Norður-Amerískar staðlar: Samanburður milli IEEE og kínverska skiptingastaðla

IEEE Std C37.20.9™ skilgreinir hönnun, próf og uppsetningarkröfur fyrir metalarðaða gasinsuláða spennuskápa (MEGIS) sem notar gas á ofangreindum trykki sem aðalinsuláðið fyrir vísindalegum straumkerfum með spenna frá 1 kV til 52 kV. Þetta inniheldur en er ekki takmarkað við spennubrot, flýtspennu, buðlar, stöðvar, mælistrengi, kabelendir, mælir og stýringar/verndarsporar. Í þessum spennuskápahópum eru lóðrétt flöt—sumir eða allir miðvoltage hlutarnir—meðalinsuláð af pressuðu gas. Staðalinn gildir bæði fyrir inn- og utanbúnað.

Frumstöðilega hefur verið loftinsuláða, metalarðaða spennuskápa hæsti tegund í bandarískum markaði. Fyrir ringmargmiða dreifingarefni hafa verið algengar amerískar pad-mounted transformatorar, þar sem hágerviss komponennt, eins og hleðsluspennur og hágerviss spor, eru hýst saman með transformator kerfi og viklingar inní tanki full af hárbrunnspunkt olíu, eða annars vegar, loftinsuláða hleðsluspennur eru notaðar. Þar af leiðandi var taka á gasinsuláða spennuskápu í Bandaríkjunum seint.

Með innleiðingu gasinsuláða spennuskápu frá Evrópskum framleiðendum eins og ABB og Schneider Electric í bandarískan markað byrjuðu viðskiptavinir að samþykkja og taka á teknologíuna. Þar af leiðandi var IEEE staðallur fyrir gasinsuláða spennuskápu búinn til seinna og var endilega gefinn út árið 2019. Þessi staðallur byggist mest á IEC staðlum en hefur verið breyttur með tilliti til parametra, byggingar og prófunarkröfur til að samræma sig við IEEE C37.20.2 og aðrar tengda IEEE staðla, sérstaklega til að uppfylla IEEE's öryggis kröfur fyrir tæki.

1.Umhverfisforstillingar fyrir notkun

a) Notkunarhitastig: hámarks +40 °C; meðaltal yfir 24 tímar ekki yfir +35 °C; lægmarks –5 °C.
b) Hæð: ekki yfir 3,300 fet (1,000 metrar).
c) Skýrsla um gerð skyddsrás: NEMA 250 Type 1 (IP20) fyrir innnotkun; Type 3R (IP24) fyrir utanbúnað.

Eftir GB/T 11022 eru innri spennuskápar í Kína flokkuð í þrjár lægmarks umhverfis hitastigsflokk: –5 °C, –15 °C, og –25 °C. Lægmarks notkunarhitastig sem IEEE C37.20.9 skilgreinir fyrir gasinsuláða spennuskápu (–5 °C) er hærra en sem IEEE C37.20.2 skilgreinir fyrir loftinsuláða spennuskápu (–30 °C). Þar af leiðandi geta gasinsuláða spennuskápur sem uppfylla kínverska staðla fullkomlega uppfyllt umhverfiskröfur IEEE C37.20.9.

Töflu 1 neðan sýnir IEEE C37.20.9 kröfur fyrir fastsett spenna, völdurfrekvensprófunarspennu og ljóslyktaprófunarspennu fyrir gasinsuláða spennuskápu.

Töflu 1 – Insuláðaspennustig fyrir gasinsuláða spennuskápu eftir IEEE C37.20.9

Spennustigið sem er notuð í norðuramerískum staðalum er öðruvísi en það sem er notuð á Kínverska. Þar af leiðandi verður gásinsúltað spennuskipan (GIS) að uppfylla kröfur IEEE-staðalsins um tímaþolandi og ljósþræðiþolandi spenna. Til dæmis getur GIS-skáp með 12 kV sem er búið til eftir Kínverska staðal mátti aðeins uppfylla dielectric prófkröfur fyrir 4,76 kV spennuskik í Bandaríkjunum, en 24 kV Kínverskt GIS-skáp getur uppfyllt insulátor kröfur fyrir spennuskik upp í og með 27 kV.

IEEE Std 386™-2016 skilgreinir kröfur fyrir skiptanlega insulátor tengingar sem eru notaðar í dreifikerfi frá 2,5 kV upp í 35 kV - oft nefnd "Bandarísk stíllausn". Þessar tengingar eru víðtæklega notaðar í Bandarísku tæki eins og pad-mounted trafo og kabel dreifibókar. Á móti því notast Kínversk gásinsúltað spennuskipan venjulega við kabelbushing og plugs sem samræmast EN 50181. IEEE-staðallinn fyrir gásinsúltað spennuskipan inniheldur sérstök dielectric prófkröfur fyrir ýmsa tegundir af kabel enda viðhengi.

2 Markmiðað straum
Mælt er með að markmiðað virkjaströmun í höfuðstriku IEEE-Business gásinsúltað spennuskipan (MEGIS) sé 200 A, 600 A, 1200 A, 2000 A, 2500 A, 3000 A og 4000 A - sem er öðruvísi en algengar Kínverskar mörk eins og 630 A, 1250 A og 3150 A.

3 Markmiðað tíðni
IEEE-staðallinn skilgreinir markmiðað tíðni sem 60 Hz, en staðalartíðnin í Kína er 50 Hz. Hærri tíðnin 60 Hz hefur mikil áhrif á hitastíg og short-circuit breaking performance. Eftir GB/T 11022, fyrir spennuskipan og stýringarkerfi sem eru merkt með 50 Hz eða 60 Hz - ef engin ferromagnetic hlutir eru nálægt straumferðarhlutum - ef mældur hitastígur við 50 Hz prófi er ekki yfir 95% af hámark leyfðu takmörk, er tækið metið sem samsvarað bæði tíðnum, þ.e. að það uppfyllir 60 Hz hitastíg kröfur.

En vegna takmarkaðs hitafærslu í gásinsúltaðri spennuskipun og hennar litlu hitamargfalds, eru oftar en ekki nauðsynlegar útbætir til að uppfylla 60 Hz kröfur. Vörur sem hafa passað 1,1× markmiðað straum hitastíg próf eftir Kínversku staðlinum geta almennilega uppfyllt 60 Hz kröfur.

4 Markmiðað korttíma þolandi straumur og markmiðað toppþolandi straumur
Mælt er með korttíma þolandi straumgildum fyrir IEEE-Business gásinsúltað spennuskipan eins og sýnt er í töflu 3. Ólíkt Kínverskum staðlum sem skilgreina korttíma lengd 3 sek eða 4 sek, skilgreinir IEEE-staðallinn korttíma lengd 2 sekúndur.

Auk þess, vegna þess að IEEE kerfið keyrir á 60 Hz (sem er ólíkt 50 Hz), er markmiðað toppþolandi straumur skilgreindur sem 2,6 sinnum markmiðað korttíma þolandi straum. Til dæmis svarar markmiðað korttíma þolandi straumur 31,5 kA við markmiðað toppþolandi straum 82 kA - smátt hærri en venjulegan 80 kA sem er notaður í Kína. Til að halda á móti elektrómagneti orku sem myndast af slíkum toppshort-circuit straumi, verður að styrka kontaktspreng og vökvaleika atriða eins og kontaktpunkt.

Töfla 2 – Mælt korttíma þolandi straumgildi fyrir IEEE-Business gásinsúltað spennuskipan