ้นได้จากปรากฏการณ์เช่น ฟ้าผ่า การทำงานสวิตช์ การฟื้นฟู และคลื่นเดินทาง แรงดันไฟฟ้าเกินขึ้นเหล่านี้ในระบบไฟฟ้ามีลักษณะเป็นค่าสูงสุดที่สูง อัตราการเพิ่มขึ้นที่รวดเร็ว และระยะเวลาที่ยาวนานเป็นสิบ ๆ ถึงร้อย ๆ ไมโครวินาที ซึ่งเป็นเหตุผลที่เรียกว่าแรงดันไฟฟ้าเกินขึ้นชั่วขณะ

แรงดันไฟฟ้าเกินขึ้นเหล่านี้มีศักยภาพในการทำให้เกิดแรงดันไฟฟ้าที่เกินขึ้นระหว่างมุมแหลม ระหว่างเฟสกับโลก หรือที่จุดที่อ่อนแอที่สุดในระบบ นอกจากนี้ยังอาจทำให้ฉนวนแก๊ส ของเหลว หรือของแข็งเสียหาย และทำให้หม้อแปลงและเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบหมุนเสียหาย

ผ่านการประสานงานฉนวนที่เหมาะสมและการใช้ตัวป้องกันแรงดันไฟฟ้าเกินขึ้น ความเสียหายที่เกิดจากฟ้าผ่าและการทำงานสวิตช์ได้ลดลงอย่างมาก อุปกรณ์ป้องกันต่าง ๆ ถูกติดตั้งบนเครือข่ายไฟฟ้า เหล่านี้ถูกออกแบบมาเพื่อตัดฟ้าผ่าและลดอัตราการเพิ่มขึ้นของแรงดันไฟฟ้าเกินขึ้นที่ถึงอุปกรณ์ จึงปกป้องอุปกรณ์จากการเสียหายที่อาจเกิดขึ้น

ระดับทนทานของอุปกรณ์

ระดับฉนวนพื้นฐาน (BIL) เป็นระดับอ้างอิง แสดงโดยแรงดันสูงสุดของคลื่นมาตรฐานที่ไม่เกิน 1.2/50 μS อุปกรณ์และอุปกรณ์ต้องสามารถทนทานต่อคลื่นทดสอบที่มีขนาดใหญ่กว่า BIL

การประสานงานฉนวนหมายถึงการเลือกฉนวนที่เหมาะสมสำหรับอุปกรณ์ตามวัตถุประสงค์การใช้งาน นี่ทำเพื่อลดเหตุการณ์ที่ไม่พึงประสงค์ภายในระบบที่เกิดจากความเครียดแรงดัน (เกิดจากแรงดันไฟฟ้าเกินขึ้นของระบบ) การเสียหายของฉนวนหมายถึงความสัมพันธ์ระหว่างการเสียหายของฉนวนของส่วนประกอบต่าง ๆ ของระบบไฟฟ้าและความต้านทานของอุปกรณ์ป้องกันที่ใช้เพื่อป้องกันอุปกรณ์จากการเกินขึ้นของแรงดันไฟฟ้า

สำหรับการทำงานอย่างปลอดภัยของอุปกรณ์ ความแข็งแกร่งของฉนวนควรเท่ากับหรือสูงกว่าระดับฉนวนพื้นฐานที่กำหนด อุปกรณ์ป้องกันสำหรับสถานีย่อยควรถูกเลือกเพื่อให้การป้องกันฉนวนที่มีประสิทธิภาพสอดคล้องกับระดับเหล่านี้ พร้อมทั้งพยายามประหยัดที่สุดเท่าที่จะทำได้