पावर सिस्टम में इन्सुलेशन कोऑर्डिनेशन क्या है

विद्युत प्रणाली में इन्सुलेशन कोऑर्डिनेशन क्या है?

इन्सुलेशन कोऑर्डिनेशन की परिभाषा

इन्सुलेशन कोऑर्डिनेशन विद्युत इन्सुलेशन की रणनीतिक व्यवस्था है जो प्रणाली के नुकसान को न्यूनतम रखती है और फ़ैल के मामले में सुगम ठीक-ठीक करने की गारंटी देती है।

प्रणाली वोल्टेज

नोमिनल और अधिकतम प्रणाली वोल्टेज को समझना विभिन्न संचालन स्थितियों को संभालने के लिए विद्युत प्रणाली की इन्सुलेशन डिजाइन करने के लिए महत्वपूर्ण है।

नोमिनल प्रणाली वोल्टेज

नोमिनल प्रणाली वोल्टेज वह फेज से फेज वोल्टेज है जिसके लिए प्रणाली आमतौर पर डिजाइन की जाती है। जैसे 11 किलोवोल्ट, 33 किलोवोल्ट, 132 किलोवोल्ट, 220 किलोवोल्ट, 400 किलोवोल्ट प्रणालियाँ।

अधिकतम प्रणाली वोल्टेज

अधिकतम प्रणाली वोल्टेज वह अधिकतम अनुमत वोल्टेज है जो विद्युत प्रणाली की लोड या कम लोड स्थिति के दौरान लंबे समय तक हो सकती है। यह भी फेज से फेज तरीके से मापा जाता है।

विभिन्न नोमिनल प्रणाली वोल्टेज और उनके संबंधित अधिकतम प्रणाली वोल्टेज की सूची नीचे दी गई है लिंक के लिए,

नोट - ऊपर दी गई तालिका से यह देखा जाता है कि आमतौर पर 220 किलोवोल्ट तक के वोल्टेज स्तर तक अधिकतम प्रणाली वोल्टेज नोमिनल प्रणाली वोल्टेज का 110% होता है, और 400 किलोवोल्ट और उससे अधिक में 105% होता है।

ग्राउंडिंग कारक

यह चयनित स्थान पर बिना फ़ैल के प्राप्त होने वाले रूएम्स फेज से फेज वोल्टेज के सापेक्ष एक फ़ैल के दौरान स्वस्थ फेज पर उच्चतम रूएम्स फेज से धरती वोल्टेज का अनुपात है।

यह अनुपात सामान्य शब्दों में चयनित फ़ैल स्थान से देखा जाने वाले एक प्रणाली की ग्राउंडिंग स्थितियों का वर्णन करता है।

प्रभावी रूप से ग्राउंडिंग वाली प्रणाली

एक प्रणाली प्रभावी रूप से ग्राउंडिंग वाली कही जाती है यदि ग्राउंडिंग का कारक 80% से अधिक नहीं होता है और अप्रभावी रूप से ग्राउंडिंग वाली यदि यह अधिक होता है।

आइसोलेटेड न्यूट्रल प्रणाली के लिए ग्राउंडिंग का कारक 100% है, जबकि एक ठोस रूप से ग्राउंडिंग वाली प्रणाली के लिए 57.7% (1/√3 = 0.577) है।

इन्सुलेशन स्तर

हर विद्युत उपकरण को अपने कुल सेवा जीवन के दौरान विभिन्न समयों पर विभिन्न असामान्य ट्रांसिएंट ओवर वोल्टेज स्थितियों का सामना करना पड़ता है। उपकरण को बिजली के बिजली धारा, स्विचिंग धारा और/या छोटे समय के वोल्टेज धारा को सहन करना पड़ सकता है। उच्च वोल्टेज वाली विद्युत प्रणाली का इन्सुलेशन स्तर उस प्रणाली के घटक के सहन करने की अधिकतम स्तर के आधार पर निर्धारित किया जाता है जो ट्रांसिएंट वोल्टेज और छोटे समय के वोल्टेज धारा को सहन कर सकता है।

300 किलोवोल्ट से कम रेट की प्रणाली के इन्सुलेशन स्तर निर्धारित करते समय बिजली के बिजली धारा सहन करने वाले वोल्टेज और छोटे समय के वोल्टेज धारा सहन करने वाले वोल्टेज को ध्यान में रखा जाता है। 300 किलोवोल्ट या उससे अधिक रेट की उपकरणों के लिए स्विचिंग धारा सहन करने वाले वोल्टेज और छोटे समय के वोल्टेज धारा सहन करने वाले वोल्टेज को ध्यान में रखा जाता है।

बिजली के बिजली धारा वोल्टेज

प्राकृतिक बिजली के कारण होने वाले प्रणाली के विकार को तीन विभिन्न मूल तरंग आकारों से दर्शाया जा सकता है। यदि एक बिजली के बिजली धारा वोल्टेज एक ट्रांसमिशन लाइन पर कुछ दूरी तक यात्रा करता है तो इन्सुलेटर तक पहुंचने से पहले इसका तरंग आकार पूर्ण तरंग के नजदीक आता है, और यह तरंग 1.2/50 तरंग के रूप में जाना जाता है। यदि यात्रा के दौरान, बिजली के बिजली धारा वोल्टेज एक इन्सुलेटर पर फ्लैशओवर होता है तो तरंग का आकार चोप्ड वेव बन जाता है। यदि बिजली का एक धारा इन्सुलेटर पर सीधा प्रहार करता है तो बिजली के बिजली धारा वोल्टेज तेजी से बढ़ता है जब तक कि फ्लैशओवर द्वारा राहत नहीं मिलती, जिससे वोल्टेज में तेजी से गिरावट आती है। ये तीन तरंग आकार और अवधि में बहुत अलग होते हैं।

