ఉత్తర అమెరికన్ ప్రమాణాలు: IEE-Business మరియు చైనా స్విచ్‌గీర్ ప్రమాణాల మధ్య ఒక పోల్చన విశ్లేషణ

IEEE Std C37.20.9™ అనేది ఆవర్తక ప్రవాహ వ్యవస్థలకు 1 kV నుండి 52 kV వరకు రేటుబాటు చేయబడిన, పరిసరంలోని శక్తి కంటే ఎక్కువ శక్తితో ఉపయోగించబడే గ్యాస్-ఇన్స్యులేటెడ్ మెటల్-ఎన్క్లోజ్డ్ గ్యాస్-ఇన్స్యులేటెడ్ స్విచ్‌గీర్ (MEGIS) యొక్క డిజైన్, టెస్టింగ్, మరియు ఇన్‌స్టాలేషన్ అవసరాలను నిర్వచిస్తుంది. దీనిలో సర్క్యుట్ బ్రేకర్లు, స్విచ్‌లు, బుషింగ్లు, బస్ బార్లు, ఇన్స్ట్రుమెంట్ ట్రాన్స్‌ఫార్మర్లు, కేబుల్ టర్మినేషన్లు, మీటర్లు, మరియు నియంత్రణ/ప్రోటెక్షన్ రిలేలు ఉన్నాయి. ఈ స్విచ్‌గీర్ సమాధానాలలో, మధ్యభువి విభాగాల్లో చాలా లేదా అన్ని వెర్టికల్ కాంపార్ట్మెంట్లు మెరుగైన గ్యాస్ ద్వారా ప్రధానంగా ఇన్స్యులేట్ అవుతాయి. ఈ మానదండాలు ఇండోర్ మరియు ఆవట్టు ఇన్స్టాలేషన్లకు అనుసరిస్తుంది.

తరచుగా, యు.ఎస్. మార్కెట్లో సహాయం చేసే ప్రధాన స్విచ్‌గీర్ రకం హవా ఇన్స్యులేటెడ్, మెటల్-క్లాడెడ్ స్విచ్‌గీర్ అయింది. రింగ్-మెయిన్ వితరణ అనువర్తనాలకు, అమెరికన్-శైలీ ప్యాడ్-మౌంటెడ్ ట్రాన్స్‌ఫార్మర్లు సాధారణంగా ఉపయోగించబడుతున్నాయి, ఇక్కడ హై-వోల్టేజ్ కాంపోనెంట్లు జాబితా స్విచ్‌లు, హై-వోల్టేజ్ ఫ్యుజ్‌లు, ట్రాన్స్‌ఫార్మర్ కోర్, వైండింగ్లతో ఒక ట్యాంక్‌లో ఉంటాయి, అది హై-ఫైర్-పాయింట్ ఆయిల్ తో నింపబడుతుంది, లేదా హవా ఇన్స్యులేటెడ్ లోడ్ స్విచ్‌లను ఉపయోగిస్తారు. అందువల్ల, యు.ఎస్.లో గ్యాస్-ఇన్స్యులేటెడ్ స్విచ్‌గీర్ ఉపయోగం సహాయం చేసుకోవడం దీర్ఘకాలం తర్వాత జరిగింది.

యూరోపియన్ నిర్మాతలైన ABB మరియు Schneider Electric యొక్క గ్యాస్-ఇన్స్యులేటెడ్ స్విచ్‌గీర్ యు.ఎస్. మార్కెట్‌లో ప్రవేశం చేసినప్పుడు, గ్రాహకులు ఈ టెక్నాలజీని స్వీకరించి ఉపయోగించడం ప్రారంభమైంది. ఫలితంగా, గ్యాస్-ఇన్స్యులేటెడ్ స్విచ్‌గీర్ కోసం IEEE మానదండం తర్వాత వికసించబడి 2019లో రచనార్థంగా ప్రకటించబడింది. ఈ మానదండం ప్రధానంగా IEC మానదండాలపై ఆధారపడి ఉంది, కానీ IEEE C37.20.2 మరియు ఇతర సంబంధిత IEEE మానదండాలను అనుసరించడం వల్ల పారామీటర్లు, నిర్మాణం, మరియు టెస్టింగ్ అవసరాలను మార్చారు, విశేషంగా IEEE యొక్క సంకల్పాన్ని పూర్తి చేయడానికి.

1.ఉపయోగం కోసం పరిసర పరిస్థితులు

a) ఓపరేటింగ్ టెంపరేచర్: గరిష్ట +40 °C; 24 గంటల శాతం +35 °C కంటే ఎక్కువ కాకుండా; కనిష్ట –5 °C.
b) ఎక్కడి: 3,300 ఫీట్ (1,000 మీటర్లు) కంటే ఎక్కువ కాకుండా.
c) ఎన్క్లోజ్యూర్ ప్రోటెక్షన్ రేటింగ్: ఇండోర్ ఉపయోగం కోసం NEMA 250 టైప్ 1 (IP20); ఆవట్టు ఉపయోగం కోసం టైప్ 3R (IP24).

