Isolasjonssammenheng i kraftsystem

Isolasjonssammenheng i kraftsystem ble introdusert for å organisere elektriske isolasjonnivåer av ulike komponenter i elektriske kraftsystemer, inkludert overføringsnett, på en slik måte at hvis det oppstår en isolatorkvikt, vil skaden være begrenset til stedet der den resulterer i minst mulig skade på systemet, lett å reparere og erstatte, og resulterer i minst forstyrrelse av strømforsyningen.
Når det oppstår noen form for overvoltage i et elektrisk kraftsystem, kan det være en sjanse for kvikt i isolasjonssystemet. Sannsynligheten for isolasjonskvikt er høy ved svakest isolasjonspunkt nærmest kilden til overvoltage. I kraftsystemer og overføringsnett er isolasjon gitt til all utstyr og komponenter.

Isolatorer er på noen punkter enklere å bytte ut og reparere enn andre. Isolasjon på noen punkter er ikke så lett å bytte ut og reparere, og bytting og reparasjon kan være veldig kostbart og kreve lang avbryting av strøm. Dessuten kan kvikt av isolatorer på disse punktene føre til at større deler av elektriske nett blir tatt ut av drift. Derfor er det ønskelig at i situasjoner med isolatorfeil, bare de lette å bytte ut og reparere isolatorer feiler. Det generelle målet med isolasjonssammenheng er å redusere kostnader og forstyrrelser som følge av isolasjonskvikt til et økonomisk og operativt akseptabelt nivå. I metoden for isolasjonssammenheng må isolasjonen av de ulike delene av systemet være så gradert at hvis det oppstår kvikt, må det skje på forhåndsbestemte punkter.
For å forstå isolasjonssammenheng godt, må vi først forstå noen grunnleggende termer i elektriske kraftsystemer. La oss diskutere dette.

Nominal systemspenning

Nominal systemspenning er fase til fase spenning i systemet som systemet vanligvis er designet for. For eksempel 11 kV, 33 kV, 132 kV, 220 kV, 400 kV systemer.

Maksimal systemspenning

Maksimal systemspenning er den maksimale tillatte nettfrekvensspenningen som kan oppstå, kanskje over lengre tid under tom eller lav belastning av kraftsystemet. Den måles også fase til fase.
Liste over ulike nominal systemspenninger og deres tilsvarende maksimale systemspenninger er gitt nedenfor for referanse,

NB – Det observeres fra tabellen at maksimal systemspenning generelt er 110 % av tilsvarende nominal systemspenning opp til spenningsnivået 220 kV, og for 400 kV og over er det 105 %.

Jordningsfaktor

Dette er forholdet mellom den høyeste effektive fase til jord-nettfrekvensspenningen på en intakt fase under en jordfeil til den effektive fase til fase-nettfrekvensspenningen som ville blitt oppnådd på det valgte stedet uten feilen.
Dette forholdet karakteriserer, i alminnelige vendinger, jordningsforholdene i et system sett fra det valgte feilstedet.

Effektivt jordet system

Et system kalles effektivt jordet hvis jordningsfaktoren ikke overstiger 80 %, og ikke-effektivt jordet hvis den gjør det.
Jordningsfaktoren er 100 % for et isolert neutralesystem, mens den er 57.7 % (1/√3 = 0.577) for sterkt jordet system.

Isolasjonsnivå

Alle elektriske utstyr må takle ulike abnorme overvoltage-situasjoner i ulike tider under dens totale bruksperiode. Utstyret må kanskje takle lynimpuls, slåringsimpuls og/eller kortvarige nettfrekvens-overvoltage. Avhengig av det maksimale nivået av impuls-spenninger og kortvarige nettfrekvens-overvoltage som en kraftsystemkomponent kan takle, fastsettes isolasjonsnivået av høyspenningskraftsystemet.
Ved fastsetting av isolasjonsnivået for systemer rated under 300 kV, tas lynimpuls-takknagelsvoltage og kortvarig nettfrekvens-takknagelsvoltage i betraktning. For utstyr rated mer eller lik 300 kV, tas slåringsimpuls-takknagelsvoltage og kortvarig nettfrekvens-takknagelsvoltage i betraktning.

Lynimpulsspenn