BIL 또는 기본 절연 수준 정의 표 및 계산

기본 절연 수준 정의

번개 충격 전압이 시스템에 나타날 때, 시스템 장비가 손상되기 전에 과전압 보호 장치를 통해 방전됩니다. 따라서 이러한 장비의 절연은 과전압 보호 장치를 통해 방전되기 전에 특정 최소 전압을 견딜 수 있도록 설계되어야 합니다. 따라서 과전압 보호 장치의 작동 전압 수준은 해당 장비의 최소 전압 견디기 수준보다 낮아야 합니다. 이 최소 전압 등급은 BIL 또는 전기 장비의 기본 절연 수준으로 정의됩니다.

모든 전기 변전소나 전력 전송 시스템의 장비의 전압 견디기 능력은 해당 시스템의 작동 전압에 따라 결정되어야 함은 말할 필요도 없습니다. 과전압 현상 중 시스템의 안정성을 확보하기 위해, 시스템에 연결된 모든 장비의 파괴 또는 플래시오버 강도는 선택된 수준을 초과해야 합니다.
시스템에는 다양한 종류의 과전압 스트레스가 나타날 수 있습니다. 이러한 과전압은 진폭, 지속 시간, 파형 및 주파수 등의 특성에서 다를 수 있습니다. 경제적인 측면에서 보면, 전력 시스템은 시스템에 나타나는 모든 가능한 과전압의 다양한 특성에 따라 기본 절연 수준 또는 BIL을 기준으로 설계되어야 합니다. 또한 시스템에는 다양한 과전압 보호 장치가 설치되어 있어, 다양한 과전압 현상으로부터 시스템을 안전하게 보호합니다. 이러한 보호 장치 덕분에 비정상적인 과전압은 가능한 빠르게 시스템에서 사라집니다.

따라서, 시스템의 절연을 모든 유형의 과전압에 대해 모든 시간 동안 견딜 수 있도록 설계하는 것은 불필요합니다. 예를 들어, 번개 충격 전압은 마이크로초 단위로 시스템에 나타나고, 번개 방지 장치에 의해 가능한 한 빠르게 제거됩니다. 전기 장비의 절연은 번개 방지 장치가 번개 충격 전압을 제거하기 전에 손상되지 않도록 설계되어야 합니다. 전기 장비의 기본 절연 수준 또는 BIL은 장치의 주요 유전체 특성을 결정하며, 1/50 마이크로초 완전 파형 내전압의 피크 값으로 표현됩니다.

어떤 장비에 제공되는 절연의 양, 특히 변압기에 대한 절연은 비용의 상당 부분을 차지합니다. 표준화 기관은 안전성을 고려하여 기본 절연 수준 또는 BIL을 가능한 한 낮게 설정하려고 노력해 왔습니다. 번개 충격 전압은 완전히 자연 현상이며, 그 성질은 매우 불확실합니다. 따라서 번개 서지의 형태와 크기를 예측하는 것은 불가능합니다. 번개 서지의 특성을 연구하고 작업한 후, 표준화 기관은 전기 장비의 고전압 충격 시험 목적으로 사용되는 기본 충격파 형태를 결정하고 도입했습니다. 이 생성된 충격 전압은 자연적 번개 서지와 직접적인 관련이 없습니다. 전기 시스템의 기본 절연 수준에 대해 자세히 알아보기 전에, 표준 충격 전압의 기본 형태를 이해해 보겠습니다.

충격 전압

미국 표준에 따르면 충격파 형태는 1.5/40 마이크로초입니다. 인도 표준에 따르면 이는 1.2/50 마이크로초입니다. 이러한 파형의 표현은 특별한 의미를 가지고 있습니다. 예를 들어, 1.2/50 마이크로초 충격파는 0에서 1.2 마이크로초 동안 최대값까지 상승한 후 50 마이크로초 동안 최대값의 50%까지 하락하는 일방향 파형을 나타냅니다. 아래에 표시된 파형은 다음과 같습니다,

이 파형을 가진 전기 장비의 파괴 또는 플래시오버 전압은 고정된 기본 절연 수준과 같거나 높아야 하며, 번개 방지 장치와 같은 보호 장치의 스파크 오버 전압 및 방전 전압은 반드시 이러한 값보다 낮아야 합니다. 이렇게 하면 번개 서지 중에 방전이 장비 자체를 통하지 않고 번개 방지 장치를 통해 발생하도록 해야 합니다. 번개 방지 장치와 장비의 절연 수준 사이에는 충분한 여유가 있어야 합니다.

기본 절연 수준 표

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