North American Standards: A Comparison Between IEE-Business and Chinese Switchgear Standards نارتھ امریکن معیار: آئی ای ای-بزنس اور چینی سوچ گیر معیار کا موازنہ

IEEE Std C37.20.9™ کے مطابق ایک سے پچاس دو کلوولٹ تک کے متبادل کرنٹ نظام کے لئے، آس پاس کی ہوائی دباؤ سے زیادہ دباؤ والے گیس کو اہم عازم کے طور پر استعمال کرتے ہوئے میٹل-انکلوزڈ گیس-اینسولیٹڈ سوچ گیر (MEGIS) کے ڈیزائن، ٹیسٹنگ، اور نصب کی درکاریاں متعین کی گئی ہیں۔ یہ کرکٹ بریکرز، سوچز، بوشنز، بس بار، انٹرومنٹ ٹرانسفورمرز، کیبل ٹرمینیشنز، میٹرز، اور کنٹرول/پروٹیکشن ریلیز سمیت، مگر ان کے محدود نہیں، شامل ہوتے ہیں۔ ان سوچ گیر اسمبلیز میں، عمودی کمپارٹمنٹس—میڈیم ولٹیج حصوں کے کچھ یا تمام—کو زیادہ تر دباو والی گیس کے ذریعے عازم کیا جاتا ہے۔ اس معیار کا اطلاق اندر کے فضائی اور باہر کے نصبیں دونوں پر ہوتا ہے۔

تاریخی طور پر، امریکی بازار میں ہوا سے عازم، میٹل-کلیڈ سوچ گیر کا ڈومیننٹ قسم رہا ہے۔ رنگ-مین ڈسٹریبوشن کے اپلیکیشنز کے لئے، امریکی سٹائل پیڈ-مونٹڈ ٹرانسفورمرز عام طور پر استعمال ہوتے رہے ہیں، جہاں لوڈ سوچز اور ہائی ولٹیج فیوزز جیسے ہائی ولٹیج کمپوننٹس کو ٹرانسفورمر کور اور ونڈنگز کے ساتھ ایک ٹینک کے اندر رکھا جاتا ہے جس میں اعلیٰ آگ کا نقطہ ہونے والا تیل بھرا ہوتا ہے، یا الٹرنیٹیولی، ہوا سے عازم لوڈ سوچز کا استعمال کیا جاتا ہے۔ اس لیے، امریکا میں گیس-اینسولیٹڈ سوچ گیر کا قبول کار相对较晚发生。

随着ABB和施耐德电气等欧洲制造商将气体绝缘开关设备引入美国市场，客户开始接受并采用这项技术。因此，气体绝缘开关设备的IEEE标准开发较晚，并于2019年才正式发布。该标准主要基于IEC标准，但在参数、结构和测试要求方面进行了修改，以符合IEEE C37.20.2和其他相关IEEE标准，特别是满足IEEE对设备的安全要求。

1. 使用环境条件

a) 运行温度：最高+40°C；24小时平均不超过+35°C；最低–5°C。
b) 海拔：不超过3,300英尺（1,000米）。
c) 外壳防护等级：室内使用NEMA 250 Type 1 (IP20)；室外使用Type 3R (IP24)。

根据GB/T 11022，中国的室内开关设备分为三个最低环境温度类别：–5°C、–15°C 和 –25°C。IEEE C37.20.9中规定的气体绝缘开关设备的最低运行温度（–5°C）高于IEEE C37.20.2中规定的空气绝缘开关设备的最低运行温度（–30°C）。因此，符合中国标准的气体绝缘开关设备完全可以满足IEEE C37.20.9的环境要求。

下表1显示了IEEE C37.20.9对气体绝缘开关设备的额定电压、工频耐受电压和雷电冲击耐受电压的要求。

表1 – IEEE C37.20.9规定的气体绝缘开关设备的绝缘电压等级

IEEE Std C37.20.9™ کے مطابق ایک سے پچاس دو کلوولٹ تک کے متبادل کرنٹ نظام کے لئے، آس پاس کی ہوائی دباؤ سے زیادہ دباؤ والے گیس کو اہم عازم کے طور پر استعمال کرتے ہوئے میٹل-انکلوزڈ گیس-اینسولیٹڈ سوچ گیر (MEGIS) کے ڈیزائن، ٹیسٹنگ، اور نصب کی درکاریاں متعین کی گئی ہیں۔ یہ کرکٹ بریکرز، سوچز، بوشنز، بس بار، انٹرومنٹ ٹرانسفورمرز، کیبل ٹرمینیشنز، میٹرز، اور کنٹرول/پروٹیکشن ریلیز سمیت، مگر ان کے محدود نہیں، شامل ہوتے ہیں۔ ان سوچ گیر اسمبلیز میں، عمودی کمپارٹمنٹس—میڈیم ولٹیج حصوں کے کچھ یا تمام—کو زیادہ تر دباو والی گیس کے ذریعے عازم کیا جاتا ہے۔ اس معیار کا اطلاق اندر کے فضائی اور باہر کے نصبیں دونوں پر ہوتا ہے۔

