बसबार फ़ैब्रिकेशन के लिए UL 891 बनाम IEC 61439

किसी IEC बाज़ार से उत्तरी अमेरिका को निर्यात करने वाले पैनल बिल्डर आम तौर पर इन दोनों स्टैंडर्ड का फ़र्क गलत क्रम में खोजते हैं। वे असेंबली की इंजीनियरिंग करते हैं, उसे IEC 61439 पर वेरिफ़ाई करते हैं, और फिर पाते हैं कि उस पूरे काम में से कुछ भी ऐसा नहीं बनता जिसे कोई अमेरिकी निरीक्षक स्वीकार करे। उलटी यात्रा भी आसान नहीं है। दोनों दस्तावेज़ तुलनीय उत्पादों को कवर करते हैं और तुलनीय सुरक्षा परिणामों तक पहुँचते हैं, पर ऐसी क्रियाविधियों से जो संरचनात्मक रूप से अलग हैं, और ये अंतर नीचे बार की ड्रिलिंग और प्लेटिंग तक पहुँचते हैं।

हर एक कहाँ खत्म होता है

UL 891 उन डेड-फ़्रंट स्विचबोर्ड पर लागू होता है जिनकी नॉमिनल रेटिंग 1000 V या कम हो और जो Canadian Electrical Code Part I, National Electrical Code (ANSI/NFPA 70) तथा मेक्सिकन इंस्टॉलेशन स्टैंडर्ड NOM-001-SEDE के तहत लगाए जाने हों, जहाँ उपलब्ध शॉर्ट-सर्किट करंट 200000 A तक हो। इसमें थिएटर प्रीसेट और डिमर कंट्रोल उपकरण, लाइव-फ़्रंट निर्माण, रेलवे कंट्रोल और विद्युतीकरण उपकरण, तथा केवल मोटर कंट्रोल सेंटर यूनिट लेने के लिए बने निर्माण शामिल नहीं हैं।

IEC 61439 1000 V AC और 1500 V DC तक की निम्न-वोल्टेज स्विचगियर और कंट्रोलगियर असेंबली को कवर करता है, और इसे भाग 1 (सामान्य नियम) तथा किसी उत्पाद-भाग के रूप में लागू किया जाता है। भाग 2 पावर स्विचगियर और कंट्रोलगियर असेंबली को कवर करता है, जो UL 891 स्विचबोर्ड का सबसे नज़दीकी समकक्ष है।

श्रेणियाँ आपस में मेल नहीं खातीं, और यह बेमेल व्यावसायिक रूप से मायने रखता है। UL 891 उन कई उत्तरी अमेरिकी उत्पाद स्टैंडर्ड में से एक है जो उस जगह को बाँटते हैं जिसे IEC एक ही परिवार से कवर करता है। ड्रॉआउट निम्न-वोल्टेज पावर सर्किट ब्रेकर निर्माण UL 891 नहीं, UL 1558 के तहत आता है। औद्योगिक कंट्रोल पैनल UL 508A के तहत आते हैं। एक ही IEC 61439-2 असेंबली डिज़ाइन उन उत्तरी अमेरिकी श्रेणियों में से दो या तीन पर फैल सकता है, और हर श्रेणी अलग लिस्टिंग की क़वायद है। आप किसमें हैं, यह तय करना प्रोजेक्ट का पहला इंजीनियरिंग फ़ैसला है, आख़िर में निपटाया जाने वाला काग़ज़ी विवरण नहीं। पूरा नक़्शा कौन-सा बसबार स्टैंडर्ड लागू होता है में है।

