North American Standards: A Comparison Between IEE-Business ug Chinese Switchgear Standards

Ang IEEE Std C37.20.9™ nagtakda sa disenyo, pagsusulit, ug mga pangangailangan sa pag-install para sa metal-enclosed gas-insulated switchgear (MEGIS) nga gigamit og gas sa presyon na mas taas sa ambient isip primary insulation medium alang sa alternating current systems nga rated gikan sa 1 kV hangtod sa 52 kV. Kini kasinlaki, apan dili limitado, sa mga circuit breakers, switches, bushings, busbars, instrument transformers, cable terminations, meters, ug control/protection relays. Sa mga switchgear assemblies, ang vertical compartments—usa o tanan sa mga medium-voltage sections—insulated primarily sa pressurized gas. Ang standard applicable sa indoor ug outdoor installations.

Historically, ang dominant type of switchgear sa U.S. market mao ang air-insulated, metal-clad switchgear. Para sa ring-main distribution applications, ang American-style pad-mounted transformers adunay common usage, diin ang high-voltage components sama sa load switches ug high-voltage fuses naka-house together sa transformer core ug windings sulod sa tank nga filled ngadto sa high-fire-point oil, o alternately, ang air-insulated load switches gigamit. Kasagaran, ang adoption of gas-insulated switchgear sa U.S. nangyari relatively late.

Sa pag-introduce sa gas-insulated switchgear gikan sa European manufacturers sama sa ABB ug Schneider Electric sa U.S. market, ang customers mihuman og accept ug adopt sa teknolohiya. Taliwala, ang IEEE standard for gas-insulated switchgear gi-develop later ug opisyal nga gipublish lang sa 2019. Kini standard largely based sa IEC standards apan gi-modify regarding parameters, construction, ug testing requirements aron mag-align sa IEEE C37.20.2 ug uban pang relevant IEEE standards, partikular aron matugutan ang IEEE’s safety requirements for equipment.

1.Kalibutan sa Paggamit

a) Operating temperature: maximum +40 °C; average over 24 hours not exceeding +35 °C; minimum –5 °C.
b) Altitude: not exceeding 3,300 feet (1,000 meters).
c) Enclosure protection rating: NEMA 250 Type 1 (IP20) for indoor use; Type 3R (IP24) for outdoor use.

Sumala sa GB/T 11022, ang indoor switchgear sa China gi-classify sa three minimum ambient temperature categories: –5 °C, –15 °C, ug –25 °C. Ang minimum operating temperature specified in IEEE C37.20.9 for gas-insulated switchgear (–5 °C) mas taas kay sa maespesipiko sa IEEE C37.20.2 for air-insulated switchgear (–30 °C). Busa, ang gas-insulated switchgear compliant sa Chinese standards mahimong fully satisfy the environmental requirements of IEEE C37.20.9.

Ang Table 1 sa ubos nagpakita sa mga IEEE C37.20.9 requirements for rated voltage, power-frequency withstand voltage, ug lightning impulse withstand voltage for gas-insulated switchgear.

Table 1 – Insulation Voltage Ratings for Gas-Insulated Switchgear per IEEE C37.20.9

Ang mga rating sa voltage sa switchgear sa mga pamantayan sa North American naiiba gikan sa China. Dili kini mao ang gas-insulated switchgear (GIS) kinahanglan mosunod sa mga requirement sa rated power-frequency withstand voltage ug rated lightning impulse withstand voltage nga gi-specify sa IEEE standards. Tumong, ang 12 kV GIS cabinet nga gigihapon batas sa Chinese standards mahimong makapugos sa dielectric test requirements para sa 4.76 kV voltage class batas sa U.S. standards, samtang ang 24 kV Chinese GIS cabinet mahimo mosatisfy sa insulation requirements para sa mga voltage class hangtod ug kasama ang 27 kV.

Ang IEEE Std 386™-2016 nag-specify sa mga requirement para sa separable insulated connectors nga gigamit sa mga distribution system nga rated gikan sa 2.5 kV hangtod sa 35 kV—kasagaran gitawag kini isip "American-style elbow connector" standard. Ang mga konektor niini gamiton kaayo sa U.S.-standard equipment sama sa pad-mounted transformers ug cable distribution boxes. Sa katibuk-an, ang Chinese gas-insulated switchgear tipiro nga gigamit og cable bushings ug plugs nga conform sa EN 50181. Ang IEEE standard para sa gas-insulated switchgear naglakip og specific dielectric test requirements para sa iba't ibang tipo sa cable termination accessories.

2 Rated Current
Ang mga rekomendadong values para sa rated continuous current sa main busbars sa IEEE gas-insulated switchgear (MEGIS) mao ang 200 A, 600 A, 1200 A, 2000 A, 2500 A, 3000 A, ug 4000 A—na ika na sa common Chinese ratings sama sa 630 A, 1250 A, ug 3150 A.

