BIL หรือตารางนิยามและคำนวณระดับฉนวนพื้นฐาน

คำนิยามของระดับฉนวนพื้นฐาน

เมื่อมีแรงดันไฟฟ้ากระชากจากฟ้าผ่าปรากฏในระบบ จะถูกปล่อยผ่านอุปกรณ์ป้องกันแรงดันไฟฟ้ากระชากก่อนที่อุปกรณ์ในระบบจะได้รับความเสียหาย ดังนั้น การออกแบบฉนวนของอุปกรณ์เหล่านี้ต้องสามารถทนทานต่อแรงดันไฟฟ้าขั้นต่ำก่อนที่แรงดันไฟฟ้ากระชากจะถูกปล่อยผ่านอุปกรณ์ป้องกันแรงดันไฟฟ้ากระชาก ดังนั้น ระดับแรงดันไฟฟ้าในการทำงานของอุปกรณ์ป้องกันแรงดันไฟฟ้ากระชากต้องต่ำกว่าระดับแรงดันไฟฟ้าขั้นต่ำที่อุปกรณ์สามารถทนทานได้ ค่าแรงดันไฟฟ้าขั้นต่ำนี้ถูกกำหนดเป็น BIL หรือระดับฉนวนพื้นฐานของอุปกรณ์ไฟฟ้า

ไม่จำเป็นต้องกล่าวว่า ความสามารถในการทนทานต่อแรงดันไฟฟ้าของอุปกรณ์ทั้งหมดในสถานีไฟฟ้าหรือระบบส่งไฟฟ้าต้องถูกตัดสินตามแรงดันไฟฟ้าในการทำงานของระบบ เพื่อรับประกันความมั่นคงของระบบ ในระหว่างการเกิดแรงดันไฟฟ้าสูงเกินไป ความแข็งแกร่งในการแตกหรือไฟฟ้าลัดวงจรของอุปกรณ์ทั้งหมดที่เชื่อมต่อกับระบบควรสูงกว่าระดับที่เลือกไว้
อาจมีแรงดันไฟฟ้าสูงเกินไปหลายประเภทที่ปรากฏในระบบ แรงดันไฟฟ้าสูงเกินไปเหล่านี้อาจแตกต่างกันในคุณสมบัติ เช่น ขนาด ระยะเวลา รูปคลื่น และความถี่ เป็นต้น จากมุมมองทางเศรษฐกิจ ระบบไฟฟ้าต้องได้รับการออกแบบสำหรับ ระดับฉนวนพื้นฐานหรือ BIL ขึ้นอยู่กับคุณสมบัติต่างๆ ของแรงดันไฟฟ้าสูงเกินไปทั้งหมดที่ปรากฏในระบบ นอกจากนี้ยังมีอุปกรณ์ป้องกันแรงดันไฟฟ้าสูงเกินไปหลายประเภทที่ติดตั้งในระบบ ซึ่งสามารถป้องกันระบบจากการเกิดแรงดันไฟฟ้าสูงเกินไปต่างๆ ได้อย่างปลอดภัย เนื่องจากอุปกรณ์ป้องกันเหล่านี้ แรงดันไฟฟ้าสูงเกินไปที่ผิดปกติจะหายไปจากระบบอย่างรวดเร็ว

ดังนั้น ไม่จำเป็นต้องออกแบบระบบที่ฉนวนสามารถทนทานต่อแรงดันไฟฟ้าสูงเกินไปทุกประเภทตลอดเวลา ตัวอย่างเช่น แรงดันไฟฟ้ากระชากจากฟ้าผ่าปรากฏในระบบเป็นระยะเวลาไมโครวินาที และจะถูกกำจัดออกจากระบบโดยเครื่องป้องกันฟ้าผ่าอย่างรวดเร็ว ฉนวนของอุปกรณ์ไฟฟ้าต้องได้รับการออกแบบให้ไม่เสียหายก่อนที่แรงดันไฟฟ้ากระชากจากฟ้าผ่าจะถูกกำจัดโดยเครื่องป้องกันฟ้าผ่า ระดับฉนวนพื้นฐานหรือ BIL ของอุปกรณ์ไฟฟ้ากำหนดคุณสมบัติหลักทางด้านไฟฟ้าสถิตของอุปกรณ์และแสดงโดยค่าสูงสุดของแรงดันไฟฟ้าที่สามารถทนทานได้จากการทดสอบแรงดันไฟฟ้ากระชากแบบเต็มคลื่น 1/50 ไมโครวินาที