स्विचिंग धारा

स्विचिंग ऑपरेशन के दौरान प्रणाली में एक यूनिपोलर वोल्टेज दिखाई दे सकता है। जिसका तरंग आकार आवर्तित रूप से दमित या दोलनशील हो सकता है। स्विचिंग धारा तरंग आकार में तेजी से आगे बढ़ता है और लंबे दमित दोलनशील पूर्वांच होता है।

छोटे समय के वोल्टेज धारा सहन करने वाले वोल्टेज

छोटे समय के वोल्टेज धारा सहन करने वाले वोल्टेज वह निर्धारित रूएम्स मूल्य है जो विद्युत उपकरण 60 सेकंड के लिए सहन करना चाहिए।

सुरक्षा उपकरण

सर्ज आरेस्टर या बिजली आरेस्टर जैसे ओवर वोल्टेज सुरक्षा उपकरण एक निश्चित स्तर की ट्रांसिएंट ओवर वोल्टेज को सहन करने के लिए डिजाइन किए जाते हैं, जिसके बाद ये उपकरण सर्ज ऊर्जा को धरती तक निकालते हैं और इस प्रकार ट्रांसिएंट ओवर वोल्टेज को एक निश्चित स्तर तक सीमित रखते हैं। इस प्रकार ट्रांसिएंट ओवर वोल्टेज उस स्तर से अधिक नहीं हो सकता। ओवर वोल्टेज सुरक्षा उपकरण का सुरक्षा स्तर उस उच्चतम शिखर वोल्टेज मूल्य है जिसे स्विचिंग धारा और बिजली के बिजली धारा लगाने पर ओवर वोल्टेज सुरक्षा उपकरण के टर्मिनल पर अधिक नहीं होना चाहिए।

शील्ड वायर या ग्राउंड वायर का उपयोग

ओवरहेड ट्रांसमिशन लाइनों में बिजली के सीधे प्रहार से बिजली के धारा का उत्पादन हो सकता है। टापर तार के ऊपर एक उचित ऊंचाई पर एक शील्ड वायर या ग्राउंड वायर स्थापित करके इन लाइनों की सुरक्षा की जा सकती है। यदि यह शील्ड वायर ठीक से ट्रांसमिशन टावर से जुड़ा हो और टावर अच्छी तरह से ग्राउंडिंग किया गया हो, तो यह ग्राउंड वायर के संरक्षण कोण के भीतर किसी भी तार पर बिजली के सीधे प्रहार से रोक सकता है। शील्ड वायर विद्युत सबस्टेशन और उनके उपकरणों को भी बिजली से सुरक्षा प्रदान करते हैं।

इन्सुलेशन कोऑर्डिनेशन की पारंपरिक विधि

जैसा कि चर्चा की गई है, विद्युत प्रणाली के घटकों को स्विचिंग और बिजली के बिजली धारा वोल्टेज जैसे विभिन्न स्तर के ट्रांसिएंट वोल्टेज तनावों का सामना करना पड़ सकता है। बिजली आरेस्टर जैसे सुरक्षा उपकरणों का उपयोग इन ट्रांसिएंट ओवर वोल्टेज की अधिकतम आयाम को सीमित करने में मदद कर सकता है। सुरक्षा उपकरणों के सुरक्षा स्तर से ऊपर इन्सुलेशन स्तरों को बनाए रखने से इन्सुलेशन ब्रेकडाउन की संभावना कम होती है। इससे यह सुनिश्चित होता है कि इन्सुलेशन तक पहुंचने वाला कोई ट्रांसिएंट ओवर वोल्टेज सुरक्षा स्तर द्वारा निर्धारित सुरक्षित सीमा के भीतर रहता है।

आमतौर पर, इम्पल्स इन्सुलेशन स्तर आरोपित उपकरणों के सुरक्षा स्तर वोल्टेज से 15 से 25% ऊपर स्थापित किया जाता है।

इन्सुलेशन कोऑर्डिनेशन की सांख्यिकीय विधियाँ

उच्च ट्रांसमिशन वोल्टेज पर, इन्सुलेटर स्ट्रिंग की लंबाई और हवा में क्लियरेंस वोल्टेज के साथ रैखिक रूप से नहीं बढ़ती है, लेकिन लगभग V1.6 के अनुसार बढ़ती है। विभिन्न ओवर वोल्टेज के लिए सस्पेंशन स्ट्रिंग में आवश्यक इन्सुलेटर डिस्कों की संख्या नीचे दी गई है। यह देखा जाता है कि 220 किलोवोल्ट प्रणाली के लिए ओवर वोल्टेज कारक 2 से 3.5 तक बढ़ने पर डिस्कों की संख्या में केवल थोड़ी बढ़ोतरी होती ह