ამერიკელი სტანდარტები: IEEE და ჩინური სვიჩგეარის სტანდარტების შედარება

IEEE Std C37.20.9™ განსაზღვრავს დიზაინის, ტესტირების და დაყენების მოთხოვნებს მეტალური შეკრულებით გაზით დაიზოლირებული კომუტატორების (MEGIS) შესახებ, რომლებიც გამოიყენებენ ატმოსფერულ წნევაზე მაღალ წნევის გაზს ძირითად იზოლაციის საშუალებად ალტერნატიულ მექანიზმებზე 1 kV-დან 52 kV-მდე დაშეფასებული სისტემებისთვის. ამას შეიძლება ჩათვალოს და არა მხოლოდ პროტივი, კომუტატორები, ბუშინგები, შინაარსის ტრანსფორმატორები, კებლების დასასრულებები, მეტრები და კონტროლის/დაცვის რელეები. ამ კომუტატორების შეკრულებებში, ვერტიკალური კომპარტმენტები - რამდენიმე ან ყველა საშუალო დარტყმის სექცია - ძირითადად იზოლირებულია დაჭერილი გაზით. სტანდარტი გამოიყენება დაბინადრული და გარე დაყენებებისთვის.

ისტორიულად, ამერიკულ ბაზარზე ძირითადი ტიპის კომუტატორები იყვნენ ჰაერით დაიზოლირებული, მეტალური შეკრულებით კომუტატორები. რგოლის დისტრიბუციის აპლიკაციებისთვის, ამერიკული სტილის პად-დაყენებული ტრანსფორმატორები საყოველთაოდ გამოიყენებოდა, სადაც მაღალდარტყმის კომპონენტები, როგორიცაა ტვირთის კომუტატორები და მაღალდარტყმის ფუზები შეერთებული იყვნენ ტრანსფორმატორის ბუშინგებთან და ხაზებთან ერთად დაფარული ხარისხით დამატებით სანათლის წერტილით ან ჰაერით დაიზოლირებული ტვირთის კომუტატორები გამოიყენებოდა. შედეგად, ამერიკაში გაზით დაიზოლირებული კომუტატორების შესაძლებლობა შედგა შესაბამისად დაბრუნებული.

ევროპული წარმოშობის წარმოშობის კომპანიების, როგორიცაა ABB და Schneider Electric, გაზით დაიზოლირებული კომუტატორების შეტანის შემდეგ ამერიკულ ბაზარზე, მომხმარებლებმა დაიწყეს აღიარება და ამ ტექნოლოგიის შესაძლებლობა. შედეგად, IEEE სტანდარტი გაზით დაიზოლირებული კომუტატორებისთვის შეიქმნა შესაბამისად და ფორმალურად გამოიცა 2019 წელს. ეს სტანდარტი ძირითადად დაფუძნებულია IEC სტანდარტებზე, მაგრამ შეიცვალა პარამეტრების, დიზაინის და ტესტირების მოთხოვნები IEEE C37.20.2 და სხვა შესაბამისი IEEE სტანდარტების შესაბამისად, განსაკუთრებით IEEE-ის უსაფრთხოების მოთხოვნების შესაბამისად აღჭურვილობისთვის.

1.გამოყენების გარემოს პირობები

a) მუშაობის ტემპერატურა: მაქსიმალური +40 °C; 24 საათის საშუალო არ უნდა აღემატებოდეს +35 °C-ს; მინიმალური –5 °C.
b) სიმაღლე: არ უნდა აღემატებოდეს 3,300 ფუტი (1,000 მეტრი).
c) დაფარვის დაცვის რეიტინგი: NEMA 250 Type 1 (IP20) დაბინადრული გამოყენებისთვის; Type 3R (IP24) გარე გამოყენებისთვის.

GB/T 11022-ის მიხედვით, ჩინეთში დაბინადრული კომუტატორები კლასიფიცირებულია სამ მინიმალურ გარემოს ტემპერატურაში: –5 °C, –15 °C და –25 °C. IEEE C37.20.9-ში გაზით დაიზოლირებული კომუტატორებისთვის მითითებული მინიმალური მუშაობის ტემპერატურა (–5 °C) არის მაღალი, ვიდრე IEEE C37.20.2-ში ჰაერით დაიზოლირებული კომუტატორებისთვის (–30 °C). შესაბამისად, ჩინეთის სტანდარტების შესაბამისი გაზით დაიზოლირებული კომუტატორები სრულად დაკმაყოფილებენ IEEE C37.20.9-ის გარემოს მოთხოვნებს.

ქვემოთ მოცემული ცხრილი 1 აჩვენებს IEEE C37.20.9-ის მითითებულებებს დაშეფასებული დარტყმის, სისტემის ხარისხის დარტყმის და საცილის დარტყმის დარტყმის შესახებ გაზით დაიზოლირებული კომუტატორებისთვის.

