Nord-Amerikaj Standarodoj: Komparo Inter IEE-Business kaj Ĉinaj Ŝaltilstararstandaroj

IEEE Std C37.20.9™ difinas la disenojn, testojn kaj instalaĵrekomendojn por metala ĉelitaj gas-insulataj ŝaltanaroj (MEGIS), uzantaj gason sub preso pli alta ol la ĉirkaŭa atmosfero kiel la ĉefan izolilon por alternaciaj strumosistemoj de 1 kV ĝis 52 kV. Tio inkluzivas, sed ne limigas al, ŝaltilojn, busojn, instrumenttransformilojn, kabelfinon, mezurilojn, kaj kontrol/protektoreloj. En tiuj ŝaltanaroj, vertikalaj kompartimentoj — kelkaj aŭ ĉiuj el la mezvolumenaj sekcioj — estas ĉefe izolitaj per premita gaso. La normo validas por ambaŭ interne kaj eksteraj instaladoj.

Historie, la dominanteco de ŝaltanaro en la Usona merkato estis aer-insulata, metal-mantita ŝaltanaro. Por distribu-aplikoj, Amerika-stila pad-mountitaj transformiloj ofte estis uzitaj, kie altvolumenaj komponantoj, kiel ŝargŝaltiloj kaj altvolumenaj fuziloj, estas kunmetitaj kun la transformilkernejo kaj vindaĵo en tanko plena de alta-brulpunkta olio, aŭ alternativaj aer-insulataj ŝargŝaltiloj estas uzitaj. Konsekvence, la adoptado de gas-insulata ŝaltanaro en Usono okazis relative malfrue.

Kun la enkonduko de gas-insulata ŝaltanaro de Europaj produktantoj, kiel ABB kaj Schneider Electric, en la Usonan merkaton, klientoj komencis akcepti kaj adopti tiun teknologion. Kiel rezulto, la IEEE-normo pri gas-insulata ŝaltanaro estis evoluigita poste kaj oficialigita nur en 2019. Tiu normo estas grandparte bazita sur IEC-normoj, sed estas modifita rilate al parametroj, konstruo kaj testrekviroj por kongrui kun IEEE C37.20.2 kaj aliaj relevaj IEEE-normoj, precipe por kontentigi la sekurecrekvirojn de IEEE por aparatoj.

1.Kondiĉoj de Uzo

a) Funkciiga temperaturo: maksimume +40 °C; meza super 24 horoj ne superas +35 °C; minimume –5 °C.
b) Altdegre: ne superas 3,300 piedoj (1,000 metroj).
c) Protektgradigo de ĉelo: NEMA 250 Tipo 1 (IP20) por interna uzo; Tipo 3R (IP24) por ekstera uzo.

Laŭ GB/T 11022, interne uzeblaj ŝaltanaroj en Ĉinio estas klasifikitaj en tri minimumaj ambiĝtemperaturaj kategorioj: –5 °C, –15 °C, kaj –25 °C. La minimuma funkciiga temperaturo specifita en IEEE C37.20.9 por gas-insulata ŝaltanaro (–5 °C) estas pli alta ol tio specifita en IEEE C37.20.2 por aer-insulata ŝaltanaro (–30 °C). Do, gas-insulata ŝaltanaro konforma al Ĉinaj normoj povas plene kontentigi la ambiĝrekvirojn de IEEE C37.20.9.

Tablo 1 sube montras la IEEE C37.20.9-rekvirojn por valorvolumeno, potencvolumena resistvolumeno, kaj fulmresistvolumeno por gas-insulata ŝaltanaro.

Tablo 1 – Izolvolumenaj Valorvolumenoj por Gas-Insulata Ŝaltanaro laŭ IEEE C37.20.9

La tensia de la aparatoj en nordamerikaj normoj malsamas de tiuj en Ĉinio. Tial, gaz-insulata kommutado (GIS) devas konformiĝi al la postuloj pri frekvenca tensoporteco kaj lumoimpulsresisto specifitaj en IEE-Business normoj. Ekzemple, 12 kV GIS-kabino disegnita laŭ ĉinaj normoj povas nur kontentigi la dielektrikan testpostulon por la 4.76 kV tensoklaso laŭ Usonaj normoj, dum 24 kV ĉina GIS-kabino povas kontentigi izolpostulojn por tensoklasoj ĝis kaj inkluzive 27 kV.

