Elektrisüsteemis isolatsioonikoordineerimine

Isolatsioonikoordineerimine elektrivõrgus on sisse toodud, et korraldada erinevate komponentide elektrilised isolatsioonitasemed nii, et isolatori nurjumisel, kui see toimub, see piirdub kohaga, kus see tekitaks vähima kahju süsteemile, oleks lihtne parandada ja asendada ning tekitaks vähima häiret elektri tarnimisele.
Kui ülevoolav jõud näitab end elektrivõrgus, võib isolatsioonisüsteemi nurjumise tõenäosus olla suur. Nurjumistõenäosus on kõrgeim lähedal ülevoolava jõudluse allikale. Elektrivõrgus ja edastusvõrkudes on kõigile seadmetele ja komponentidele pakkuda isolatsiooni.

Mõnes punktis on isolatorid lihtsamini asendatavad ja parandatavad muudest. Mõnes punktis ei ole isolatsiooni asendamine ja parandamine nii lihtne, asendamine ja parandamine võib olla väga kulukas ja nõuda pikka energiakatkust. Lisaks võib isolatori nurjumisel neis punktides olla suurem osa elektrivõrgust välja teenetuses. Seega on soovitatav, et isolatori nurjumisel nurjuma peaksid ainult need isolatorid, mida on lihtne asendada ja parandada. Isolatsioonikoordineerimise üldine eesmärk on vähendada majanduslikult ja operatiivselt vastuvõetavale tasemele isolatsiooninurjumise poolt tekkinud kulusid ja häirimisi. Isolatsioonikoordineerimismeetodis tuleb süsteemi erinevate osade isolatsiooni nii gradueerida, et kui kirvitus toimub, siis see toimuks eeldatud punktides.
Isolatsioonikoordineerimise täpsemaks mõistmiseks peame esmalt mõistma mõnda põhitermi elektrivõrgust. Arutagem seda.

Nominaalne süsteemi jõud

Nominaalne süsteemi jõud on fasa kahe fasa vaheline jõud, mille jaoks süsteem on tavaliselt disainitud. Näiteks 11 KV, 33 KV, 132 KV, 220 KV, 400 KV süsteemid.

Maksimaalne süsteemi jõud

Maksimaalne süsteemi jõud on maksimaalne lubatav võimsuse sagedusega jõud, mis võib ilmneda võimalikult pikaks ajaks süsteemi töökoormuse puudumisel või madalal töökoormusel. See mõõdetakse fasa kahe fasa vahel.
Nimekirja erinevatest nominaalsetest süsteemijõududest ja nende vastavatest maksimaalsetest süsteemijõududest on järgmisena viitetehinguna,

NB – Järgmist tabelist nähtub, et tavaliselt on maksimaalne süsteemi jõud 110% vastavast nominäärsüsteemi jõust kuni 220 KV jõudtasemeni, ja 400 KV ja üle selle 105%.

Maandumisfaktor

See on suhete suhe maandumispunktist vaadatuna saadaval oleva fasa maapindadega võimsuse sagedusega RMS-jõudude vahel valitud asukohas ilma maandumispuudulikkuseta.
See suhe iseloomustab üldistatult süsteemi maandumistingimusi valitud veafiksimärgi perspektiivist.

Efektiivselt maadunud süsteem

Süsteem on efektiivselt maadunud, kui maandumisfaktor ei ületa 80%, ja mitteefektiivselt maadunud, kui ta seda ületab.
Maandumisfaktor on 100% eraldatud neutraalsüsteemil, samas kui see on 57.7% (1/√3 = 0.577) solidaarselt maadunud süsteemil.

Isolatsioonitaseme

Iga elektriline seade peab läbima erinevat abnormaalset ajutist ülevoolavat jõudu erinevatel aegadel oma kogu kasutusaegade jooksul. Seadmele võib pea tõsta ligikaudsed uksekisketeimpulsid, ülevoolavate impulside ja/või lühiajalised võimsuse sagedusega ülevoolav jõud. Sõltuvalt maksimaalsest impulssjõudust ja lühiajaliste võimsuse sagedusega ülevoolavate jõududest, mida üks energiaüsteemi komponent saab taluda, määratakse isolatsioonitaseme kõrgepingeenergiaüsteemile.
Määrates süsteemi isolatsioonitaseme, mis on vähem kui 300 KV, arvestatakse uksekisketeimpulsi taluvust ja lühiajaliste võimsuse sagedusega ülevoolavate jõudude taluvust. Seadmete puhul, mis on vähemalt 300 KV, arvestatakse ülevoolavate impulside taluvust ja lühiajaliste võimsuse sagedusega ülevoolavate jõudude taluvust.

Uksekisketeimpulsi jõud

Süsteemide häirimised, mis tekivad loodusliku uksekiskete tõttu, võivad esineda kolme erineva põhivormi abil. Kui uksekisketeimpulsi jõud liigub mingi vahemaa võiduga enne, kui see jõuab isolatorini, siis selle lainekujund muutub täisleks, ja seda lainet nimetatakse 1.2/50 laineks. Kui liikumisel uksekisketeimpulsi lainekujund tekitab kirvituksen isolatori kohal, siis selle lainekujundi muutub lõikega laineks. Kui uksekisketeimpulsi tabab otse isolatori, siis uksekisketeimpulsi jõud võib tõusta teravalt, kuni see leevendatakse kirvituksena, tekitades ootamatult, väga teravalt languse jõudus. Need kolm lainet on erinevad kestuse ja vormi poolest.

Ülevoolavate impulside

Lülitamise käigus võib süsteemis ilmneda ühepoolne jõud. Selle lainekujundi võib olla perioodiliselt damped või oskilleeriv. Ülevoolavate impulside lainekujundil on terav etteosa ja pikk damped oskilleeriv tagantosa.

Lühiajaliste võimsuse sagedusega ülevoolavate jõudude taluvus

Lühiajaliste võimsuse sagedusega ülevoolavate jõudude taluvus on määratud RMS-väärtus sinusoidaalse võimsuse sagedusega jõud, mida elektriline seade peab taluma määratud perioodil, tavaliselt 60 sekundit.

Kaitsevahendi kaitseväärtuse jõud

Ülevoolavate jõudude kaitsevahendid nagu surgemärgid või uksekisketeimpulsi jõud on disainitud, et taluda teatud tase ajutist ülevoolavat jõudu, mille ületamisel vahendid vedavad surgeenergiamaa ja seega hoiavad ülevoolava jõuduse taseme teatud tasemel. Seega ei saa ülevoolav jõud ületada seda tasemepunkti. Ülevoolavate jõudude kaitsevahendite kaitseväärtus on kõrgeim huippuväärtus, mida ei tohi ületada ülevoolavate jõudude kaitsevahendite terminaalidel, kui rakendatakse ülevoolavaid ja uksekisketeimpulse.

Arutagem nüüd isolatsioonikoordineerimismeetodeid ükshaaval-

Kaitsejoone või maajoone kasutamine