ცხრილი 1 – გაზით დაიზოლირებული კომუტატორების იზოლაციის დარტყმის დაშეფასება IEEE C37.20.9-ის მიხედვით

ჩრდილოეთ ამერიკის სტანდარტებში გარემოუხლის ნაპირები განსხვავდება ჩინეთის სტანდარტებიდან. ამიტომ, აზოტით გარემოუხლებული გარემოუხლები (GIS) უნდა დაესმის IEEE-ის სტანდარტებში მითითებული ნომინალური ძირითადი სიხშირის და ნომინალური ჭიქის იმპულსური დამახმივების ძალის მოთხოვნებს. მაგალითად, ჩინური სტანდარტების მიხედვით დიზაინირებული 12 kV GIS კაბინეტი შეიძლება დაართოს ამერიკული სტანდარტების 4.76 kV ვოლტის კლასის დიელექტრული ტესტების მოთხოვნებს, ხოლო 24 kV ჩინური GIS კაბინეტი შეიძლება დაართოს არაუმეტეს 27 kV ვოლტის კლასის დიელექტრული მოთხოვნებს.

IEEE Std 386™-2016-ი მიუთითებს მოთხოვნებს განაყოფილი დახმივებული კავშირებისთვის, რომლებიც გამოიყენება დისტრიბუციის სისტემებში 2.5 kV-დან 35 kV-მდე რეიტინგებში - საკუთარი სტილით ცნობილი როგორც "ამერიკული სტილის ლაკატის კავშირი". ეს კავშირები ფართოდ გამოიყენება ამერიკული სტანდარტის მოწყობილობებში, როგორიცაა ტრანსფორმატორები და კაბელის დისტრიბუციის ყუთები. პირიქით, ჩინური აზოტით გარემოუხლებული გარემოუხლება ჩვეულებრივ გამოიყენებს კაბელის ბუშტებსა და კავშირებს, რომლებიც ემთხვევიან EN 50181-ს. IEEE-ის აზოტით გარემოუხლებული გარემოუხლების სტანდარტი მოიცავს სხვადასხვა ტიპის კაბელის დასრულების აქსესუარების დიელექტრული ტესტების კონკრეტულ მოთხოვნებს.

2 ნომინალური მუდმივი დენი
IEEE-ის აზოტით გარემოუხლებული გარემოუხლების (MEGIS) მთავარი ბუსის ნომინალური მუდმივი დენის რეკომენდებული მნიშვნელობებია 200 A, 600 A, 1200 A, 2000 A, 2500 A, 3000 A და 4000 A - რაც განსხვავდება ჩინური რეიტინგების მსგავსი 630 A, 1250 A და 3150 A-დან.

3 ნომინალური სიხშირე
IEEE-ის სტანდარტი მიუთითებს 60 Hz ნომინალურ სიხშირეს, ხოლო ჩინეთში სტანდარტული სიხშირეა 50 Hz. 60 Hz-ის უფრო მაღალი სიხშირე მნიშვნელოვანი გავლენა ახდენს ტემპერატურის ზრდაზე და მოკლე-მრუდის დამახმივების პერფორმანსზე. GB/T 11022-ის მიხედვით, როცა დენის მიტანის ნაწილების ახლოს არ არის ფერომაგნიტური კომპონენტები, თუ დენის მუდმივი ტესტის დროს 50 Hz-ზე დაზრდილი ტემპერატურა არ აღემატება მაქსიმალური დაშვებული ზღვარის 95%-ს, მოწყობილობა ითვლება დაესმის როგორც 50 Hz-ის, ასევე 60 Hz-ის ტემპერატურის ზრდის მოთხოვნებს.

თუმცა, აზოტით გარემოუხლებული გარემოუხლების შემცირებული თერმალური გარეშემქმნელობა და მცირე თერმალური რეზერვის გამო, ხშირად აუცილებელია დიზაინის გაუმჯობესება 60 Hz-ის მოთხოვნების დასართობად. ჩინური სტანდარტების მიხედვით დატვირთული 1.1× ნომინალური დენის ტემპერატურის ზრდის ტესტის შესრულებით შესაძლებელია დაესმის 60 Hz-ის მოთხოვნებს.

4 ნომინალური მოკლე-დროის დამახმივების დენი და ნომინალური პიკური დამახმივების დენი
IEEE-ის აზოტით გარემოუხლებული გარემოუხლების რეკომენდებული მოკლე-დროის დამახმივების დენის მნიშვნელობები შედის ცხრილში 3-ში. ჩინური სტანდარტების განსხვავებით, რომელიც მითითებს მოკლე-მრუდის ხანგრძლივობას 3 ან 4 წამზე, IEEE-ის სტანდარტი მითითებს მოკლე-მრუდის ხანგრძლივობას 2 წამზე.

ადრე, რადგან IEEE სისტემა მუშაობს 60 Hz-ზე (50 Hz-ის მიმართ), ნომინალური პიკური დამახმივების დენი განსაზღვრულია როგორც ნომინალური მოკლე-დროის დამახმივების დენის 2.6 ჯერადი. მაგალითად, 31.5 kA ნომინალური მოკლე-დროის დამახმივების დენი შესაბამისია 82 kA ნომინალური პიკური დამახმივების დენისთვის - რაც ცილინდრულად უფრო მაღალია ჩინეთში გამოყენებული 80 kA-ზე. ასეთი პიკური მოკლე-მრუდის დენის ელექტროდინამიკური ძალების დასატვირთად, კონტაქტების დაჭერის წნევა და კომპონენტების მექანიკური ძალა უნდა გაუმჯობესდეს.

ცხრილი 2 – IEEE-ის აზოტით გარემოუხლებული გარემოუხლების რეკომენდებული მოკლე-დროის დამახმივების დენის რეიტინგები