IEE-Business Std 386™-2016 specifas postulojn por disigeblaj insulataj konektiloj uzataj en distribuaj sistemoj de 2.5 kV ĝis 35 kV—konate kiel la "Amerika-stila elbo-konektilo" normo. Ĉi tiuj konektiloj estas vaste uzataj en Usona-standarda equipamento, kiel ekzemple pad-mountitaj transformiloj kaj kabel-distribuaj skatoloj. Kontraŭe, ĉina gaz-insulata kommutado kutime uzas kabel-buklojn kaj plugojn konformajn al EN 50181. La IEE-Business normo por gaz-insulata kommutado inkluzivas specifajn dielektrikan testpostulojn por diversaj tipoj de kabelfinaj aldonoj.

2 Nombriga Kurento
Rekomenditaj valoroj por la nombriga daŭra kurento de la ĉefa busbaro en IEE-Business gaz-insulata kommutado (MEGIS) estas 200 A, 600 A, 1200 A, 2000 A, 2500 A, 3000 A, kaj 4000 A—malsamaj de komunaj ĉinaj valoroj, kiel 630 A, 1250 A, kaj 3150 A.

3 Nombriga Frekvenco
La IEE-Business normo specifas nombrigan frekvennon de 60 Hz, dum la standarda frekvenco en Ĉinio estas 50 Hz. La pli alta frekvenco de 60 Hz havas signifan efikon sur la varmlevon kaj mallongcirkvitan rompon. Laŭ GB/T 11022, por kommutado kaj regilo de 50 Hz aŭ 60 Hz—se ne estas ferromagnetaj eroj proksime de kurentportantaj partoj—se la mezurita varmlevo dum daŭra kurenttesto je 50 Hz ne superas 95% de la maksimuma permesa limo, la equipamento estas konsiderata konforma por ambaŭ frekvencoj, t.e., ĝi ankaŭ kontentigas la 60 Hz varmlevepostulon.

Tamen, pro limigita varmliberigo en gaz-insulata kommutado kaj ĝia relative malgranda termo-margeno, ofte necesas dizajnoviciaj plibonigoj por kontentigi 60 Hz-postulojn. Produktoj kiuj pasis la 1.1× nombriga kurento varmlevoteston laŭ ĉinaj normoj povas ĝenerale kontentigi la 60 Hz-postulon.

4 Nombriga Mallongtempa Tensoporteco kaj Nombriga Ŝarpakosta Tensoporteco
La rekomenditaj valoroj por la mallongtempa tensoporteco de IEE-Business gaz-insulata kommutado estas montritaj en Tablo 3. Kontraŭe al ĉinaj normoj, kiuj specifas mallongcircuitan daŭron de 3 s aŭ 4 s, la IEE-Business normo difinas mallongcircuitan daŭron de 2 sekundoj.

Plue, ĉar la IEE-Business sistemo funkcias je 60 Hz (kontraŭe al 50 Hz), la nombriga ŝarpakosta tensoporteco estas difinita kiel 2.6 fojoj la nombriga mallongtempa tensoporteco. Ekzemple, nombriga mallongtempa tensoporteco de 31.5 kA respondecas al nombriga ŝarpakosta tensoporteco de 82 kA—litle pli alta ol la tipa 80 kA uzata en Ĉinio. Por resisti la elektrodinamikajn fortojn generitajn de tiaj ŝarpakostaj mallongcirkvitaj kurentoj, la kontaktopreso kaj mekanika forteco de eroj kiel ekzemple kontaktoroj devas esti plibonigitaj.

Tablo 2 – Rekomenditaj Valoroj por la Mallongtempa Tensoporteco de IEE-Business Gaz-Insulata Kommutado