Требования к электрической прочности внешней и внутренней изоляции при влиянии разных видов перенапряжений обусловливают уровень изоляции.
Создание электроизоляционных конструкций, рассчитанных на надежную их работу при любых возможных в эксплуатации величинах перенапряжений, нецелесообразно, так как конструкции получаются чрезмерно громоздкими и дорогостоящими. Электроизоляционные конструкции рассчитывают на определенную величину напряжений, т. е. на определенный уровень изоляции.
Под уровнем изоляции понимают такое качество изоляции, при котором она в состоянии выдержать внутреннее (коммутационное) перенапряжение заданной кратности относительно наибольшего рабочего напряжения (фазного), а также заданные внешние (атмосферные) перенапряжения импульсного характера, ограниченные соответствующими разрядниками координированныес воздействиями внутренних перенапряжений. Следовательно, уровень изоляции определяет наименьшее разрядное напряжение, которое должна иметь изоляция электрооборудования установки.
Уровень изоляции высокого напряжения определяется видами и величинами воздействующих на изоляцию перенапряжений с учетом защитных характеристик вентильных разрядников..
Для изоляции установок напряжением до 220 кв определяющими являются атмосферные (грозовые) перенапряжения, а для изоляции установок 330 кв и выше внутренние перенапряжения.
Грозовые перенапряжения не связаны с рабочим напряжением электрических установок и могут иметь весьма большую амплитуду. Однако вентильные разрядники ограничивают амплитуду грозовых перенапряжении до величин, определяемых характеристиками разрядников и импульсным током в них. При напряжениях до 110 кВ уровень изоляции принимается порядка З-4Uф. В системах 330—500 кв уровень изоляции определяется внутренними перенапряжениями и в настоящее время принят равным 2,5Uф. Этот уровень обеспечивается применением в системе специальных разрядников, быстродействующих выключателей, шунтирующих реакторов.
Уровень изоляции станционного и подстанционного оборудования ниже изоляции линий электропередач. Защитными устройствами, т. е. установкой разрядников, тросов и др., стремятся локализовать опасные перенапряжения на линиях, не допуская проникновения их на подстанционную, а тем 'более на станционную изоляцию. Такой подход к изоляции оправдывается экономическими соображениями, так как выход из строя линейной изоляции приводит к перерыву в снабжении электроэнергией отдельных потребителей, питающихся от данной линии, а выход из строя мощного трансформатора, а тем более мощного генератора связан с длительным недоотпуском электроэнергии большому количеству потребителей. Кроме этого, замена дефектной линейной изоляции новой несравнимо проще и дешевле замены изоляции трансформаторов или генераторов.
Разрядники как основные защитные средства определяют уровни изоляции. По мере совершенствования разрядников и их защитных характеристик верхний уровень изоляции снижается.
Установление уровней изоляции связано с осуществлением координации изоляции.
Под координацией изоляции понимают согласование уровней изоляции электроустановок с ожидаемыми перенапряжениями и характеристиками разрядников.
Основной целью координации является обеспечение защиты изоляции от перенапряжений, превышающих принятые для нее уровни. Защиту стремятся осуществить так, чтобы при всех режимах работы станционная и подстанционная изоляция не подвергалась воздействию опасных величин перенапряжений.
Сущность координации станционной и подстанционной изоляции по атмосферным перенапряжениям заключается в согласовании импульсных характеристик этой изоляции с защитными характеристиками вентильных разрядников и учетом возможных перепадов напряжений между защищаемой изоляцией и разрядниками. Координация изоляции по внутренним перенапряжениям заключается в рациональном выборе интервала между защитным уровнем разрядника и соответствующим выдерживаемым напряжением защищаемой изоляции.
Координация изоляции линий электропередач основывается на заданных амплитудах и формах волн воздействующих перенапряжений и для изоляции линий напряжением до 220 кв производится по грозовым перенапряжениям, а для линий 330 кВ и выше – по коммутационным перенапряжениям.
