Pietiekas standarti: Salīdzinājums starp IEEE un Ķīnas līdzstrāvas ierīču standartiem

IEEE Std C37.20.9™ definē metāla apklāta gāzes izolētās pārslēgšanas iekārtas (MEGIS) dizainu, testēšanas un instalācijas prasības, izmantojot gāzi, kas tiek nospiesta virs vides, kā primāro izolācijas vidu maiņstrāvas sistēmām no 1 kV līdz 52 kV. Šis ietver, bet nav ierobežots ar, slēdzes, tālruni, izvadi, šķidrādus, mērīšanas transformatorus, kabļu beigu ierīces, skaitītājus un kontrolēšanas/apsaimniekošanas releus. Šajās pārslēgšanas iekārtu komplektos vertikālas kompartimentes—daļa vai visi vidējas sprieguma daļas—ir galvenokārt izolētas nospiešanas gāzē. Standarts attiecas gan uz iekšējām, gan ārējām instalācijām.

Vēsturiski dominējošais pārslēgšanas iekārtu tips ASV tirgū bija gaisa izolētās, metāla apklātās pārslēgšanas iekārtas. Ringveida piegādes sistēmām ASV bieži izmantoti Amerikas stila pad-mounted transformatori, kur augstsprieguma komponenti, piemēram, slodzes un augstsprieguma segumspuldzes, tiek novietoti kopā ar transformatora kodolu un spuldzes cilindrā, aizpildītā ar augsto degšanas temperatūru eļļu, vai alternatīvi, izmanto gaisa izolētās slodzes. Tādēļ, gāzes izolēto pārslēgšanas iekārtu pieņemšana ASV notika relatīvi vēlu.

Pēc tam, kad Eiropas ražotāji, piemēram, ABB un Schneider Electric, ieviesa gāzes izolētās pārslēgšanas iekārtas ASV tirgū, klienti sāka pieņemt un adoptēt šo tehnoloģiju. Tādējādi tika izstrādāts IEEE standarts gāzes izolētām pārslēgšanas iekārtām, kas oficiāli tika publicēts tikai 2019. gadā. Šis standarts ir lielā mērā balstīts uz IEC standartiem, taču to ir pielāgojis attiecībā uz parametriem, konstrukciju un testēšanas prasībām, lai atbilstu IEEE C37.20.2 un citiem saistītajiem IEEE standartiem, īpaši, lai atbilstu IEEE drošības prasībām iekārtām.

1. Izmantošanas vides nosacījumi

a) Darbības temperatūra: maksimāli +40 °C; vidējā vērtība 24 stundu laikā nevirzās virs +35 °C; minimāli –5 °C.
b) Augstums: nevirzās virs 3,300 piedes (1,000 metri).
c) Korpusa aizsardzības rādītājs: NEMA 250 Type 1 (IP20) iekšējai izmantošanai; Type 3R (IP24) ārējai izmantošanai.

Saskaņā ar GB/T 11022, Ķīnā iekšējās pārslēgšanas iekārtas tiek sadalītas trīs minimālo vides temperatūras kategorijās: –5 °C, –15 °C un –25 °C. Minimālā darbības temperatūra, kas noteikta IEEE C37.20.9 gāzes izolētām pārslēgšanas iekārtām (–5 °C), ir augstāka par to, kas noteikta IEEE C37.20.2 gaisa izolētām pārslēgšanas iekārtām (–30 °C). Tādējādi, gāzes izolētās pārslēgšanas iekārtas, kas atbilst Ķīnas standartiem, pilnībā var apmierināt IEEE C37.20.9 vides prasības.

Apakšā esošajā tabulā 1 redzami IEEE C37.20.9 prasības attiecībā uz nominālo spriegumu, strāvas frekvences izturību pret spriegumu un liekstoņa impulsa izturību gāzes izolētām pārslēgšanas iekārtām.

Tabula 1 – Gāzes izolēto pārslēgšanas iekārtu izolācijas sprieguma reitingi saskaņā ar IEEE C37.20.9

Amerikas standartos pārslēgumu apkalpošanas sprieguma reitings atšķiras no tiem, kas ir Ķīnā. Tāpēc gāzes izolētajiem pārslēgumu komplektiem (GIS) jāievēro IEEE standartos noteiktie reitinga strāvasfrekvenču un reitinga vētraimpulsu izturības sprieguma prasības. Piemēram, 12 kV GIS skapis, kas izstrādāts saskaņā ar Ķīnas standartiem, var tikai atbilst ASV standartiem 4,76 kV sprieguma klasei, savukārt 24 kV Ķīnas GIS skapis var nodrošināt izolācijas prasības līdz un ieskaitot 27 kV.

