Πίνακας Ορισμού και Υπολογισμού του Βασικού Επιπέδου Απομόνωσης (BIL)
Ορισμός Βασικού Επιπέδου Απομόνωσης
Όταν εμφανίζεται κατακεραυνική παράκαμψη στην τάση στο σύστημα, αυτή απορροφείται μέσω συσκευών προστασίας από παρακαμπτή τάση πριν οι εξοπλισμοί του συστήματος πάθουν βλάβη. Συνεπώς, η απομόνωση τέτοιων εξοπλισμών πρέπει να σχεδιαστεί ώστε να αντέξει μια συγκεκριμένη ελάχιστη τάση πριν η κατακεραυνική παράκαμψη στην τάση απορροφηθεί μέσω των συσκευών προστασίας. Έτσι, το επίπεδο λειτουργίας τάσης των συσκευών προστασίας πρέπει να είναι χαμηλότερο από το ειρημένο ελάχιστο επίπεδο αντοχής τάσης του εξοπλισμού. Αυτό το ελάχιστο επίπεδο βαθμολογίας τάσης ορίζεται ως BIL ή βασικό επίπεδο απομόνωσης των ηλεκτρικών εξοπλισμών.
Είναι αναγκαίο, ότι η αντοχή τάσης όλων των εξοπλισμών μιας ηλεκτρικής υποσταθμίδας ή ενός ηλεκτρικού συστήματος μεταφοράς πρέπει να αποφασιστεί σύμφωνα με τη λειτουργική τάση του συστήματος. Για να εξασφαλιστεί η σταθερότητα του συστήματος κατά τη διάρκεια φαινομένων παράκαμψης τάσης, η ισχύς σπάσης ή το παρακάμψιμο όλων των εξοπλισμών που είναι συνδεδεμένα στο σύστημα, πρέπει να υπερβαίνει ένα επιλεγμένο επίπεδο.
Μπορεί να εμφανιστούν διάφορα είδη παράκαμψης τάσης στο σύστημα. Αυτές οι παρακάμψεις τάσης μπορεί να διαφέρουν σε χαρακτηριστικά όπως η πλάτος, η διάρκεια, η μορφή κύματος και η συχνότητα κλπ. Με την άποψη της οικονομίας, ένα ηλεκτρικό ενεργειακό σύστημα πρέπει να σχεδιαστεί για ένα βασικό επίπεδο απομόνωσης ή BIL, εξαρτώμενο από τα διάφορα χαρακτηριστικά όλων των πιθανών παρακαμπτή τάσης που εμφανίζονται στο σύστημα. Επιπλέον, υπάρχουν διάφορες συσκευές προστασίας από παράκαμψη τάσης που είναι εγκατεστημένες στο σύστημα, οι οποίες προστατεύουν ασφαλώς το σύστημα από διάφορα φαινόμενα παράκαμψης τάσης. Λόγω αυτών των συσκευών προστασίας, οι ανώμαλες παρακάμψεις τάσης εξαφανίζονται από το σύστημα το συντομότερο δυνατό.
Επομένως, δεν είναι αναγκαίο να σχεδιαστεί ένα σύστημα το οποίο θα μπορεί να αντέξει όλα τα είδη παράκαμψης τάσης για όλη τη διάρκεια. Για παράδειγμα, μια κατακεραυνική παράκαμψη τάσης εμφανίζεται στο σύστημα για μια περίοδο της τάξης μικροδευτερολέπτων και αυτή απορροφείται από τον προστατευτή κατακεραυνών όσο το δυνατόν πιο γρήγορα. Η απομόνωση ενός ηλεκτρικού εξοπλισμού πρέπει να σχεδιαστεί ώστε να μην βλαφθεί πριν η κατακεραυνική παράκαμψη τάσης απορροφηθεί από τον προστατευτή κατακεραυνών. Το βασικό επίπεδο απομόνωσης ή BIL ενός ηλεκτρικού εξοπλισμού καθορίζει τις βασικές ηλεκτρικές ιδιότητες του μηχανήματος και εκφράζεται για μηχανήματα που έχουν υποστεί δοκιμή παράκαμψης με την κορυφαία τιμή της 1/50 μικροδευτερολεπτιαίας πλήρης κύματος αντοχής τάσης.
Η ποσότητα απομόνωσης που παρέχεται σε κάθε εξοπλισμό και ειδικά στους μετατροπείς αποτελεί αξιόλογο μέρος του κόστους. Οι φορείς πρότυπων έχουν στο μυαλό τους να ορίσουν το βασικό επίπεδο απομόνωσης ή BIL όσο το δυνατόν χαμηλότερο, συμβατό με την ασφάλεια. Η κατακεραυνική παράκαμψη τάσης είναι πλήρως φυσικό φαινόμενο και, συνεπώς, είναι εξαιρετικά αβέβαιη. Επομένως, είναι αδύνατο να προβλέψουμε τη μορφή και το μέγεθος της κατακεραυνικής παράκαμψης. Μετά από μελέτη και εργασία στη φύση των κατακεραυνικών παρακαμπτή, οι φορείς πρότυπων έχουν αποφασίσει και εισήγαγαν μια βασική μορφή κύματος παράκαμψης, η οποία χρησιμοποιείται για δοκιμές υψηλής τάσης παράκαμψης ηλεκτρικών εξοπλισμών. Παρόλο που αυτή η δημιουργημένη παράκαμψη τάσης δεν έχει άμεση σχέση με φυσικές κατακεραυνικές παρακάμψεις. Πριν προχωρήσουμε σε λεπτομέρειες του βασικού επιπέδου απομόνωσης ενός ηλεκτρικού συστήματος, ας προσπαθήσουμε να κατανοήσουμε τη βασική μορφή της πρότυπης παράκαμψης τάσης.
Παράκαμψη Τάσης
Σύμφωνα με τα Αμερικανικά Πρότυπα, η μορφή κύματος παράκαμψης είναι 1.5/40 μικροδευτερόλεπτα. Σύμφωνα με τα Ινδικά Πρότυπα, αυτή είναι 1.2/50 μικροδευτερόλεπτα. Αυτή η παρουσίαση του κύματος έχει ειδική σημασία. Τέτοιο 1.2/50 μικροδευτερόλεπτο κύμα παράκαμψης αντιπροσωπεύει ένα μονόδρομο κύμα, το οποίο αυξάνεται στην κορυφαία τιμή του από το μηδέν σε 1.2 μικροδευτερόλεπτα και στη συνέχεια μειώνεται στο 50% της κορυφαίας τιμής σε 50 μικροδευτερόλεπτα. Η παρουσιασμένη μορφή κύματος είναι δείκνυται παρακάτω,
Οι τιμές σπάσης ή παράκαμψης τάσης των ηλεκτρικών εξοπλισμών με αυτή τη μορφή κύματος πρέπει να είναι ίσες ή υψηλότερες από το βασικό επίπεδο απομόνωσης που έχει οριστεί και οι τιμές σπάσης και απορροφής τάσης των συσκευών προστασίας, όπως οι προστατευτές κατακεραυνών, πρέπει αναγκαστικά να είναι χαμηλότερες από αυτές τις τιμές, ώστε κατά τη διάρκεια των κατακεραυνικών παρακαμπτή, η απορρόφηση να συμβαίνει μέσω των προστατευτών κατακεραυνών και όχι μέσω του εξοπλισμού. Πρέπει να υπάρχει αρκετό περιθώριο μεταξύ του προστατευτή κατακεραυνών και του επιπέδου απομόνωσης των εξοπλισμών.
