Tabella di definizione e calcolo del BIL o Basic Insulation Level

Definizione del Livello di Isolamento Base

Quando un impulso di sovratensione dovuto al fulmine appare nel sistema, viene scaricato attraverso dispositivi di protezione contro i sovraccarichi prima che le apparecchiature del sistema si danneggino. Pertanto, l'isolamento di tali apparecchiature deve essere progettato per resistere a una certa tensione minima prima che l'impulso di sovratensione dovuto al fulmine venga scaricato attraverso i dispositivi di protezione. Di conseguenza, il livello di tensione operativa dei dispositivi di protezione contro i sovraccarichi deve essere inferiore al detto livello di resistenza minima alla tensione delle apparecchiature. Questo rating di tensione minima è definito come BIL o livello di isolamento base dell'apparecchiatura elettrica.

È superfluo dire che la capacità di resistenza alla tensione di tutte le apparecchiature di una sottostazione elettrica o di un sistema di trasmissione elettrico deve essere decisa in base alla tensione operativa del sistema. Per garantire la stabilità del sistema durante fenomeni di sovratensione, la forza di rottura o di flash-over di tutte le apparecchiature connesse al sistema, dovrebbe superare un livello selezionato.
Potrebbero verificarsi diversi tipi di stress da sovratensione sul sistema. Queste sovratensioni potrebbero differire per caratteristiche come ampiezza, durata, forma d'onda e frequenza, ecc. In vista dell'economia, un sistema di energia elettrica deve essere progettato per un livello di isolamento base o BIL in base alle diverse caratteristiche di tutte le possibili sovratensioni che appaiono sul sistema. Inoltre, ci sono diversi dispositivi di protezione contro le sovratensioni installati nel sistema, che proteggono sicuramente il sistema contro diversi fenomeni di sovratensione. Grazie a questi dispositivi di protezione, le sovratensioni anomale scompaiono dal sistema il più rapidamente possibile.

Pertanto, non è necessario progettare un sistema il cui isolamento possa resistere a tutti i tipi di sovratensioni per tutta la durata. Ad esempio, un impulso di tensione dovuto al fulmine appare sul sistema per un periodo nell'ordine di microsecondi e viene eliminato dal sistema dall'arrestatore di fulmini il più rapidamente possibile. L'isolamento di un'apparecchiatura elettrica deve essere progettato in modo tale che non si danneggi prima che l'impulso di tensione dovuto al fulmine venga eliminato dall'arrestatore di fulmini. Il livello di isolamento base o BIL di un'apparecchiatura elettrica determina le principali qualità dielettriche dell'apparecchiatura ed è espresso per apparecchiature testate con impulsi mediante il valore di picco della tensione di resistenza a onda completa di 1/50 microsecondi.

La quantità di isolamento fornita su qualsiasi pezzo di apparecchiatura e, in particolare, sui trasformatori costituisce una parte notevole del costo. I corpi standardizzatori hanno avuto in mente di fissare il livello di isolamento base o BIL il più basso possibile compatibilmente con la sicurezza. La tensione d'impulso dovuta al fulmine è un fenomeno completamente naturale e quindi è altamente incerto. Quindi, è impossibile prevedere la forma e la dimensione del sovraccarico dovuto al fulmine. Dopo aver studiato e lavorato molto sulla natura degli impulsi dovuti al fulmine, i corpi standardizzatori hanno deciso e introdotto una forma di base di onda d'impulso che viene utilizzata per scopi di prova con impulsi ad alta tensione delle apparecchiature elettriche. Anche se questa tensione d'impulso creata non ha alcuna relazione diretta con gli impulsi naturali dovuti al fulmine. Prima di entrare nei dettagli del livello di isolamento base di un sistema elettrico, proviamo a comprendere la forma di base della tensione d'impulso standard.

Tensione d'Impulso

Secondo lo Standard Americano, la forma d'onda dell'impulso è 1,5/40 microsecondi. Secondo lo Standard Indiano, questa è 1,2/50 microsecondi. Questa rappresentazione dell'onda ha un significato speciale. Ad esempio, un'onda d'impulso 1,2/50 microsecondi rappresenta un'onda unidirezionale che raggiunge il suo valore massimo da zero in 1,2 microsecondi e poi scende al 50% del valore massimo in 50 microsecondi. La forma d'onda rappresentata è mostrata di seguito,

La tensione di rottura o di flash-over delle apparecchiature elettriche con questa forma d'onda deve essere uguale o superiore al livello di isolamento base fissato, mentre la tensione di scintillamento e di scarica dei dispositivi di protezione come gli arrestatori di fulmini, deve essere decisamente inferiore a questi valori in modo che, durante gli impulsi dovuti al fulmine, la scarica avvenga attraverso gli arrestatori di fulmini e non attraverso l'apparecchiatura stessa. Deve esserci un margine sufficiente tra il arrestatore di fulmini e il livello di isolamento delle apparecchiature.

Tabella del Livello di Isolamento Base

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