अनुरूपता आकलन: वह अंतर जो बाक़ी सब चलाता है

यहाँ अंतर तकनीकी नहीं, प्रक्रियागत है, और वही अपने बाद की हर चीज़ चलाता है।

IEC 61439 के तहत निर्माता असेंबली की विशेषताएँ घोषित करता है और एक डिज़ाइन वेरिफ़िकेशन फ़ाइल रखता है जो दिखाती है कि घोषित मान पूरे होते हैं। वेरिफ़िकेशन परीक्षण से, किसी परखे हुए डिज़ाइन से व्युत्पत्ति द्वारा, या स्टैंडर्ड की तय सीमाओं के भीतर गणना से होता है। कोई तीसरा पक्ष ज़रूरी नहीं। EU में घोषणा लो वोल्टेज और EMC डाइरेक्टिव के तहत होती है, जिसका सामंजस्यित रास्ता EN 61439 है। योग्यता, साक्ष्य और दायित्व आपके पास हैं।

UL 891 के तहत उत्पाद किसी राष्ट्रीय स्तर पर मान्यता प्राप्त परीक्षण प्रयोगशाला द्वारा सूचीबद्ध होता है। NRTL निर्माण का मूल्यांकन करती है, परीक्षण देखती है या करती है, और फिर आपके प्लांट में फ़ॉलो-अप इंस्पेक्शन के ज़रिये लिस्टिंग बनाए रखती है: बिना सूचना दिए आने वाले दौरे, जो जाँचते हैं कि आप जो बना रहे हैं वह अब भी उससे मेल खाता है जो सूचीबद्ध हुआ था। दरवाज़े पर लगा चिह्न किसी एक बार हुए परीक्षण का बयान नहीं है। वह इस बात का बयान है कि एक फ़ैक्टरी लगातार निगरानी में है।

इससे तीन नतीजे निकलते हैं जो निर्यातकों को पकड़ते हैं।

आपकी वेरिफ़िकेशन फ़ाइल हस्तांतरित नहीं होती। IEC का परीक्षण डेटा NRTL के मूल्यांकन को सूचित कर सकता है, पर वह लिस्टिंग की जगह नहीं लेता। उत्तरी अमेरिकी रास्ते का बजट शुरू से ही अपनी अलग समय-सारणी वाले अलग कार्यक्रम के रूप में रखिए।

बदलावों पर बंदिश अलग है। IEC के तहत आप व्युत्पत्ति के नियमों के भीतर, अपने ही अधिकार से डिज़ाइन बदल सकते हैं और अपनी वेरिफ़िकेशन फ़ाइल अपडेट कर सकते हैं। लिस्टिंग के तहत, सूचीबद्ध विन्यासों से बाहर का कोई निर्माण-परिवर्तन आपको NRTL के पास वापस भेजता है। IEC के लचीलेपन की आदी शॉप के लिए यही सबसे बड़ा व्यावहारिक समायोजन होगा।

फ़ील्ड में बदलाव फिर से अलग ढंग से काम करता है। IEC असेंबली में साइट पर जोड़ा गया बसबार टैप मूल निर्माता के आकलन का मामला है। सूचीबद्ध स्विचबोर्ड पर वही टैप लिस्टिंग को अमान्य कर सकता है और फ़ील्ड मूल्यांकन शुरू करा सकता है। इसके सीधे फ़ैब्रिकेशन परिणाम हैं: अतिरिक्त पैड की जगहें और टैप के प्रावधान फ़ैक्टरी में ही डिज़ाइन करें, क्योंकि बाद में उन्हें लगाना अनुपात से कहीं ज़्यादा महँगा है।

तापमान-वृद्धि, और वह प्लेटिंग का फ़ैसला जो इससे चलता है

दोनों स्टैंडर्ड तापमान-वृद्धि सीमित करते हैं। वे बहुत अलग अंक चुनते हैं, अलग संदर्भ स्थितियों से, अलग वजहों से। कॉपर के साथ आप क्या करते हैं, इसे बदलने वाला यही अकेला अंतर है।

IEC 61439-1 अपनी सीमाएँ टेबल 6 में तय करता है। बाहरी इंसुलेटेड कंडक्टर के टर्मिनल 70 K पर सीमित हैं, और फ़ुटनोट महत्वपूर्ण है: वह 70 K परंपरागत परीक्षण पर आधारित मान है, और जहाँ किसी अंतर्निहित घटक का टर्मिनल किसी बाहरी कंडक्टर का भी टर्मिनल हो, वहाँ घटक निर्माता की सीमा और 70 K में से नीची वाली लागू होती है।

