Gratis tool · IEEE C62.22 / IEC 60099-5 · Isolatiecoördinatie · Cross-discipline

Isolatiecoördinatie

MOV-afleider selectie volgens IEEE C62.22 en IEC 60099-4/5. Berekent Blitz-/Schakel-beschermingsmargen (PM_L/PM_S), TOV-capaciteit, energiebelasting, scheidingsafstand-correctie en afleider-keuzetabel. Universeel HV/MV gereedschap — zonne-context: afleider voor PCS-transformatoren, schakel enverdeelpanelen.

Systeem & Apparatuur
Apparatuur-Weerstandspercelen
BSL = Schakelstoot Isolatiepegel van de beschermde apparatuur.
IEEE C62.22 §5: PM_L ≥ 20% for self-restoring insulation (transformers, cable terminations), PM_S ≥ 15% for switching impulse withstand.
Afleiderparameters
MCOV = maximale continue bedrijfsspanning die de afleider verdraagt.
Fysieke afstand tussen afleider en beschermde apparatuur.
Afleider-Beschermingsniveaus (datablad)
LPL = Bliksembeschermingsniveau van fabrikant (ontlading bij 10 kA of 20 kA).
SPL = Schakelbeschermingsniveau van fabrikant (ontlading bij 500 A).
Tijdelijke Overspanning (TOV)
Verwachte tijdelijke overspanning in kV rms — uit TOV-studie of handmatig.
Duur van de TOV in seconden. Bepaalt toelaatbaar overspanningsniveau via IEEE C62.22 TOV-curve.
Afleider nominale spanning (Ur) van fabrikant.
Energiebelasting
Piekenergie in kJ/kV MCOV — uit TOV-studie. Typisch 5 kJ/kV voor schakeltransienten.
Automatische detectie of handmatige overschrijving van afleiderklasse.
Coördinatieresultaat
Bliksembeschermingsmarge PM_L
—
≥ 20% voor zelf-herstellende isolatie
Schakelbeschermingsmarge PM_S
—
≥ 15% voor schakelimpuls
Effectieve LPL aan apparatuuruiteinden—
Effectieve SPL aan apparatuuruiteinden—
Gecorrigeerde PM_L aan apparatuur—
Gecorrigeerde PM_S aan apparatuur—
Eenrichtingstijd (τ)—
TOV-capaciteit
—
Energiebelasting
—
Aanbevolen afleiderklasse—
Afleider-Selectietabel
Standaard MCOV-classificaties. Groene rijen slagen voor alle controles.
MCOV (kV) NomV (kV) LPL (kVp) SPL (kVp) PM_L (%) PM_S (%) TOV Energie Emp.
IEEE C62.22 §5: PM_L ≥ 20%, PM_S ≥ 15%. TOV per IEEE C62.22 §6. Energie per IEC 60099-4.
Coördinatieverslag exporteren
Voer e-mail in voor IEEE C62.22 verslag.
Worked Example — 11 kV cable-fed substation
PASS Adequate insulation coordination — all criteria PASS. PM_L=265.4% ≥ 20%, PM_S=476.9% ≥ 15%, TOV within capability, energy within class rating.
Bliksembeschermingsmarge PM_L
265.38%
≥ 20% voor zelf-herstellende isolatie
Schakelbeschermingsmarge PM_S
476.92%
≥ 15% voor schakelimpuls
TOV-capaciteitPASS — 1.8× rated voltage
EnergiebelastingPASS — 42 kJ
Aanbevolen afleiderklasseDistribution class (IEEE C62.22 Class A)
Methodology & Formula Reference

1. Lightning Protective Margin (PM_L)
PM_L = (BIL / LPL − 1) × 100% — IEEE C62.22 §5
Pass if PM_L ≥ 20% for self-restoring insulation.

PM_L = (BIL / LPL - 1) × 100
pm_l_pass = PM_L >= 20

2. Switching Protective Margin (PM_S)
PM_S = (BSL / SPL − 1) × 100% — IEEE C62.22 §5
Pass if PM_S ≥ 15% for switching impulse.