GB/T 11022 ప్రకారం, చైనాలో ఇండోర్ స్విచ్‌గీర్‌లు మూడు కనిష్ట పరిసర టెంపరేచర్ వర్గాల్లో విభజించబడుతాయి: –5 °C, –15 °C, మరియు –25 °C. IEEE C37.20.9 లో గ్యాస్-ఇన్స్యులేటెడ్ స్విచ్‌గీర్ కోసం నిర్దిష్టమైన కనిష్ట ఓపరేటింగ్ టెంపరేచర్ (–5 °C) హవా ఇన్స్యులేటెడ్ స్విచ్‌గీర్ కోసం IEEE C37.20.2 లో నిర్దిష్టమైన (–30 °C) కంటే ఎక్కువ. కాబట్టి, చైనీస్ మానదండాలను పాటించే గ్యాస్-ఇన్స్యులేటెడ్ స్విచ్‌గీర్ IEEE C37.20.9 యొక్క పరిసర అవసరాలను పూర్తిగా చేరుకోవచ్చు.

క్రింది పట్టిక 1 లో IEEE C37.20.9 ప్రకారం గ్యాస్-ఇన్స్యులేటెడ్ స్విచ్‌గీర్ కోసం రేటుబాటు వోల్టేజ్, పవర్-ఫ్రీక్వెన్సీ విథాండ్ వోల్టేజ్, మరియు లైట్నింగ్ ఇంప్యూల్స్ విథాండ్ వోల్టేజ్ అవసరాలను చూపుతుంది.

పట్టిక 1 – IEEE C37.20.9 ప్రకారం గ్యాస్-ఇన్స్యులేటెడ్ స్విచ్‌గీర్ కోసం ఇన్స్యులేషన్ వోల్టేజ్ రేటింగ్లు

ఉత్తర అమెరికా ప్రమాణాల నిష్క్రియ వోల్టేజ్ రేటింగులు చైనా ప్రమాణాల నుండి భిన్నమవుతాయి. కాబట్టి, గ్యాస్-ఇన్స్యులేటెడ్ స్విచ్‌గీర్ (GIS) యంత్రాలు IEEE ప్రమాణాలలో నిర్దిష్టంగా ఉన్న రేట్డ్ పవర్-ఫ్రీక్వెన్సీ వితారణ వోల్టేజ్ మరియు రేట్డ్ లైట్నింగ్ పల్స్ వితారణ వోల్టేజ్ శరతులను ధృవీకరించాలి. ఉదాహరణకు, చైనా ప్రమాణాల ప్రకారం డిజైన్ చేయబడిన 12 kV GIS కెబినెట్ అమెరికా ప్రమాణాల ప్రకారం 4.76 kV వోల్టేజ్ తరగతికి మాత్రమే విద్యుత్ పరీక్షల శరతులను ధృవీకరించగలదు, అంతేకాకుండా 24 kV చైనీస్ GIS కెబినెట్ 27 kV వరకు ఉన్న వోల్టేజ్ తరగతులకు ఇన్స్యులేషన్ శరతులను ధృవీకరించగలదు.

IEEE Std 386™-2016 ద్వారా 2.5 kV నుండి 35 kV వరకు రేటింగు ఉన్న వితరణ వ్యవస్థలలో ఉపయోగించే విభజించబడే ఇన్స్యులేటెడ్ కనెక్టర్ల శరతులను నిర్దిష్టంగా చేయబడుతుంది—ఈ కనెక్టర్లను "అమెరికన్-స్టైల్ ఎల్బో కనెక్టర్" అని సాధారణంగా పిలుస్తారు. ఈ కనెక్టర్లు ప్యాడ్-మౌంటెడ్ ట్రాన్స్ఫార్మర్లు మరియు కేబుల్ వితరణ బాక్స్‌లు వంటి అమెరికన్-స్టైల్ యంత్రాల్లో వ్యాపకంగా ఉపయోగించబడతాయి. వ్యతిరేకంగా, చైనీస్ గ్యాస్-ఇన్స్యులేటెడ్ స్విచ్‌గీర్ సాధారణంగా EN 50181 అనుసరించే కేబుల్ బుషింగ్స్ మరియు ప్లగ్‌లను ఉపయోగిస్తుంది. IEEE ప్రమాణంలో వివిధ రకాల కేబుల్ టర్మినేషన్ ఐటమ్‌లకు విద్యుత్ పరీక్షల శరతులు నిర్దిష్టంగా చేయబడ్డాయి.