खुद बसबार के लिए टेबल 6 कोई एक अंक नहीं देता। पंक्ति कहती है कि सीमा इनसे तय होती है: चालक मटीरियल की यांत्रिक मज़बूती, बगल के उपकरण पर संभावित असर, कंडक्टर के संपर्क में आने वाले इंसुलेटिंग मटीरियल की अनुमेय तापमान सीमा, उससे जुड़े उपकरण पर कंडक्टर के तापमान का असर, और प्लग-इन कॉन्टैक्ट के लिए कॉन्टैक्ट मटीरियल की प्रकृति और सतह-उपचार। जिस 105 K का हवाला सब देते हैं वह नोट g में रहता है, उन कसौटियों के ऊपर एक छत के रूप में: यह मानते हुए कि सूचीबद्ध सारी कसौटियाँ पूरी हों, खुले कॉपर बसबार और कंडक्टर के लिए 105 K की अधिकतम तापमान-वृद्धि से आगे नहीं जाना चाहिए। नोट 1 बताता है कि 105 K कहाँ से आता है: यह वह तापमान है जिसके ऊपर कॉपर का एनील होना संभावित हो जाता है। यह धातुकर्मीय सीमा है, बिजली की नहीं।

संदर्भ परिवेश सेवा में 35 °C का माध्य है, और परीक्षण का परिवेश 10 °C से 40 °C के बीच कहीं भी अनुमत है।

उत्तरी अमेरिकी प्रथा बिल्कुल कहीं और से शुरू होती है। सीमाएँ जुड़े हुए उपकरणों और कंडक्टर की एम्पैसिटी से निकलती हैं, जिसे NEC अनुच्छेद 110.14(C) अनिवार्य करता है। IEC 61439-1 उन्हें खुद अपने सूचनात्मक अनुबंध M में सारणीबद्ध करता है, और बसबार के दो मान याद रखने लायक हैं: बिना प्लेटिंग वाले बसबार के लिए 50 K और प्लेटेड बसबार के लिए 65 K। टर्मिनल 50 K पर सीमित हैं, सिवाय उन मामलों के जिन्हें अनुबंध शर्तबद्ध करता है। उत्तरी अमेरिकी स्विचबोर्ड प्रथा में संदर्भ परिवेश 40 °C है।

दोनों को साथ रखिए। खुले कॉपर पर IEC की छत 105 K है; उसी बिना प्लेटिंग वाले बार पर उत्तरी अमेरिकी सीमा 50 K है। यह आधे से भी कम है, और यह संदर्भ परिवेश पर किसी बहस से पहले की बात है। प्लेटिंग उसमें से 15 K वापस दिलाती है।

इससे फ़ैब्रिकेशन के दो परिणाम निकलते हैं, और वे उलटी दिशाओं में इशारा करते हैं।

उत्तरी अमेरिकी काम के लिए किसी भी गंभीर करंट घनत्व पर प्लेटिंग डिज़ाइन की आवश्यकता बन जाती है। 50 K और 65 K के बीच का 15 K का फ़ासला पूरे स्विचबोर्ड भर बार के साइज़ का काफ़ी बड़ा हिस्सा खरीदकर देता है। कॉपर पर टिन आम चुनाव है; सिल्वर वहाँ इस्तेमाल होता है जहाँ कॉन्टैक्ट रेज़िस्टेंस की स्थिरता लागत से ज़्यादा मायने रखती है।

IEC काम के लिए आम सलाह दूसरी दिशा में जाती है। Copper Development Association का मार्गदर्शन है कि कॉपर-से-कॉपर जॉइंट फ़ेस पर तब तक प्लेटिंग न करें जब तक परिवेश उसकी माँग न करे, क्योंकि नरम प्लेटिंग ऊँचे तापमान पर बह सकती है और वह कॉन्टैक्ट प्रेशर ढीला कर सकती है जिस पर जॉइंट टिका है। वह सलाह IEC व्यवस्था के लिए सही है और उत्तरी अमेरिकी के लिए गलत, और वजह धातुकर्मीय असहमति नहीं है। दोनों व्यवस्थाएँ अलग चीज़ें सीमित कर रही हैं। IEC कॉपर को एनील होने से बचा रहा है; उत्तरी अमेरिका जुड़े हुए तार और उपकरणों को असेंबली से बाहर निकलने वाली गर्मी से बचा रहा है।