تاریخی طور پر، امریکی بازار میں ہوا سے عازم، میٹل-کلیڈ سوچ گیر کا ڈومیننٹ قسم رہا ہے۔ رنگ-مین ڈسٹریبوشن کے اپلیکیشنز کے لئے، امریکی سٹائل پیڈ-مونٹڈ ٹرانسفورمرز عام طور پر استعمال ہوتے رہے ہیں، جہاں لوڈ سوچز اور ہائی ولٹیج فیوزز جیسے ہائی ولٹیج کمپوننٹس کو ٹرانسفورمر کور اور ونڈنگز کے ساتھ ایک ٹینک کے اندر رکھا جاتا ہے جس میں اعلیٰ آگ کا نقطہ ہونے والا تیل بھرا ہوتا ہے، یا الٹرنیٹیولی، ہوا سے عازم لوڈ سوچز کا استعمال کیا جاتا ہے۔ اس لیے، امریکا میں گیس-اینسولیٹڈ سوچ گیر کا قبول کار相对较晚发生。

当ABB和施耐德电气等欧洲制造商将气体绝缘开关设备引入美国市场时，客户开始接受并采用这项技术。因此，气体绝缘开关设备的IEEE标准开发较晚，并于2019年才正式发布。该标准主要基于IEC标准，但在参数、结构和测试要求方面进行了修改，以符合IEEE C37.20.2和其他相关IEEE标准，特别是满足IEEE对设备的安全要求。

1. 使用环境条件

a) 运行温度：最高+40°C；24小时平均不超过+35°C；最低–5°C。
b) 海拔：不超过3,300英尺（1,000米）。
c) 外壳防护等级：室内使用NEMA 250 Type 1 (IP20)；室外使用Type 3R (IP24)。

根据GB/T 11022，中国的室内开关设备分为三个最低环境温度类别：–5°C、–15°C 和 –25°C。IEEE C37.20.9中规定的气体绝缘开关设备的最低运行温度（–5°C）高于IEEE C37.20.2中规定的空气绝缘开关设备的最低运行温度（–30°C）。因此，符合中国标准的气体绝缘开关设备完全可以满足IEEE C37.20.9的环境要求。

下表1显示了IEEE C37.20.9对气体绝缘开关设备的额定电压、工频耐受电压和雷电冲击耐受电压的要求。

表1 – IEEE C37.20.9规定的气体绝缘开关设备的绝缘电压等级

IEEE Std C37.20.9™ کے مطابق ایک سے پچاس دو کلوولٹ تک کے متبادل کرنٹ نظام کے لئے، آس پاس کی ہوائی دباؤ سے زیادہ دباؤ والے گیس کو اہم عازم کے طور پر استعمال کرتے ہوئے میٹل-انکلوزڈ گیس-اینسولیٹڈ سوچ گیر (MEGIS) کے ڈیزائن، ٹیسٹنگ، اور نصب کی درکاریاں متعین کی گئی ہیں۔ یہ کرکٹ بریکرز، سوچز، بوشنز، بس بار، انٹرومنٹ ٹرانسفورمرز، کیبل ٹرمینیشنز، میٹرز، اور کنٹرول/پروٹیکشن ریلیز سمیت، مگر ان کے محدود نہیں، شامل ہوتے ہیں۔ ان سوچ گیر اسمبلیز میں، عمودی کمپارٹمنٹس—میڈیم ولٹیج حصوں کے کچھ یا تمام—کو زیادہ تر دباو والی گیس کے ذریعے عازم کیا جاتا ہے۔ اس معیار کا اطلاق اندر کے فضائی اور باہر کے نصبیں دونوں پر ہوتا ہے۔

تاریخی طور پر، امریکی بازار میں ہوا سے عازم، میٹل-کلیڈ سوچ گیر کا ڈومیننٹ قسم رہا ہے۔ رنگ-مین ڈسٹریبوشن کے اپلیکیشنز کے لئے، امریکی سٹائل پیڈ-مونٹڈ ٹرانسفورمرز عام طور پر استعمال ہوتے رہے ہیں، جہاں لوڈ سوچز اور ہائی ولٹیج فیوزز جیسے ہائی ولٹیج کمپوننٹس کو ٹرانسفورمر کور اور ونڈنگز کے ساتھ ایک ٹینک کے اندر رکھا جاتا ہے جس میں اعلیٰ آگ کا نقطہ ہونے والا تیل بھرا ہوتا ہے، یا الٹرنیٹیولی، ہوا سے عازم لوڈ سوچز کا استعمال کیا جاتا ہے۔ اس لیے، امریکا میں گیس-اینسولیٹڈ سوچ گیر کا قبول کار نسبتاً دیر سے ہوا۔

