Nível Básico de Isolamento ou Tabela de Definição e Cálculo do Nível Básico de Isolamento

Definição de Nível de Isolamento Básico

Quando uma sobretensão de impulso atmosférico aparece no sistema, ela é descarregada através de dispositivos de proteção contra surtos antes que os equipamentos do sistema sejam danificados. Portanto, o isolamento desses equipamentos deve ser projetado para suportar uma certa tensão mínima antes que a sobretensão de impulso atmosférico seja descarregada através de dispositivos de proteção contra surtos. Assim, o nível de tensão de operação dos dispositivos de proteção contra surtos deve ser inferior ao dito nível mínimo de resistência à tensão do equipamento. Este nível de classificação de tensão mínima é definido como BIL ou nível de isolamento básico do equipamento elétrico.

É desnecessário dizer que a capacidade de resistência à tensão de todos os equipamentos de uma subestação elétrica ou de um sistema de transmissão elétrica deve ser decidida conforme sua tensão de operação do sistema. Para garantir a estabilidade do sistema, durante fenômenos de sobretensão, a resistência à ruptura ou à faísca de todos os equipamentos conectados ao sistema, deve exceder um nível selecionado.
Pode haver diferentes tipos de tensões excessivas aparecendo no sistema. Essas sobretensões podem diferir em características, como amplitude, duração, forma de onda e frequência, etc. Do ponto de vista econômico, um sistema de energia elétrica deve ser projetado para um nível de isolamento básico ou BIL, dependendo das diferentes características de todas as possíveis sobretensões que aparecem no sistema. Além disso, existem diferentes dispositivos de proteção contra sobretensões instalados no sistema, que protegem o sistema de forma segura contra diferentes fenômenos de sobretensão. Devido a esses dispositivos de proteção, as sobretensões anormais desaparecem do sistema o mais rápido possível.

Portanto, não é necessário projetar um sistema cujo isolamento possa suportar todos os tipos de sobretensões por todo o tempo. Por exemplo, uma tensão de impulso atmosférico aparece no sistema por um período na ordem de microssegundos e é eliminada do sistema pelo para-raios o mais rapidamente possível. O isolamento de um equipamento elétrico deve ser projetado de tal forma que não seja danificado antes que a tensão de impulso atmosférico seja eliminada pelo para-raios. O nível de isolamento básico ou BIL de um equipamento elétrico determina as principais qualidades dielétricas do aparelho e é expresso para aparelhos testados com impulso pela tensão de resistência máxima da onda completa de 1/50 microsegundo.

A quantidade de isolamento fornecida em qualquer peça de equipamento e, particularmente, nos transformadores, constitui uma parte bastante significativa do custo. Os órgãos padronizadores tiveram em mente fixar o nível de isolamento básico ou BIL tão baixo quanto compatível com a segurança. A tensão de impulso atmosférico é um fenômeno natural e, portanto, altamente incerto. É impossível prever a forma e o tamanho do surto de relâmpago. Após estudar e trabalhar muito sobre a natureza dos surtos de relâmpagos, os órgãos padronizadores decidiram e introduziram uma forma básica de onda de impulso que é usada para fins de teste de impulso de alta tensão de equipamentos elétricos. Embora essa tensão de impulso criada não tenha nenhuma relação direta com os surtos de relâmpagos naturais. Antes de entrar nos detalhes do nível de isolamento básico de um sistema elétrico, vamos tentar entender a forma básica da tensão de impulso padrão.

Tensão de Impulso

Conforme o Padrão Americano, a forma de onda de impulso é de 1,5/40 microsegundos. Conforme o Padrão Indiano, isso é 1,2/50 microsegundos. Esta representação da onda tem um significado especial. Por exemplo, a onda de impulso de 1,2/50 microsegundos representa uma onda unidirecional que atinge seu valor máximo a partir de zero em 1,2 microsegundos e, em seguida, cai para 50% do valor máximo em 50 microsegundos. A forma de onda representada é mostrada abaixo,

As tensões de ruptura ou de faísca dos equipamentos elétricos com esta forma de onda devem ser iguais ou superiores ao nível de isolamento básico fixado, e as tensões de faísca e de descarga dos dispositivos de proteção, como para-raios, devem ser definitivamente menores que esses valores, de modo que, durante os surtos de relâmpagos, a descarga ocorra através dos para-raios, não através do próprio equipamento. Deve haver uma margem suficiente entre o para-raios e o nível de isolamento dos equipamentos.

Tabela de Nível de Isolamento Básico

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