3 Rated Frequency
Ang IEEE standard nag-specify sa rated frequency nga 60 Hz, samtang ang standard frequency sa China mao ang 50 Hz. Ang mas taas nga frequency sa 60 Hz adunay dako nga impact sa temperature rise ug short-circuit breaking performance. Sumala sa GB/T 11022, para sa switchgear ug controlgear nga rated sa 50 Hz o 60 Hz—kon walay ferromagnetic components duol sa current-carrying parts—kon ang measured temperature rise sa continuous current test sa 50 Hz dili mogasabot sa 95% sa maximum allowable limit, ang equipment mokonsiderar合规的翻译输出如下：

Ang mga rating sa voltage sa switchgear sa mga pamantayan sa North American naiiba gikan sa China. Kini ang gas-insulated switchgear (GIS) kinahanglan mosunod sa mga requirement sa rated power-frequency withstand voltage ug rated lightning impulse withstand voltage nga gi-specify sa IEEE standards. Tumong, ang 12 kV GIS cabinet nga gigihapon batasan sa Chinese standards mahimong makapugos sa dielectric test requirements para sa 4.76 kV voltage class batasan sa U.S. standards, samtang ang 24 kV Chinese GIS cabinet mahimo mosatisfy sa insulation requirements para sa mga voltage class hangtod ug kasama ang 27 kV.

Ang IEEE Std 386™-2016 nag-specify sa mga requirement para sa separable insulated connectors nga gigamit sa mga distribution system nga rated gikan sa 2.5 kV hangtod sa 35 kV—kasagaran gitawag kini isip "American-style elbow connector" standard. Ang mga konektor niini gamiton kaayo sa U.S.-standard equipment sama sa pad-mounted transformers ug cable distribution boxes. Sa katibuk-an, ang Chinese gas-insulated switchgear tipiro nga gigamit og cable bushings ug plugs nga conform sa EN 50181. Ang IEEE standard para sa gas-insulated switchgear naglakip og specific dielectric test requirements para sa iba't ibang tipo sa cable termination accessories.

2 Rated Current
Ang mga rekomendadong values para sa rated continuous current sa main busbars sa IEEE gas-insulated switchgear (MEGIS) mao ang 200 A, 600 A, 1200 A, 2000 A, 2500 A, 3000 A, ug 4000 A—na ika na sa common Chinese ratings sama sa 630 A, 1250 A, ug 3150 A.

3 Rated Frequency
Ang IEEE standard nag-specify sa rated frequency nga 60 Hz, samtang ang standard frequency sa China mao ang 50 Hz. Ang mas taas nga frequency sa 60 Hz adunay dako nga impact sa temperature rise ug short-circuit breaking performance. Sumala sa GB/T 11022, para sa switchgear ug controlgear nga rated sa 50 Hz o 60 Hz—kon walay ferromagnetic components duol sa current-carrying parts—kon ang measured temperature rise sa continuous current test sa 50 Hz dili mogasabot sa 95% sa maximum allowable limit, ang equipment mokonsiderar nga compliant sa parehas nga frequencies, o mao kini usab mosatisfy sa 60 Hz temperature rise requirement.

Pero tungod sa limitado nga heat dissipation sa gas-insulated switchgear ug ang relatyibong gamay nga thermal margin, kasagaran kinahanglan ang design improvements aron mosatisfy sa 60 Hz requirements. Ang mga produkto nga napasa sa 1.1× rated current temperature rise test batasan sa Chinese standards mahimo kaayo mosatisfy sa 60 Hz requirement.

4 Rated Short-Time Withstand Current and Rated Peak Withstand Current
Ang recommended short-time withstand current values para sa IEEE gas-insulated switchgear nakita sa Table 3. Kasagaran sa Chinese standards, ang specified short-circuit duration mao ang 3 s o 4 s, samtang ang IEEE standard define ang short-circuit duration nga 2 seconds.

Bisan pa, tungod kay ang IEEE system nag-operate sa 60 Hz (kontra sa 50 Hz), ang rated peak withstand current define isip 2.6 times sa rated short-time withstand current. Tumong, ang rated short-time withstand current nga 31.5 kA correspond sa rated peak withstand current nga 82 kA—kasagaran mas taas kaysa typical 80 kA ginamit sa China. Aron molambo sa electrodynamic forces generate sa peak short-circuit currents, ang contact pressure ug mechanical strength sa mga komponente sama sa contacts kinahanglan pag-enhance.

Table 2 – Recommended Short-Time Withstand Current Ratings for IEEE Gas-Insulated Switchgear