ABB اور Schneider Electric جیسے یورپی صنعت کاروں کے ذریعہ گیس-اینسولیٹڈ سوچ گیر کو امریکی بازار میں متعارف کرایا جانے کے بعد، کسٹمرز نے اس ٹیکنالوجی کو قبول کرنا شروع کیا۔ اس کے نتیجے میں، گیس-اینسولیٹڈ سوچ گیر کے لئے IEEE کا معیار کم وقت پر تیار ہوا اور 2019 میں سرکاری طور پر شائع ہوا۔ یہ معیار بنیادی طور پر IEC معیارات پر مبنی ہے، لیکن پیرامیٹرز، کنسترکشن، اور ٹیسٹنگ کی درکاریوں کے لحاظ سے تبدیل کیا گیا ہے تاکہ IEEE C37.20.2 اور دیگر متعلقہ IEEE معیارات کے مطابق ہو، خصوصی طور پر IEEE کی تجهیزات کی سلامتی کی درکاریوں کو پورا کرنے کے لئے۔

1. استعمال کے لئے ماحولی شرائط

a) آپریٹنگ ٹیمپریچر: زیادہ سے زیادہ +40 °C؛ 24 گنٹوں کا اوسط +35 °C سے کم؛ کم سے کم –5 °C۔
b) اونچائی: 3,300 فٹ (1,000 میٹر) سے کم۔
c) انکلوزن پروٹیکشن ریٹنگ: اندر کے استعمال کے لئے NEMA 250 ٹائپ 1 (IP20)؛ باہر کے استعمال کے لئے ٹائپ 3R (IP24)۔

چین میں اندر کے سوچ گیر کو GB/T 11022 کے مطابق تین کم سے کم ماحولی ٹیمپریچر کی کیٹیگریوں میں تقسیم کیا گیا ہے: –5 °C، –15 °C، اور –25 °C۔ IEEE C37.20.9 میں گیس-اینسولیٹڈ سوچ گیر کے لئے مقرر کردہ کم سے کم آپریٹنگ ٹیمپریچر (–5 °C) IEEE C37.20.2 میں ہوا سے عازم سوچ گیر کے لئے مقرر کردہ کم سے کم آپریٹنگ ٹیمپریچر (–30 °C) سے زیادہ ہے۔ اس لیے، چینی معیارات کے مطابق گیس-اینسولیٹڈ سوچ گیر کامل طور پر IEEE C37.20.9 کی ماحولی درکاریوں کو پورا کر سکتے ہیں۔

نیچے دیا گیا جدول 1 میں گیس-اینسولیٹڈ سوچ گیر کے لئے IEEE C37.20.9 کی مقررہ ولٹیج، پاور فریکوئنسی رہنے کی درکاری، اور بجلی کی چٹکی کی رہنے کی درکاری کو ظاہر کیا گیا ہے۔

جدول 1 – IEEE C37.20.9 کے مطابق گیس-اینسولیٹڈ سوچ گیر کی انسولیشن ولٹیج ریٹنگز

شمالی امریکہ کے معیاریں میں سوئچ گیر کے ولٹیج درجات چین کے معیاریں سے مختلف ہیں۔ لہذا، گیس میں آباد سوئچ گیر (GIS) کو IEE-Business معیاروں میں مخصوص طاقت-فریکوئنسی تحمل والے ولٹیج اور مخصوص برقی جھنکڑ کا تحمل والے ولٹیج کے مطابق ہونا ضروری ہے۔ مثال کے طور پر، چینی معیاروں کے مطابق تیار کردہ 12 kV GIS کابین صرف ریاستہائے متحدہ کے معیاروں کے تحت 4.76 kV ولٹیج درجے کے الیکٹروڈائنامک ٹیسٹ کی مطابقت کو فراہم کرسکتی ہے، جبکہ 24 kV چینی GIS کابین 27 kV تک کے ولٹیج درجوں کے عایقیت کی مطابقت کو فراہم کرسکتی ہے۔

