Izolācijas koordinācija elektrosistēmā

Izolācijas koordinācija elektroenerģētikā tika ieviesta, lai organizētu dažādu komponentu elektriskās izolācijas līmeņus elektroenerģētiskajā sistēmā, tostarp pārvades tīklā, tā, ka, ja notiek izolatora kļūda, tā būtu ierobežota vietas, kur tā radītu mazāko sistēmas kaitējumu, būtu viegli labojama un aizvietojama, un radītu mazāko pārtraukumu elektroenerģijas piegādei.
Lai arī jebkura pārmērīga sprieguma vērtība parādās elektroenerģētiskajā sistēmā, var būt iespējams izolācijas sistēmas kļūda. Izolācijas kļūdas iespējamība ir augsta tuvākā vājākajā izolācijas punktā, kas atrodas pārmērīgā sprieguma avota tuvumā. Elektroenerģētikā un pārvades tīklā izolāciju nodrošina visiem iekārtām un komponentiem.

Dažos punktos izolatori ir vieglāk aizvietojami un labojami salīdzinājumā ar citiem. Dažos punktos izolācija nav tik viegli aizvietojama un labojama, un aizvietošana un labošana var būt ļoti dārga un prasīt ilgu enerģijas pārtraukumu. Turklāt izolatora kļūda šajos punktos var izraisīt lielāku elektrotīkla daļu neaktivitāti. Tāpēc ir vēlamāk, ka situācijā, kad notiek izolatora kļūda, tikai vieglāk aizvietojamie un labojamie izolatori kļūst nedarbīgi. Kopējais izolācijas koordinācijas mērķis ir samazināt ekonomiski un operatīvi pieņemamā līmenī izolācijas kļūdām radīto izmaksas un traucējumus. Izmantotajā izolācijas koordinācijas metodes sistēmas dažādo daļu izolācijai jābūt tādiem, lai, ja notiek uzliesmošanās, tā notiktu paredzētos punktos.
Lai labi saprastu izolācijas koordināciju, mums jāsaprot pirmskaita daži no elektroenerģētikas pamatterminoloģijas terminiem. Apspriedīsim to.

Nominalais sistēmas spriegums

Nominalais sistēmas spriegums ir sistēmas fāzes starpības spriegums, kam sistēma parasti ir izstrādāta. Piemēram, 11 KV, 33 KV, 132 KV, 220 KV, 400 KV sistēmas.

Maksimālais sistēmas spriegums

Maksimālais sistēmas spriegums ir maksimālais atļautais enerģijas frekvences spriegums, kas var notikt ilgstoši bez ieplūdes vai zemas ieplūdes sistēmas stāvoklī. Tas tiek mērots arī fāzes starpības veidā.
Atsevišķu nominalo sistēmas spriegumu un to atbilstošo maksimālo sistēmas spriegumu saraksts ir sniegts zemāk kā piemērs,

NB – No tabulā redzama, ka parasti maksimālais sistēmas spriegums ir 110 % no atbilstošā nominalā sistēmas sprieguma līdz 220 KV sprieguma līmenim, un 400 KV un augstākiem tas ir 105 %.

Apzemāšanas faktors

Šis ir attiecība starp augstāko efektīvo fāzei pret zemi enerģijas frekvences spriegumu drošā fāzē laikā, kad notiek apzemāšanas trūkums, un efektīvo fāzes starpības enerģijas frekvences spriegumu, kas iegūts izvēlētajā vietā bez trūkuma.
Šī attiecība kopumā raksturo sistēmas apzemāšanas stāvokli no izvēlētā trūkuma novietojuma perspektīvas.

Efektīvi apzemāta sistēma

Sistēma tiek saukta par efektīvi apzemātu, ja apzemāšanas faktors nepārsniedz 80 %, un neefektīvi apzemātu, ja tāds ir.
Apzemāšanas faktors ir 100 % izolētā neutrala sistēmā, bet 57.7 % (1/√3 = 0.577) cietā apzemāšanas sistēmā.

Izolācijas līmenis

Katram elektrotehniskajam ierīcei savā kopējā darbības laikā jāsasniedz dažādi neatbilstoši īslaicīgi pārspriegumi. Ierīcei varētu jāizturē gan vaļāmuguras impulsu, gan pārslēgšanas impulsu, un/vai īslaicīgos enerģijas frekvences pārspriegumus. Atkarībā no maksimālā impulsa sprieguma līmeņa un īslaicīgo enerģijas frekvences pārspriegumu, ko var izturēt viens elektroenerģētikas komponents, izolācijas līmenis augstsprieguma elektroenerģētikā tiek noteikts.
Noteicīšanas laikā sistēmai ar mazāku līmeni nekā 300 KV tiek ņemti vērā vaļāmuguras impulsa izturējuma spriegums un īslaicīgie enerģijas frekvences izturējuma spriegumi. Ierīcēm ar līmeni 300 KV vai augstāk, tiek ņemti vērā pārslēgšanas impulsa izturējuma spriegums un īslaicīgie enerģijas frekvences izturējuma spriegumi.

Vaļāmuguras impulsa spriegums

Sistēmas traucējumi, kas rodas dēļ dabiskiem vaļāmugurieniem, var tikt attēloti ar trim dažādiem pamatveida vilknēm. Ja vaļāmuguras impulsa spriegums ceļā pa pārvades līniju nonāk pie izolatora, tā forma tuvojas pilnam vilknēm, un šī vilknē ir saukta par 1.2/50 vilknēm. Ja ceļā caur pārvades līniju vaļāmuguras traucējuma vilknē izraisīs uzliesmošanos pāri izolatoram, vilknēs formas mainās uz sadalīto vilknēm. Ja vaļāmuguris tieši pieskārās izolatoram, tad vaļāmuguras impulsa spriegums var strauji pieaugt, līdz tas tiek nomierināts ar uzliesmošanos, izraisojot strauju, ļoti smagu sprieguma kritumu. Šīs trīs vilknēs ir diezgan atšķirīgas ilgumā un formā.

Pārslēgšanas impulss

Pārslēgšanas operācijas laikā sistēmā var parādīties vienpolīgs spriegums. Kura forma var būt periodiski dempfēta vai oscilējoša. Pārslēgšanas impulsa forma ir ar steila priekšgalu un ilgu dempfētu oscilējošu gals.

Īslaicīgie enerģijas frekvences izturējuma spriegumi

Īslaicīgie enerģijas frekvences izturējuma spriegumi ir noteiktā sinusoidālā enerģijas frekvences sprieguma efektīvā vērtība, ko elektrotehniskā ierīce jāizturē normāli 60 sekundes.

Aizsardzības līmeņa spriegums aizsardzības ierīcē