PM_S = (BSL / SPL - 1) × 100
pm_s_pass = PM_S >= 15

3. Separation Distance Voltage Correction
ΔV due to travel time: ΔV = 2 × τ × (rate of rise)
Effective level at equipment = datasheet level + ΔV

τ = d / v   (one-way travel time in µs)
ΔV_L = 2 × τ × (LPL / 1 µs)   (lightning, 1 µs front)
ΔV_S = 2 × τ × (SPL / 50 µs)  (switching, 50 µs front)
effectiveLPL = LPL + ΔV_L
effectiveSPL = SPL + ΔV_S

4. Corrected Protective Margins at Equipment
Margins using effective protective levels at equipment terminals.

correctedPM_L = (BIL / effectiveLPL - 1) × 100
correctedPM_S = (BSL / effectiveSPL - 1) × 100

5. TOV Capability Check
IEEE C62.22 §6 TOV-withstand curve: duration → allowable factor × rated voltage.
E.g. 1 s → 1.8×, 10 s → 1.3×, 60 s → 1.2×, 3600 s → 1.0×.

allowableTOV = factor(tovDurationS) × arresterRatedVoltageKV
tovCapabilityPass = tovExpectedKV <= allowableTOV

6. Energy Duty Check
Expected energy = energyDutyKJkV × MCOV (kJ)
Class thresholds: Distribution ≤ 1500 kJ, Intermediate ≤ 2500 kJ, Station ≤ 4000 kJ.

energyRequired_kJ = energyDutyKJkV × mcovKV
energyDutyPass = energyRequired_kJ <= classEnergyThreshold

7. Arrester Class Selection (IEEE C62.22)
Distribution (Class A): system ≤ 52 kV AND LPL ≤ 100 kVp
Intermediate (Class B): 52 kV < system ≤ 345 kV OR LPL > 100 kVp
Station (Class C): system > 345 kV OR LPL > 150 kVp

Volledige TOV-studie of boogflashcoördinatie?
FrameAI verwerkt automatisch volledige onderstations éénlijndiagrammen.
Elektrische gereedschappen bekijken →
Gerelateerde gereedschappen
TOV-studie (IEEE C37.06) Boogflash studie (IEEE 1584) Selectiviteit (IEC 60947-2) Jukstroomdragende geleider (IEC 60871-1)

FAQ

Verschil tussen PM_L en beschermingsverhouding?
PM_L = (BIL/LPL − 1) × 100%. Beschermingsverhouding gebruikt APL = max(MCOV, ontladingsspanning). IEEE C62.22 §5: PM_L ≥ 20%, PM_S ≥ 15%.
Waarom beïnvloedt scheidingsafstand het beschermingsniveau?
Wandelende golven veroorzaken ΔV ≈ 2 × (d/v) × (stijgsnelheid). Zelfs 50 m kabel geeft significante correctie voor bliksem.
Hoe werkt de TOV-capaciteitscontrole?
IEEE C62.22 §6 TOV-curve: duur → toelaatbare overspanningsfactor × nominale spanning. B.v. 1 s → 1.8×, 10 s → 1.3×.
Wanneer station/tussen/distributie?
Distributie ≤ 52 kV, LPL ≤ 100 kVp, Energie < 1500 kJ. Tussenklasse 52–345 kV of LPL > 100 kVp. Station > 345 kV of LPL > 150 kVp.
Zonne-context?
33 kV zon-PCS-transformatoren: 24 kV of 30 kV MCOV, LPL ≈ 78 kVp. BESS/hybride op 132/220 kV: station-klasse op PCC.
Hoe wordt energiebelasting bepaald uit TOV-studie?
Energie (kJ/kV MCOV) uit TOV-studie — typisch 4–6 kJ/kV voor 33 kV schakeltransienten, 8–12 kJ/kV voor EHV. Controleer tegen klassegrenzen.