Unter Isolationskoordination versteht man den Prozess der Auswahl und Gestaltung von Isolationsmaterialien und -systemen in elektrischen Energiesystemen, um einen zuverlässigen Betrieb und Sicherheit zu gewährleisten. Dabei geht es darum, die geeigneten Isolationswerte und Abstände zu bestimmen, um Überspannungen und vorübergehenden Störungen standzuhalten, die unter normalen und anormalen Betriebsbedingungen auftreten können. Das Ziel der Isolationskoordination besteht darin, elektrische Ausfälle zu verhindern, das Risiko von Geräteschäden zu verringern und die Kontinuität der Stromversorgung aufrechtzuerhalten.
Eine Isolationskoordinationsstudie umfasst typischerweise mehrere Schritte. Zunächst werden die Systemspannungspegel, Gerätetypen (z. B. Transformatoren, Leistungsschalter und Kabel) und Umgebungsbedingungen identifiziert. Anschließend werden potenzielle Überspannungsquellen (z. B. Blitzschlag, Schaltstöße und Fehler) analysiert, um deren Stärke und Frequenz zu bestimmen. Basierend auf dieser Analyse werden Isolationsniveaus, Abstände und Schutzvorrichtungen (z. B. Überspannungsableiter) ausgewählt, um sicherzustellen, dass alle Komponenten innerhalb des Stromversorgungssystems diesen Überspannungen ohne Ausfall standhalten können. Die Studie kann Simulationen, Berechnungen und Tests umfassen, um die Angemessenheit der gewählten Isolationskoordinierungsmaßnahmen zu überprüfen.
In HGÜ-Übertragungssystemen (Hochspannungs-Gleichstromübertragungssystemen) ist die Isolationskoordination aufgrund der unterschiedlichen Natur von Überspannungen im Vergleich zu HVAC-Systemen (Hochspannungs-Wechselstromsystemen) von entscheidender Bedeutung. Bei HGÜ-Systemen treten Überspannungen und Blitzeinschläge beim Umrichterwechsel anders auf als bei Wechselstromsystemen, weshalb spezielle Isolationsstrategien erforderlich sind. Die Isolationskoordination in der HGÜ umfasst die Auswahl geeigneter Isolationsmaterialien und Überspannungsableiter sowie die Einhaltung ausreichender Abstände, um die einzigartigen Eigenschaften von Gleichspannungen und transienten Phänomenen zu bewältigen. Ziel bleibt es, die Zuverlässigkeit und Sicherheit des HGÜ-Übertragungssystems unter verschiedenen Betriebsbedingungen zu gewährleisten.
Die Isolationskoordination BIL (Basic Impulse Insulation Level) bezieht sich auf den maximalen Spannungsstoß oder Impuls, dem ein Isolationssystem oder -gerät ohne Ausfall standhalten kann. Es handelt sich um einen kritischen Parameter, der bei der Gestaltung und Auswahl von Isoliermaterialien und -geräten in Energiesystemen verwendet wird. BIL-Bewertungen werden festgelegt, um sicherzustellen, dass die Isolierung Blitzeinschlägen, Schaltstößen und anderen vorübergehenden Störungen ohne Beschädigung oder Ausfall standhält. BIL-Werte werden typischerweise in Kilovolt (kV) ausgedrückt und sind ein wichtiger Gesichtspunkt bei Isolationskoordinationsstudien, um einen angemessenen Schutz vor Überspannungen sicherzustellen.
Die Isolationskoordination spielt eine entscheidende Rolle für die Sicherheit von Umspannwerken, indem sie sicherstellt, dass elektrische Geräte und Komponenten den Belastungen durch Überspannungen und transiente Störungen standhalten. Durch die Auswahl geeigneter Isolationsstufen, Abstände und Schutzvorrichtungen trägt die Isolationskoordination dazu bei, Geräteausfälle zu verhindern, Ausfallzeiten zu minimieren und das Risiko elektrischer Gefahren für Personal und Umgebung zu verringern. Es trägt zur Gesamtzuverlässigkeit und Betriebsintegrität von Umspannwerken bei, verbessert deren Fähigkeit, eine stabile Stromversorgung aufrechtzuerhalten und sorgt für eine sichere Arbeitsumgebung für Wartungspersonal und Bediener.
