
雷電圧パルスがシステムに現れた場合、それはシステムの機器が損傷する前にサージ保護装置を通じて放電されます。したがって、そのような機器の絶縁は、雷電圧パルスがサージ保護装置を通じて放電される前に一定の最小電圧を耐えられるように設計されなければなりません。よって、サージ保護装置の動作電圧レベルは、機器の上記の最小耐電圧レベルよりも低くなければなりません。この最小電圧レーティングは、電気機器のBILまたは基本絶縁レベルとして定義されます。
電力変電所や電力送電システムのすべての機器の耐電圧能力は、その動作システム電圧に基づいて決定されるべきです。過電圧現象中のシステムの安定性を確保するために、システムに接続されたすべての機器の破壊またはフラッシュオーバー強度は選択されたレベルを超えるべきです。
システムにはさまざまな種類の過電圧ストレスが現れることがあります。これらの過電圧は、振幅、持続時間、波形、周波数などの特性が異なる場合があります。経済的な観点から、電力システムは、システムに現れるすべての可能な過電圧の異なる特性に基づいて、基本絶縁レベルまたはBILで設計されるべきです。さらに、システムにはさまざまな過電圧保護装置が設置されており、これらは異なる過電圧現象に対して安全に保護します。これらの保護装置により、異常な過電圧はできるだけ早くシステムから消えます。
したがって、システムの絶縁がすべてのタイプの過電圧をすべての期間にわたって耐えられるように設計することは不要です。例えば、雷電圧パルスがマイクロ秒の範囲でシステムに現れ、これは雷アレスタによってできるだけ早くシステムから排除されます。電気機器の絶縁は、雷アレスタによって雷電圧パルスが排除される前に損傷しないように設計されるべきです。電気機器の基本絶縁レベルまたはBILは、装置の主な誘電体品質を決定し、1/50マイクロ秒の全波耐電圧のピーク値で表されます。
任意の装置に提供される絶縁量、特にトランスフォーマーの絶縁量は、コストの大きな部分を占めます。標準化機関は、安全性と相応の低い基本絶縁レベルまたはBILを設定することを考えています。雷電圧は完全に自然現象であり、非常に不確定な性質を持っています。そのため、雷サージの形状と大きさを予測することは不可能です。雷サージの性質について多くの研究と作業を行った後、標準化機関は電気機器の高電圧インパルス試験に使用される基本的なインパルス波形を決定し導入しました。ただし、この生成されたインパルス電圧は自然の雷サージとは直接の関係はありません。電気システムの基本絶縁レベルの詳細を理解する前に、標準インパルス電圧の基本的な形状を理解してみましょう。
アメリカ標準ではインパルス波形は1.5/40マイクロ秒です。インド標準では1.2/50マイクロ秒です。この波形表現には特別な意味があります。例えば、1.2/50マイクロ秒のインパルス波は、ゼロから1.2マイクロ秒でピーク値に達し、その後50マイクロ秒でピーク値の50%まで下がる単方向波を表します。以下の図に示す波形が代表的です。
この波形を持つ電気機器のブレークダウンまたはフラッシュオーバー電圧は、固定された基本絶縁レベル以上である必要があります。そして、雷アレスタのような保護装置のスパークオーバー電圧と放電電圧は、これらの値よりも確実に低くなければなりません。これにより、雷サージ中に放電が雷アレスタを通じて行われ、機器自体を通じて行われないようにします。雷アレスタと機器の絶縁レベルの間に十分な余裕が必要です。
定格システム電圧 |
インド標準 BIL |
英国標準 BIL |
11 kV |
75 kV |
– |
33 kV |
170 kV |
200 kV |
66 kV |
325 kV |
450 kV |
132 kV |
550/650 kV |
650/750 kV |
220 kV |
900/1050 kV |
900/1050 kV |
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