وقتی ولتاژ ضربه برق در سیستم ظاهر میشود، آن قبل از آسیب دیدن تجهیزات سیستم از طریق دستگاههای محافظ ضربه خارج میشود. بنابراین، عایق تجهیزات باید به گونهای طراحی شود که بتواند حداقل ولتاژ مشخصی را تحمل کند قبل از اینکه ولتاژ ضربه برق از طریق دستگاههای محافظ ضربه خارج شود. بنابراین، سطح ولتاژ عملیاتی دستگاههای محافظ ضربه باید پایینتر از حداقل سطح تحمل ولتاژ تجهیزات باشد. این حداقل سطح ولتاژ به عنوان BIL یا سطح عایق اساسی تجهیزات الکتریکی تعریف میشود.
بدیهی است که ظرفیت تحمل ولتاژ تمام تجهیزات یک زیرстанسیون الکتریکی یا سیستم انتقال الکتریکی باید بر اساس ولتاژ سیستم عملیاتی آن تعیین شود. برای اطمینان از ثبات سیستم در حالت ولتاژ بالا، قدرت تحمل خرابی یا جرقهزنی تمام تجهیزات متصل به سیستم باید فراتر از سطح انتخابی باشد.
ممکن است انواع مختلفی از ولتاژ بالا در سیستم ظاهر شود. این ولتاژهای بالا ممکن است در ویژگیهایی مانند دامنه، مدت زمان، شکل موج و فرکانس متفاوت باشند. از نظر اقتصادی، یک سیستم توان الکتریکی باید بر اساس سطح عایق اساسی یا BIL طراحی شود که بر اساس ویژگیهای مختلف تمام ولتاژهای بالا که در سیستم ظاهر میشوند تعیین میشود. علاوه بر این، تجهیزات مختلف محافظ ولتاژ بالا در سیستم نصب شدهاند که سیستم را در برابر پدیدههای مختلف ولتاژ بالا به صورت ایمن محافظت میکنند. به دلیل این تجهیزات محافظ، ولتاژهای غیرطبیعی از سیستم به سرعت حذف میشوند.
بنابراین، لازم نیست یک سیستم را طراحی کنیم که عایق آن بتواند تمام انواع ولتاژ بالا را برای تمام مدت زمان تحمل کند. به عنوان مثال، ولتاژ ضربه برق در سیستم برای دورهای از میکروثانیه ظاهر میشود و به سرعت توسط توقفکننده برق از سیستم حذف میشود. عایق تجهیزات الکتریکی باید به گونهای طراحی شود که قبل از اینکه ولتاژ ضربه برق توسط توقفکننده برق حذف شود، آسیب نبیند. سطح عایق اساسی یا BIL تجهیزات الکتریکی اصول کیفیات دیالکتریکی دستگاه را تعیین میکند و برای دستگاههای آزمون ضربه با مقدار قله ولتاژ ۱/۵۰ میکروثانیه بیان میشود.
مقدار عایق ارائه شده روی هر تجهیز و به ویژه ترانسفورماتورها بخش قابل توجهی از هزینه را تشکیل میدهد. مراجع استانداردسازی در ذهن داشتهاند که سطح عایق اساسی یا BIL را به پایینترین حد ممکن تنظیم کنند که با ایمنی سازگار باشد. ولتاژ ضربه برق یک پدیده کاملاً طبیعی است و بنابراین بسیار نامشخص است. بنابراین، امکان پیشبینی شکل و اندازه ضربه برق وجود ندارد. پس از مطالعه و کار زیادی روی ماهیت ضربههای برق، مراجع استانداردسازی تصمیم گرفتهاند و یک شکل پایه از موج ضربه را معرفی کردهاند که برای آزمون ضربه ولتاژ بالا تجهیزات الکتریکی استفاده میشود. اگرچه این ولتاژ ضربه ایجاد شده هیچ ارتباط مستقیمی با ضربههای برق طبیعی ندارد. قبل از ورود به جزئیات سطح عایق اساسی یک سیستم الکتریکی، بیایید سعی کنیم شکل پایه ولتاژ ضربه استاندارد را درک کنیم.
بر اساس استاندارد آمریکایی، شکل موج ضربه ۱.۵/۴۰ میکروثانیه است. بر اساس استاندارد هندی، این ۱.۲/۵۰ میکروثانیه است. این نمایش موج دارای معنا خاصی است. به عنوان مثال، موج ضربه ۱.۲/۵۰ میکروثانیه یک موج یکطرفه را نشان میدهد که در ۱.۲ میکروثانیه به مقدار قله خود از صفر میرسد و سپس در ۵۰ میکروثانیه به ۵۰٪ مقدار قله خود میرسد. شکل موج نمایش داده شده در زیر آمده است،
ولتاژ خرابی یا جرقهزنی تجهیزات الکتریکی با این شکل موج باید برابر یا بیشتر از سطح عایق اساسی تعیین شده باشد و ولتاژ جرقهزنی و ولتاژ خارج شدن تجهیزات محافظ مانند توقفکنندههای برق، قطعاً باید کمتر از این مقادیر باشد تا در حین ضربههای برق، خارج شدن از طریق توقفکنندههای برق و نه از طریق خود تجهیزات رخ دهد. باید حاشیه کافی بین توقفکننده برق و سطح عایق تجهیزات وجود داشته باشد.
ولتاژ سیستم اسمی |
BIL استاندارد هندی |
BIL استاندارد بریتانیایی |
۱۱ کیلوولت |
۷۵ کیلوولت |
– |
۳۳ کیلوولت |
۱۷۰ کیلوولت |
۲۰۰ کیلوولت |
۶۶ کیلوولت |
۳۲۵ کیلوولت |
۴۵۰ کیلوولت |
۱۳۲ کیلوولت |
۵۵۰/۶۵۰ کیلوولت |
۶۵۰/۷۵۰ کیلوولت |
۲۲۰ کیلوولت |
۹۰۰/۱۰۵۰ کیلوولت |
۹۰۰/۱۰۵۰ کیلوولت |
Statement: Respect the original, good articles worth sharing, if there is infringement please contact delete.