अगर आप दोनों बाज़ारों के लिए बनाते हैं, तो प्लेटिंग गंतव्य से जुड़ा प्रति-प्रोजेक्ट फ़ैसला है, और वह किसी स्थायी कार्य-निर्देश में नहीं, रूटिंग कार्ड पर होना चाहिए।

दूरियाँ बनाम क्लीयरेंस और क्रीपेज

UL 891 दूरियाँ स्पेसिफ़ाई करता है: हवा में से और सतह पर होकर न्यूनतम दूरियाँ, विपरीत ध्रुवता वाले भागों के बीच और जीवित भागों से अर्थ तक, जिन्हें वोल्टेज पट्टी पर अनुक्रमित टेबल से देखा जाता है। मान इंच में हैं, पट्टियाँ अलग-अलग हैं, और उनके बीच अंतर्वेशन की अनुमति नहीं है।

IEC दूरियों को उस तरह सारणीबद्ध नहीं करता। IEC 61439 में क्लीयरेंस और क्रीपेज IEC 60664-1 से निकलते हैं: क्लीयरेंस रेटेड इम्पल्स विदस्टैंड वोल्टेज के साथ-साथ प्रदूषण श्रेणी और ऊँचाई से; क्रीपेज कार्य वोल्टेज, प्रदूषण श्रेणी और इंसुलेटिंग मटीरियल के तुलनात्मक ट्रैकिंग सूचकांक से।

व्यावहारिक फ़र्क यह है कि हर व्यवस्था किस चीज़ के प्रति संवेदनशील है। एक ही नॉमिनल वोल्टेज पर दो IEC असेंबली की न्यूनतम दूरियाँ अलग हो सकती हैं क्योंकि एक ज़्यादा गंदे परिवेश में या ज़्यादा ऊँचाई पर बैठी है। UL का दूरी-टेबल उस स्तर पर ये सवाल नहीं पूछता। कुछ UL स्टैंडर्ड अब पुराने टेबल के विकल्प के रूप में UL 840 की अनुमति देते हैं, जो IEC 60664 से संरेखित है, पर आपकी लिस्टिंग का आकलन UL 891 की अपनी निर्माण-आवश्यकताओं पर होता है।

फ़ैब्रिकेटर के लिए परिणाम बार का लेआउट है। प्रदूषण श्रेणी 3 पर IEC क्लीयरेंस के अनुसार बना लेआउट आम तौर पर UL की दूरियाँ पूरी कर लेगा, और 600 V पर UL दूरियों के अनुसार बना लेआउट आम तौर पर प्रदूषण श्रेणी 2 पर IEC पूरा कर लेगा। "आम तौर पर", दोनों दिशाओं में, कोई डिज़ाइन पद्धति नहीं है। अगर एक ही भौतिक डिज़ाइन को दोनों के लिए काम करना है, तो उसे दोनों के दायरे के हिसाब से बिछाइए और अतिरिक्त चौड़ाई स्वीकार कीजिए।

यही वह जगह भी है जहाँ एक आम वेंडर दावे को सुधारना ज़रूरी है: IEC 61439 चैम्फरिंग अनिवार्य नहीं करता। कोई क्लॉज़ एज रेडियस की माँग नहीं करता। एज की ज्यामिति क्लीयरेंस, क्रीपेज और डाइइलेक्ट्रिक प्रावधानों को पूरा करने का इंजीनियरिंग ज़रिया है, और वह अपनी क़ीमत इसलिए वसूल करती है कि फ़ील्ड स्ट्रेस तेज़ कोने पर केंद्रित होता है। यह अच्छी वजहों से अच्छा विचार है, और जब ग्राहक का इंजीनियर पूछे तो वे वजहें टिकती हैं।