IEEE Std 386™-2016 nosaka prasības atdalāmām izolētām savienojumiem, kas tiek izmantoti sadalījuma sistēmās no 2,5 kV līdz 35 kV—zinoši saukti par "amerikāņu stila lokstarpju" standartu. Šie savienojumi plaši tiek izmantoti ASV standarta aprīkojumā, piemēram, padus transformatoros un kabeļu sadalīšanas skapīs. Savukārt Ķīnas gāzes izolētie pārslēgumu komplekti parasti izmanto kabeļu trauks un ķeksis, kas atbilst EN 50181. IEEE standarts gāzes izolētiem pārslēgumu komplektiem ietver specifiskas dielektriskās testa prasības dažādiem kabeļu beigu piezariņu tipiem.

2 Reitinga strāva
IEE-Business gāzes izolēto pārslēgumu komplektu (MEGIS) galvenās mātesleņķa reitinga nepārtrauktās strāvas ieteiktās vērtības ir 200 A, 600 A, 1200 A, 2000 A, 2500 A, 3000 A un 4000 A—kas atšķiras no bieži sastopamiem Ķīnas reitingiem, piemēram, 630 A, 1250 A un 3150 A.

3 Reitinga frekvence
IEEE standarts nosaka reitinga frekvenci 60 Hz, savukārt Ķīnas standarta frekvence ir 50 Hz. Augstāka frekvence 60 Hz ievērojami ietekmē temperatūras kāpumu un īsā ceļa izbeidzīšanas veiktspēju. Saskaņā ar GB/T 11022, ja pārslēgumu un vadības aprīkojuma reitinga frekvence ir vai nu 50 Hz, vai 60 Hz, un nav feromagnētisku komponentu tuvumā strāvasnesošajiem daļējiem, un ja mērītais temperatūras kāpums nepārsniedz 95% no maksimāli atļautā robežvērtības, tad aprīkojums tika uzskatīts par atbilstošu abām frekvencēm, t.i., tas arī atbilst 60 Hz temperatūras kāpuma prasībām.

Tomēr, tā kā gāzes izolētajos pārslēgumu komplektos ir ierobežota siltuma izplūde un relatīvi mazs termiskais rezervs, bieži vien ir nepieciešamas projektēšanas uzlabojumi, lai atbilstu 60 Hz prasībām. Produkti, kas ir nokritējuši 1,1× reitinga strāvas temperatūras kāpuma testu saskaņā ar Ķīnas standartiem, vispārīgi var atbilst 60 Hz prasībām.

4 Reitinga īsā ceļa izturības strāva un reitinga augstākā punktveida izturības strāva
IEE-Business gāzes izolēto pārslēgumu komplektu ieteiktās īsā ceļa izturības strāvas vērtības ir redzamas Tabulā 3. Atšķirībā no Ķīnas standarti, kas noteica īsā ceļa ilgumu 3 s vai 4 s, IEEE standarts definē īsā ceļa ilgumu 2 sekundes.

Turklāt, tā kā IEEE sistēma darbojas 60 Hz (salīdzinājumā ar 50 Hz), reitinga augstākā punktveida izturības strāva ir definēta kā 2,6 reizes lielāka nekā reitinga īsā ceļa izturības strāva. Piemēram, reitinga īsā ceļa izturības strāva 31,5 kA atbilst reitinga augstākā punktveida izturības strāvai 82 kA—kas ir nedaudz augstāka par parastajām 80 kA, kas tiek izmantotas Ķīnā. Lai izturētu šādu augstāko punktveida īsā ceļa strāvas ģenerētos elektrodinamiskos spēkus, kontaktu spiediens un mehāniskā stipruma komponenti, piemēram, kontakti, jāuzlabo.

Tabula 2 – Ieteiktās īsā ceļa izturības strāvas reitinga vērtības IEE-Business gāzes izolētiem pārslēgumu komplektiem