IEEE Std 386™-2016 دستاویز 2.5 kV سے 35 kV تک ریٹڈ ڈسٹریبوشن سسٹمز میں استعمال ہونے والے الگ کرنے والے عایق کنکشن کے لیے مخصوصات فراہم کرتا ہے—عام طور پر "امریکی سٹائل کے آؤٹ کانکٹر" معیار کے نام سے جانا جاتا ہے۔ ان کنکشن کو ریاستہائے متحدہ کے معیاری یکثافت کے مطابق معدود ٹرانسفرمرز اور کیبل ڈسٹریبوشن باکس میں وسیع طور پر استعمال کیا جاتا ہے۔ بالکل مقابل میں، چینی گیس میں آباد سوئچ گیر عام طور پر EN 50181 کے مطابق کیبل بوشنج اور پلاگز کا استعمال کرتا ہے۔ گیس میں آباد سوئچ گیر کے لیے IEE-Business معیار مختلف قسم کے کیبل ٹرمینیشن اکسسريز کے لیے مخصوص الیکٹروڈائنامک ٹیسٹ کی مخصوصات شامل کرتا ہے۔

2 مخصوص کرنٹ
IEE-Business گیس میں آباد سوئچ گیر (MEGIS) کے میں بس بار کے مخصوص مستقل کرنٹ کے لیے موصوعہ قدریں 200 A، 600 A، 1200 A، 2000 A، 2500 A، 3000 A، اور 4000 A ہیں—جو چینی معیاری قدریں جیسے 630 A، 1250 A، اور 3150 A سے مختلف ہیں۔

3 مخصوص فریکوئنسی
IEE-Business معیار 60 Hz کی مخصوص فریکوئنسی کو متعین کرتا ہے، جبکہ چین میں معیاری فریکوئنسی 50 Hz ہے۔ 60 Hz کی زیادہ فریکوئنسی گرمی کے اٹھنے اور شارٹ سرکٹ کو توڑنے کی کارکردگی پر مثبت اثر ڈالتی ہے۔ GB/T 11022 کے مطابق، 50 Hz یا 60 Hz پر ریٹڈ سوئچ گیر اور کنٹرول گیر—اگر کرنٹ کے حامل حصوں کے قریب کوئی فیرو میگنیٹک کمپوننٹ موجود نہ ہوں—اگر 50 Hz پر کرنٹ کے مسلسل ٹیسٹ کے دوران میسر ہونے والی گرمی کا اٹھنا 95% سے زائد نہ ہو، تو یہ ڈھانچہ دونوں فریکوئنسیوں کے لیے مطابق سمجھا جاتا ہے، یعنی یہ 60 Hz کے گرمی کے اٹھنے کی مطابقت کو بھی پورا کرتا ہے۔

تاہم، گیس میں آباد سوئچ گیر کے محدود گرمی کے ذخیرہ کرنے کی قابلیت اور نسبتاً چھوٹی گرمی کی مارجن کی وجہ سے، 60 Hz کی مطابقت کو پورا کرنے کے لیے ڈیزائن کی تبدیلیاں کی ضرورت ہوتی ہے۔ چینی معیار کے مطابق 1.1× مخصوص کرنٹ کی گرمی کے اٹھنے کے ٹیسٹ سے گزر چکے پروڈکٹ عام طور پر 60 Hz کی مطابقت کو پورا کر سکتے ہیں۔

4 مخصوص کم وقت کا تحمل کرنے والا کرنٹ اور مخصوص بلند نقطہ تحمل کرنے والا کرنٹ
IEE-Business گیس میں آباد سوئچ گیر کے لیے مخصوص کم وقت کا تحمل کرنے والا کرنٹ کی قدریں جدول 3 میں ظاہر کی گئی ہیں۔ چینی معیاروں کے برخلاف، جو 3 سیکنڈ یا 4 سیکنڈ کی شارٹ سرکٹ کی مدت کو متعین کرتے ہیں، IEE-Business معیار 2 سیکنڈ کی شارٹ سرکٹ کی مدت کو متعین کرتا ہے۔

مضافاً، کیونکہ IEE-Business سسٹم 60 Hz (50 Hz کے برخلاف) پر کام کرتا ہے، مخصوص بلند نقطہ تحمل کرنے والا کرنٹ 2.6 گنا مخصوص کم وقت کا تحمل کرنے والا کرنٹ کے برابر متعین کیا گیا ہے۔ مثال کے طور پر، 31.5 kA کا مخصوص کم وقت کا تحمل کرنے والا کرنٹ 82 kA کا مخصوص بلند نقطہ تحمل کرنے والا کرنٹ کے برابر ہوتا ہے—جو چین میں عام طور پر استعمال ہونے والے 80 kA سے کچھ زیادہ ہے۔ ایسے بلند نقطہ شارٹ سرکٹ کرنٹ کے ذریعے پیدا ہونے والے الیکٹروڈائنامک فورس کو تحمل کرنے کے لیے، کنٹاکٹ کے دباؤ اور کنٹاکٹ جیسے کمپوننٹ کی مکینکل طاقت کو بڑھانا ضروری ہے۔

جدول 2 – IEE-Business گیس میں آباد سوئچ گیر کے لیے مخصوص کم وقت کا تحمل کرنے والا کرنٹ کی قدریں