ब्रेसिंग और शॉर्ट-सर्किट विदस्टैंड

दोनों स्टैंडर्ड यह माँगते हैं कि असेंबली फ़ॉल्ट करंट झेल जाए, और दोनों उसका चरित्रांकन अलग ढंग से करते हैं।

IEC 61439 किसी बताई गई अवधि के लिए रेटेड शॉर्ट-टाइम विदस्टैंड करंट (Icw), रेटेड पीक विदस्टैंड करंट (Ipk) और, जहाँ लागू हो, रेटेड कंडीशनल शॉर्ट-सर्किट करंट (Icc) घोषित करता है। मुख्य बसबार पर परीक्षण ज्यामिति के बारे में निर्देशात्मक है: परीक्षण के तहत मुख्य बसबार की लंबाई (2 ± 0,4) m तय है और उसमें कम से कम एक ऐसा जॉइंट होना चाहिए जहाँ बसबार को आगे बढ़ाया जाना हो। स्वीकृति कसौटियाँ भी उतनी ही निश्चित हैं: परीक्षण के बाद भी क्लीयरेंस और क्रीपेज दूरियाँ पूरी होनी चाहिए, बसबार के सहारे अलग या आर-पार दरार वाले नहीं होने चाहिए, और कंडक्टर के कनेक्शन में इस्तेमाल भागों का ढीला होना नहीं चाहिए।

UL 891, 200000 A तक की शॉर्ट-सर्किट करंट रेटिंग देता है, जो बताए गए ओवरकरंट सुरक्षात्मक उपकरणों के लगे होने पर स्थापित होती है, और किसी स्विचबोर्ड सेक्शन की रेटिंग शृंखला-पथ की सबसे नीची रेटिंग तक सीमित रहती है। ब्रेसिंग यहाँ घोषित विद्युत पैरामीटर नहीं, बल्कि चिह्नित निर्माण-गुण है, और जहाँ परीक्षण के दौरान स्विचबोर्ड से गुज़रने वाले केबल को ब्रेसिंग चाहिए थी, वहाँ वह आवश्यकता उपकरण पर अंकित होती है। मानक परीक्षण छोटा होता है, कुछ चक्र भर, जो किसी मोल्डेड-केस उपकरण के क्लियरिंग समय से मेल खाता है, और जहाँ चयनात्मक समन्वय के लिए शॉर्ट-टाइम रेटिंग चाहिए वहाँ लंबी अवधि ज़रूरी है। UL 891 अपने अनुबंध G में बिना शॉर्ट-सर्किट टेस्ट के 100,000 A रेटिंग तक पहुँचने का निर्माण-नियमों वाला रास्ता भी देता है, जो IEC के बिना-परीक्षण वेरिफ़िकेशन विकल्पों का सबसे नज़दीकी उत्तरी अमेरिकी समकक्ष है।

बसबार शॉप के लिए फ़ैब्रिकेशन का परिणाम दोनों के तहत एक ही है, और यही काम की बात है: कमज़ोर कड़ी जॉइंट है। IEC अपनी स्वीकृति कसौटी में यह साफ़ कहता है, और UL का ब्रेसिंग-दर्शन संरचनात्मक रूप से वही कहता है। ढीला पड़ चुका बोल्ट प्रीलोड, ऐसा जॉइंट फ़ेस जिसने कभी पूरा संपर्क बनाया ही नहीं, अपर्याप्त एज दूरी से खिंच गया होल: इनमें से कोई भी पास होने वाले डिज़ाइन को फ़ेल होने वाले नमूने में बदल देता है।

