기본 절연 수준이란 무엇인가?

기본 절연 수준이란?

기본 절연 수준 정의

번개 충격 과전압이 발생할 때, 서지 보호 장치는 이를 방전하여 시스템 장비의 손상을 방지합니다. 이 방전이 발생하기 전에 장비의 절연은 특정 최소 전압을 견뎌내야 합니다. 따라서 서지 보호 장치는 이 최소 전압 수준보다 낮게 작동해야 합니다. 이 최소 전압은 전기 장비의 기본 절연 수준(BIL)으로 정의됩니다.

전기 변전소 또는 송전 시스템 내 모든 장비의 전압 견디는 능력은 운용 시스템 전압과 일치해야 합니다. 과전압 이벤트 동안 시스템 안정성을 유지하기 위해서는 모든 연결된 장비의 절연 파괴 또는 플래시오버 강도가 특정 수준을 초과해야 합니다.

시스템에는 다양한 종류의 과전압 스트레스가 나타날 수 있습니다. 이러한 과전압은 진폭, 지속 시간, 파형, 주파수 등의 특성에서 차이가 있을 수 있습니다. 경제적인 관점에서 보면, 전력 시스템은 시스템에 나타날 수 있는 모든 가능한 과전압의 다양한 특성에 따라 기본 절연 수준(BIL)을 기준으로 설계되어야 합니다. 또한 시스템에는 다양한 과전압 보호 장치가 설치되어 있어, 다양한 과전압 현상으로부터 시스템을 안전하게 보호합니다. 이러한 보호 장치 덕분에 비정상적인 과전압은 가능한 빠르게 시스템에서 사라집니다.

모든 종류의 과전압을 무한히 견딜 수 있도록 시스템의 절연을 설계하는 것은 불필요합니다. 예를 들어, 번개 충격은 마이크로초 단위로 지속되며 번개 방지기로 빠르게 제거됩니다. 전기 장비의 절연은 방지기가 작동할 때까지 손상을 피하도록 설계되어야 합니다. 기본 절연 수준(BIL)은 장비의 유전체 강도를 결정하며 1/50 마이크로초 전체 파형 견디는 전압의 피크 값으로 표현됩니다.

특히 변압기와 같은 장비의 절연 수준은 비용에 크게 영향을 미칩니다. 표준화 기관은 안전을 보장하면서 기본 절연 수준(BIL)을 가능한 한 낮게 설정하려고 합니다. 번개 충격은 자연적이고 예측할 수 없어, 그 세기를 예측하기 어렵습니다. 광범위한 연구를 거쳐 표준화 기관은 고전압 테스트를 위한 기본 충격 파형을 생성했습니다. 이 생성된 충격 전압은 자연적인 번개 충격과 직접적으로 관련되어 있지 않지만, 테스트 목적으로 사용됩니다. BIL의 세부 사항을 살펴보기 전에, 표준 충격 전압의 기본 형태를 이해해봅시다.

서지 보호기의 중요성

서지 보호기는 과전압을 신속히 방전하여 장비의 손상을 방지합니다.

설계 고려사항

시스템은 특정 과전압 특성을 처리할 수 있도록 BIL을 기준으로 설계되며, 과도한 절연 비용 없이 보호를 확보합니다.

충격 전압 표준

1.2/50 마이크로초와 같은 표준 충격 전압은 번개 충격을 시뮬레이션하여 장비의 유전체 강도를 테스트합니다.

안전 여유

장비는 BIL보다 높은 절연 파괴 전압을 가져야 하며, 보호 장치는 시스템 안전을 유지하기 위해 더 낮은 방전 전압을 가져야 합니다.