ปริมาณฉนวนที่ให้กับอุปกรณ์แต่ละชิ้น โดยเฉพาะอย่างยิ่ง หม้อแปลง เป็นส่วนสำคัญของต้นทุน คณะกรรมการมาตรฐานได้มีความตั้งใจที่จะกำหนดระดับฉนวนพื้นฐานหรือ BIL ให้ต่ำที่สุดเท่าที่จะทำได้เพื่อความปลอดภัย แรงดันไฟฟ้ากระชากจากฟ้าผ่าเป็นปรากฏการณ์ธรรมชาติและมีความไม่แน่นอนสูง ดังนั้น ไม่สามารถคาดการณ์รูปร่างและขนาดของแรงดันไฟฟ้ากระชากจากฟ้าผ่าได้ หลังจากศึกษาและทำงานอย่างมากเกี่ยวกับธรรมชาติของแรงดันไฟฟ้ากระชากจากฟ้าผ่า คณะกรรมการมาตรฐานได้ตัดสินใจและแนะนำรูปร่างคลื่นกระชากที่ใช้สำหรับการทดสอบแรงดันไฟฟ้ากระชากสูงของอุปกรณ์ไฟฟ้า แม้ว่าแรงดันไฟฟ้ากระชากที่สร้างขึ้นนี้จะไม่มีความสัมพันธ์โดยตรงกับแรงดันไฟฟ้ากระชากจากฟ้าผ่าธรรมชาติก็ตาม ก่อนที่จะเข้าสู่รายละเอียดของระดับฉนวนพื้นฐานของระบบไฟฟ้า ลองทำความเข้าใจรูปร่างคลื่นแรงดันไฟฟ้ากระชากมาตรฐาน

แรงดันไฟฟ้ากระชาก

ตามมาตรฐานอเมริกัน รูปร่างคลื่นกระชากคือ 1.5/40 ไมโครวินาที ตามมาตรฐานอินเดีย คือ 1.2/50 ไมโครวินาที การแสดงรูปร่างคลื่นนี้มีความหมายพิเศษ เช่น คลื่นกระชาก 1.2/50 ไมโครวินาที แทนคลื่นทางเดียวที่ขึ้นสู่ค่าสูงสุดจากศูนย์ใน 1.2 ไมโครวินาที และลดลงสู่ 50% ของค่าสูงสุดใน 50 ไมโครวินาที รูปร่างคลื่นที่แสดงอยู่ด้านล่าง

แรงดันไฟฟ้าที่ทำให้เกิดการแตกหรือไฟฟ้าลัดวงจรของอุปกรณ์ไฟฟ้าในรูปร่างคลื่นนี้ต้องเท่ากับหรือสูงกว่าระดับฉนวนพื้นฐานที่กำหนดไว้ และแรงดันไฟฟ้าที่ทำให้เกิดประกายไฟและการปล่อยประจุของอุปกรณ์ป้องกัน เช่น เครื่องป้องกันฟ้าผ่า ต้องต่ำกว่าค่านี้เพื่อให้การปล่อยประจุเกิดขึ้นผ่านเครื่องป้องกันฟ้าผ่า ไม่ใช่ผ่านอุปกรณ์เอง ต้องมีระยะห่างเพียงพอระหว่าง เครื่องป้องกันฟ้าผ่า และระดับฉนวนของอุปกรณ์

ตารางระดับฉนวนพื้นฐาน

คำแถลง: เคารพ ต้นฉบับ, บทความที่ดีน่าแชร์, หากละเมิดลิขสิทธิ์ โปรดติดต่อ ลบ.