Niveau d'isolation de base ou Tableau de définition et de calcul du BIL

Définition du niveau d'isolation de base

Lorsqu'une impulsion de surtension due à la foudre apparaît dans le système, elle est déchargée par les dispositifs de protection contre les surtensions avant que les équipements du système ne soient endommagés. Par conséquent, l'isolation de ces équipements doit être conçue pour résister à une certaine tension minimale avant que la surtension due à la foudre soit déchargée par les dispositifs de protection contre les surtensions. Ainsi, le niveau de tension de fonctionnement des dispositifs de protection contre les surtensions doit être inférieur au niveau de tension minimal que l'équipement peut supporter. Ce niveau de tension minimal est défini comme le BIL ou niveau d'isolation de base de l'équipement électrique.

Il va sans dire que la capacité de résistance à la tension de tous les équipements d'une sous-station électrique ou d'un système de transmission électrique doit être déterminée en fonction de la tension de fonctionnement du système. Pour assurer la stabilité du système pendant un phénomène de surtension, la tension de rupture ou de flash-over de tous les équipements connectés au système doit dépasser un niveau sélectionné.
Il peut y avoir différents types de contraintes de surtension qui apparaissent sur le système. Ces surtensions peuvent différer par leurs caractéristiques telles que l'amplitude, la durée, la forme d'onde et la fréquence, etc. Du point de vue économique, un système de énergie électrique doit être conçu pour un niveau d'isolation de base ou BIL en fonction des différentes caractéristiques de toutes les surtensions possibles qui apparaissent sur le système. De plus, il existe différents dispositifs de protection contre les surtensions installés dans le système, qui protègent en toute sécurité le système contre différents phénomènes de surtension. Grâce à ces dispositifs de protection, les surtensions anormales disparaissent du système aussi rapidement que possible.

Par conséquent, il n'est pas nécessaire de concevoir un système dont l'isolation puisse résister à tous les types de surtensions pendant toute la durée. Par exemple, une tension d'impulsion de foudre apparaît sur le système pendant une période de l'ordre de microsecondes et est éliminée du système par un parafoudre aussi rapidement que possible. L'isolation d'un équipement électrique doit être conçue de telle manière qu'elle ne soit pas endommagée avant que la tension d'impulsion de foudre ne soit éliminée par le parafoudre. Le niveau d'isolation de base ou BIL d'un équipement électrique détermine les principales qualités diélectriques de l'appareil et est exprimé pour les appareils testés en impulsion par la valeur crête de la tension de tenue à l'impulsion de 1/50 microseconde complète.

La quantité d'isolation fournie sur un quelconque appareil, et en particulier sur les transformateurs, constitue une part assez importante du coût. Les organismes de normalisation ont eu à l'esprit de fixer le niveau d'isolation de base ou BIL aussi bas que possible, tout en restant compatible avec la sécurité. La tension d'impulsion de foudre est un phénomène entièrement naturel et donc très incertain. Il est donc impossible de prédire la forme et l'intensité de la surtension de foudre. Après avoir étudié et travaillé beaucoup sur la nature des surtensions de foudre, les organismes de normalisation ont décidé et introduit une forme d'onde d'impulsion de base qui est utilisée pour les tests d'impulsion haute tension des équipements électriques. Bien que cette tension d'impulsion créée n'ait aucun lien direct avec les surtensions de foudre naturelles. Avant d'aborder les détails du niveau d'isolation de base d'un système électrique, essayons de comprendre la forme de base de la tension d'impulsion standard.

Tension d'impulsion

Selon la norme américaine, la forme d'onde d'impulsion est de 1,5/40 microsecondes. Selon la norme indienne, c'est de 1,2/50 microsecondes. Cette représentation de l'onde a une signification particulière. Par exemple, une onde d'impulsion de 1,2/50 microsecondes représente une onde unidirectionnelle qui monte à sa valeur maximale à partir de zéro en 1,2 microsecondes, puis descend à 50 % de sa valeur maximale en 50 microsecondes. La forme d'onde représentée est montrée ci-dessous,

La tension de rupture ou de flash-over des équipements électriques avec cette forme d'onde doivent être égales ou supérieures au niveau d'isolation de base fixé, et la tension de décharge et de flash-over des dispositifs de protection tels que les parafoudres, doivent être définitivement inférieures à ces valeurs afin que, pendant les surtensions de foudre, la décharge se produise à travers les parafoudres et non à travers l'équipement lui-même. Il doit y avoir une marge suffisante entre le parafoudre et le niveau d'isolation des équipements.

Tableau du niveau d'isolation de base

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