जब बिजली की चमक के कारण वोल्टेज में अतिरिक्त लगाव होता है, तो इसे सिस्टम से निकालने के पहले सर्ज प्रोटेक्टिंग उपकरणों के माध्यम से निकाल दिया जाता है। इसलिए, ऐसे उपकरणों की इन्सुलेशन को डिज़ाइन किया जाना चाहिए ताकि यह एक निश्चित न्यूनतम वोल्टेज को सहन कर सके। इसलिए, सर्ज प्रोटेक्टिंग उपकरणों का ऑपरेटिंग वोल्टेज स्तर उपकरणों के न्यूनतम वोल्टेज सहन करने के स्तर से कम होना चाहिए। इस न्यूनतम वोल्टेज रेटिंग को BIL या विद्युत उपकरणों का मूल इन्सुलेशन स्तर के रूप में परिभाषित किया गया है।
स्पष्ट है कि किसी भी विद्युत सबस्टेशन या विद्युत प्रसारण प्रणाली के सभी उपकरणों की वोल्टेज सहन क्षमता उसके ऑपरेटिंग सिस्टम वोल्टेज के अनुसार निर्धारित की जानी चाहिए। अतिरिक्त वोल्टेज के दौरान प्रणाली की स्थिरता सुनिश्चित करने के लिए, प्रणाली से जुड़े सभी उपकरणों का ब्रेकडाउन या फ्लैश-ओवर ताकत चयनित स्तर से अधिक होनी चाहिए।
प्रणाली पर विभिन्न प्रकार के अतिरिक्त वोल्टेज दबाव आ सकते हैं। ये अतिरिक्त वोल्टेज अम्प्लीट्यूड, अवधि, तरंग और आवृत्ति जैसे विशेषताओं में भिन्न हो सकते हैं। आर्थिक दृष्टि से, एक विद्युत ऊर्जा प्रणाली को मूल इन्सुलेशन स्तर या BIL पर डिज़ाइन किया जाना चाहिए, जो प्रणाली पर दिखाई देने वाले सभी संभावित अतिरिक्त वोल्टेज के विभिन्न विशेषताओं पर निर्भर करता है। इसके अलावा, प्रणाली में विभिन्न अतिरिक्त वोल्टेज सुरक्षा उपकरण लगाए गए होते हैं, जो विभिन्न अतिरिक्त वोल्टेज घटनाओं से प्रणाली की सुरक्षा करते हैं। इन सुरक्षा उपकरणों के कारण असामान्य अतिरिक्त वोल्टेज प्रणाली से जल्द से जल्द गायब हो जाते हैं।
इसलिए, एक प्रणाली को डिज़ाइन करना अनावश्यक है जिसकी इन्सुलेशन सभी प्रकार के अतिरिक्त वोल्टेज को सभी समय के लिए सहन कर सके। उदाहरण के लिए, बिजली की चमक के कारण वोल्टेज प्रणाली पर माइक्रोसेकंड की अवधि के लिए दिखाई देता है और इसे बिजली के आरेस्टर द्वारा जल्द से जल्द साफ कर दिया जाता है। विद्युत उपकरण की इन्सुलेशन ऐसे डिज़ाइन की जानी चाहिए कि बिजली की चमक के वोल्टेज को बिजली के आरेस्टर द्वारा साफ करने से पहले इसका कोई नुकसान न हो। विद्युत उपकरण का मूल इन्सुलेशन स्तर या BIL उपकरण की मुख्य डाइलेक्ट्रिक गुणवत्ता निर्धारित करता है और इसे 1/50 माइक्रोसेकंड पूर्ण तरंग विद्युत की चोटी के मान से व्यक्त किया जाता है।
किसी भी उपकरण, विशेष रूप से ट्रांसफार्मर पर प्रदान की गई इन्सुलेशन की मात्रा लागत का एक बड़ा हिस्सा बनती है। मानकीकरण निकायों ने मूल इन्सुलेशन स्तर या BIL को सुरक्षा के साथ निर्धारित करने के लिए ध्यान दिया है। बिजली की चमक का वोल्टेज पूरी तरह से प्राकृतिक घटना है और इसकी प्रकृति अत्यधिक अनिश्चित है। इसलिए, बिजली की चमक के आवेश के आकार और आकार का अनुमान लगाना असंभव है। बिजली के आवेशों की प्रकृति पर बहुत से अध्ययन और काम करने के बाद, मानकीकरण निकायों ने निर्णय लिया और एक मूल तरंग का आकार पेश किया, जिसका उपयोग विद्युत उपकरणों के उच्च वोल्टेज इम्पल्स परीक्षण के लिए किया जाता है। हालांकि, यह बनाया गया इम्पल्स वोल्टेज प्राकृतिक बिजली के आवेशों से कोई सीधा संबंध नहीं रखता। विद्युत प्रणाली के मूल इन्सुलेशन स्तर की विस्तृत जानकारी से पहले, मानक इम्पल्स वोल्टेज के मूल आकार को समझने का प्रयास करें।
अमेरिकी मानक के अनुसार इम्पल्स तरंग का आकार 1.5/40 माइक्रोसेकंड है। भारतीय मानक के अनुसार यह 1.2/50 माइक्रोसेकंड है। इस तरंग के आकार का प्रतिनिधित्व करने में एक विशेष महत्व है। उदाहरण के लिए, 1.2/50 माइक्रोसेकंड इम्पल्स तरंग एक एक-दिशात्मक तरंग का प्रतिनिधित्व करती है जो 1.2 माइक्रोसेकंड में शून्य से अपने शिखर मान तक बढ़ती है और फिर 50 माइक्रोसेकंड में शिखर मान का 50% तक गिरती है। प्रतिनिधित्व वाला तरंग आकार नीचे दिखाया गया है,
इस तरंग आकार के साथ विद्युत उपकरणों का ब्रेकडाउन या फ्लैश-ओवर वोल्टेज मूल इन्सुलेशन स्तर से बराबर या उच्च होना चाहिए, और लाइटनिंग आरेस्टर जैसे सुरक्षा उपकरणों का बिजली का चिंता और डिस्चार्ज वोल्टेज निश्चित रूप से इन मानों से कम होना चाहिए ताकि बिजली की चमक के दौरान डिस्चार्ज लाइटनिंग आरेस्टर के माध्यम से हो, न कि उपकरण के माध्यम से। लाइटनिंग आरेस्टर और उपकरणों के इन्सुलेशन स्तर के बीच पर्याप्त अंतर होना चाहिए।
नामित सिस्टम वोल्टेज |
भारतीय मानक BIL |
ब्रिटिश मानक BIL |
11 किलोवोल्ट |
75 किलोवोल्ट |
– |
33 किलोवोल्ट |
170 किलोवोल्ट |
200 किलोवोल्ट |
66 किलोवोल्ट |
325 किलोवोल्ट |
450 किलोवोल्ट |
132 किलोवोल्ट |
550/650 किलोवोल्ट |
650/750 किलोवोल्ट |
220 किलोवोल्ट |
900/1050 किलोवोल्ट |
900/1050 किलोवोल्ट |
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