जब बिजली की चपेट में अतिरिक्त वोल्टेज दिखाई देती है, तो इसे सिस्टम के उपकरणों को क्षति होने से पहले अतिरिक्त वोल्टेज रोधी उपकरणों द्वारा निकाल दिया जाता है। इसलिए, ऐसे उपकरणों की इन्सुलेशन को डिज़ाइन किया जाना चाहिए कि यह बिजली की चपेट में अतिरिक्त वोल्टेज रोधी उपकरणों द्वारा निकाले जाने से पहले निश्चित न्यूनतम वोल्टेज को सहन कर सके। इसलिए, अतिरिक्त वोल्टेज रोधी उपकरणों का संचालन वोल्टेज स्तर उपकरणों के उक्त न्यूनतम वोल्टेज सहन क्षमता से कम होना चाहिए। यह न्यूनतम वोल्टेज रेटिंग को BIL या बिजली के उपकरणों का मूलभूत इन्सुलेशन स्तर के रूप में परिभाषित किया गया है।
यह अनावश्यक है कि कहा जाए कि किसी भी बिजली के उप-स्टेशन या बिजली के प्रसारण सिस्टम के सभी उपकरणों की वोल्टेज सहन क्षमता उसके संचालन सिस्टम वोल्टेज के अनुसार निर्धारित की जानी चाहिए। अतिरिक्त वोल्टेज घटना के दौरान सिस्टम की स्थिरता सुनिश्चित करने के लिए, सिस्टम से जुड़े सभी उपकरणों की फ्लैश-ओवर ताकत चुने गए स्तर से अधिक होनी चाहिए।
सिस्टम पर विभिन्न प्रकार की अतिरिक्त वोल्टेज तनाव दिखाई दे सकते हैं। ये अतिरिक्त वोल्टेज अम्प्लीट्यूड, अवधि, वेवफॉर्म और आवृत्ति आदि जैसी विशेषताओं में भिन्न हो सकते हैं। आर्थिक दृष्टि से, एक बिजली की शक्ति सिस्टम को मूलभूत इन्सुलेशन स्तर या BIL पर डिज़ाइन किया जाना चाहिए, जो सिस्टम पर दिखाई देने वाले सभी संभावित अतिरिक्त वोल्टेज के विभिन्न विशेषताओं पर निर्भर करता है। इसके अलावा, सिस्टम में विभिन्न अतिरिक्त वोल्टेज रोधी उपकरण लगाए जाते हैं, जो विभिन्न अतिरिक्त वोल्टेज घटनाओं के खिलाफ सुरक्षित रूप से सिस्टम की रक्षा करते हैं। इन रोधी उपकरणों के कारण असामान्य अतिरिक्त वोल्टेज सिस्टम से जल्द से जल्द गायब हो जाते हैं।
इसलिए, एक सिस्टम को डिज़ाइन करना अनावश्यक है जिसकी इन्सुलेशन सभी प्रकार की अतिरिक्त वोल्टेज को सभी समय के लिए सहन कर सके। उदाहरण के लिए, बिजली की चपेट में अतिरिक्त वोल्टेज लगभग माइक्रोसेकंड की अवधि तक सिस्टम पर दिखाई देती है और यह बिजली के रोधी उपकरण द्वारा जल्द से जल्द सिस्टम से दूर कर दिया जाता है। बिजली के उपकरण की इन्सुलेशन को इस प्रकार डिज़ाइन किया जाना चाहिए कि यह बिजली की चपेट में अतिरिक्त वोल्टेज बिजली के रोधी उपकरण द्वारा दूर होने से पहले क्षतिग्रस्त न हो। बिजली के उपकरण का मूलभूत इन्सुलेशन स्तर या BIL उपकरण की मुख्य डाइएलेक्ट्रिक गुणों को निर्धारित करता है और इसे 1/50 माइक्रोसेकंड फुल वेव विदस्ट वोल्टेज के चरम मान द्वारा व्यक्त किया जाता है।
किसी भी उपकरण पर प्रदान की गई इन्सुलेशन और विशेष रूप से ट्रांसफार्मरों की इन्सुलेशन की मात्रा लागत का एक बड़ा हिस्सा बनाती है। मानकीकरण निकायों ने यह ध्यान में रखा है कि बुनियादी इन्सुलेशन स्तर या BIL को सुरक्षा के साथ निर्धारित किया जाए। बिजली की चपेट में अतिरिक्त वोल्टेज पूरी तरह से प्राकृतिक घटना है और इसलिए यह अत्यंत अनिश्चित है। इसलिए बिजली की चपेट में अतिरिक्त वोल्टेज के आकार और आकार का पूर्वानुमान लगाना असंभव है। बिजली की चपेट में अतिरिक्त वोल्टेज की प्रकृति पर बहुत से अध्ययन और काम करने के बाद, मानकीकरण निकायों ने निर्णय लिया और एक मूल आकार का अतिरिक्त वोल्टेज तरंग जो बिजली के उपकरणों के लिए उच्च वोल्टेज अतिरिक्त वोल्टेज परीक्षण के उद्देश्य के लिए उपयोग किया जाता है, पेश किया है। हालांकि, यह बनाया गया अतिरिक्त वोल्टेज प्राकृतिक बिजली की चपेट में अतिरिक्त वोल्टेज से सीधा संबंध नहीं रखता है। बिजली के एक सिस्टम के मूलभूत इन्सुलेशन स्तर के विवरणों से गुजरने से पहले, मानक अतिरिक्त वोल्टेज के मूल आकार को समझने का प्रयास करें।
अमेरिकी मानक के अनुसार अतिरिक्त वोल्टेज तरंग का आकार 1.5/40 माइक्रोसेकंड है। भारतीय मानक के अनुसार यह 1.2/50 माइक्रोसेकंड है। इस तरंग के आकार का विशेष महत्व है। उदाहरण के लिए, 1.2/50 माइक्रोसेकंड अतिरिक्त वोल्टेज तरंग एक एकदिश तरंग को दर्शाती है जो 1.2 माइक्रोसेकंड में शून्य से अपने चरम मान तक बढ़ती है और फिर 50 माइक्रोसेकंड में चरम मान का 50% तक गिरती है। दर्शाई गई तरंग की आकृति नीचे दी गई है,
इस तरंग के आकार के साथ बिजली के उपकरणों की फ्लैश-ओवर वोल्टेज को निर्धारित बुनियादी इन्सुलेशन स्तर या उससे बराबर या अधिक होना चाहिए और रोधी उपकरणों जैसे बिजली के रोधी उपकरणों की चिंगारी और विसर्जन वोल्टेज निश्चित रूप से इन मूल्यों से कम होनी चाहिए ताकि बिजली की चपेट में अतिरिक्त वोल्टेज के दौरान विसर्जन बिजली के रोधी उपकरणों के माध्यम से हो, न कि उपकरण स्वयं के माध्यम से। बिजली के रोधी उपकरण और उपकरणों के इन्सुलेशन स्तर के बीच पर्याप्त मार्जिन होना चाहिए।
नामित सिस्टम वोल्टेज |
भारतीय मानक BIL |
ब्रिटिश मानक 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 |