2 రేట్డ్ కరెంట్
IEEE గ్యాస్-ఇన్స్యులేటెడ్ స్విచ్‌గీర్ (MEGIS) లో మెయిన్ బస్‌బార్ల రేట్డ్ కంటిన్యుఅస్ కరెంట్ విలువలు 200 A, 600 A, 1200 A, 2000 A, 2500 A, 3000 A, మరియు 4000 A—ఈ విలువలు 630 A, 1250 A, మరియు 3150 A వంటి సాధారణ చైనీస్ రేటింగులనుండి భిన్నమవుతాయి.

3 రేట్డ్ ఫ్రీక్వెన్సీ
IEEE ప్రమాణం 60 Hz రేట్డ్ ఫ్రీక్వెన్సీని నిర్దిష్టంగా చేసినంతంగా, చైనాలో ప్రమాణ ఫ్రీక్వెన్సీ 50 Hz. 60 Hz అనే ఎక్కువ ఫ్రీక్వెన్సీ టెంపరేచర్ ఎర్రికి మరియు శోర్ట్-సర్క్యుట్ బ్రేకింగ్ ప్రదర్శనపై ప్రభావం చూపుతుంది. GB/T 11022 ప్రకారం, 50 Hz లేదా 60 Hz రేటింగు ఉన్న స్విచ్‌గీర్ మరియు నియంత్రణ యంత్రాల కోసం—కరెంట్-కెర్రింగ్ భాగాల దగ్గర ఫెరోమాగ్నటిక్ కాంపోనెంట్లు లేనట్లయితే—50 Hz టెంపరేచర్ ఎర్రి పరీక్షలో మెక్సిమం అనుమతించిన పరిమితిని 95% మధ్య ఉంటే, ఆ యంత్రం రెండు ఫ్రీక్వెన్సీలకు అనుసంధానం కలిగి ఉంటుంది, అనగా 60 Hz టెంపరేచర్ ఎర్రి శరతులను కూడా ధృవీకరిస్తుంది.

కానీ, గ్యాస్-ఇన్స్యులేటెడ్ స్విచ్‌గీర్ లో హీట్ డిసిపేషన్ లిమిటెడ్ ఉండటం మరియు అది చాలా చిన్న హీట్ మార్జిన్ కలిగి ఉంటుంది, కాబట్టి 60 Hz శరతులను ధృవీకరించడానికి డిజైన్ మేరకు మార్పులు చేయాలనుకుంటారు. చైనా ప్రమాణాల ప్రకారం 1.1× రేట్డ్ కరెంట్ టెంపరేచర్ ఎర్రి పరీక్షలను పాస్ చేసిన ఉత్పత్తులు సాధారణంగా 60 Hz శరతులను ధృవీకరించగలవు.

4 రేట్డ్ షార్ట్-టైమ్ వితారణ కరెంట్ మరియు రేట్డ్ పీక్ వితారణ కరెంట్
IEEE గ్యాస్-ఇన్స్యులేటెడ్ స్విచ్‌గీర్ కోసం సూచించబడిన షార్ట్-టైమ్ వితారణ కరెంట్ విలువలు టేబుల్ 3 లో చూపబడుతున్నాయి. చైనీస్ ప్రమాణాల విపరీతంగా, ఇది 3 సెకన్లు లేదా 4 సెకన్లు అనే షార్ట్-సర్క్యుట్ వ్యవధిని నిర్దిష్టం చేసినంతంగా, IEEE ప్రమాణం 2 సెకన్ల షార్ట్-సర్క్యుట్ వ్యవధిని నిర్దిష్టం చేసినది.

అదేవిధంగా, ఎందుకంటే IEEE వ్యవస్థ 60 Hz (50 Hz కంటే ఎక్కువ) వద్ద పనిచేస్తుంది, రేట్డ్ పీక్ వితారణ కరెంట్ 2.6 రెట్లు రేట్డ్ షార్ట్-టైమ్ వితారణ కరెంట్ గా నిర్దిష్టం చేయబడుతుంది. ఉదాహరణకు, 31.5 kA రేట్డ్ షార్ట్-టైమ్ వితారణ కరెంట్ 82 kA రేట్డ్ పీక్ వితారణ కరెంట్ కి సంబంధించినది—చైనాలో సాధారణంగా ఉపయోగించే 80 kA కంటే ఎక్కువ. ఈ పీక్ షార్ట్-సర్క్యుట్ కరెంట్ల వల్ల ఉత్పత్తించే విద్యుత్ డైనమిక్ శక్తులను ధృవీకరించడానికి, కాంటాక్ట్ ప్రశమనం మరియు కాంటాక్ట్ వంటి ఘటకాల మెకానికల్ శక్తిని పెంచాలి.

టేబుల్ 2 – IEEE గ్యాస్-ఇన్స్యులేటెడ్ స్విచ్‌గీర్ కోసం సూచించబడిన షార్ట్-టైమ్ వితారణ కరెంట్ రేటింగులు