मशीन पर क्या बदलता है

• होल पैटर्न: यूरोपीय ड्रॉइंग DIN 43673-1 से निकले मीट्रिक पैटर्न पर चलती हैं। उत्तरी अमेरिकी ड्रॉइंग NEMA की दो-होल परंपरा पर चलती हैं: ½-इंच बोल्ट 1¾-इंच (44.45 mm) केंद्रों पर, और होल 0.562 इंच के। इनमें से कोई भी दूसरे में गोल करके नहीं बदला जा सकता। अगर आप दोनों बाज़ार सेवा में लेते हैं, तो आपको दोनों टूल सेट रखने होंगे, और मशीन पर टूल स्टेशन की संख्या व्यावसायिक बंदिश बन जाती है। यही उस तय-टूल लाइन के मुकाबले IMAC-CENTER 80 जैसे 24-स्टेशन प्रोसेसिंग सेंटर के पक्ष में तर्क है, जिसे 36 स्टेशन तक बढ़ाया जा सकता है और जिसमें गंतव्य बाज़ार बदलते ही चेंजओवर नहीं करना पड़ता। टूलिंग वाला पक्ष पंचिंग प्रोसेस पेज कवर करता है।

• जॉइंट की तैयारी: दोनों व्यवस्थाओं के तहत तापमान-वृद्धि का नतीजा जॉइंट तय करता है, पर उत्तरी अमेरिकी सीमाएँ किसी खराब जॉइंट को सोखने के लिए कहीं कम गुंजाइश छोड़ती हैं। असेंबली पर सपाट, ताज़ा घिसे हुए फ़ेस, नियंत्रित टॉर्क जिसका नट फ़ैक्टर इस बात से मेल खाता हो कि थ्रेड लुब्रिकेटेड हैं या नहीं, और ऐसे वॉशर जो भार को होल से दूर फैलाएँ। IEC के तहत आप 105 K पर मामूली जॉइंट के साथ बच सकते हैं; उत्तरी अमेरिकी स्विचबोर्ड में बिना प्लेटिंग वाले बार पर 50 K पर नहीं बचेंगे।

• प्लेटिंग: गंतव्य से तय, स्थायी प्रथा नहीं। जहाँ यह स्पेसिफ़ाई हो, वहाँ बार को आपकी शॉप से साफ़ और बर-मुक्त निकलना चाहिए, क्योंकि बर के ऊपर की गई प्लेटिंग दोष को हमेशा के लिए भीतर बंद कर देती है।

• एज और बर की हालत: जॉइंट फ़ेस में बैठा बर दोनों बार को अलग रखता है और जो कॉन्टैक्ट एरिया आपने गिना था वह आपको मिलता नहीं। यही वजह है कि डीबरिंग फ़िटर के हाथ में नहीं, प्रोसेस रूट में होनी चाहिए, और यही वजह है कि BND800-2 जैसी लाइनें 0.5 से 50 mm मोटे और 100 से 800 mm चौड़े बार के लिए मौजूद हैं।

• लेबलिंग: नेमप्लेट की विषय-वस्तु अलग होती है, और यह भी अलग होता है कि वह किसकी है। UL लिस्टिंग मार्क लिस्टिंग की शर्तों के तहत लगाया जाता है, जिसके खानों की विषय-वस्तु स्टैंडर्ड तय करता है। IEC नेमप्लेट निर्माता की घोषित विशेषताएँ लिए होती है, जिनमें रेटेड डाइवर्सिटी फ़ैक्टर भी है, जिसका उत्तरी अमेरिका में कोई समकक्ष है ही नहीं।

दो बाज़ारों के लिए बार का साइज़ तय करना

चूँकि तापमान-वृद्धि के बजट इतने तीखे ढंग से अलग हैं, इसलिए एक ही ड्यूटी दोनों व्यवस्थाओं में अलग बार पैदा करती है, और यह फ़र्क कोई छोटा मार्जिन नहीं है। इसे आदत से नहीं, सीमाओं से निकालिए: लागू वृद्धि तय कीजिए, सही संदर्भ परिवेश लगाइए, फिर किसी ऐसे रेटिंग स्रोत से साइज़ निकालिए जिसके सुधार फ़ैक्टर बरक़रार हों। परिवेश और व्यवस्था के सुधारों सहित DIN 43671 आम कामकाजी संदर्भ है, और हमारा एम्पैसिटी कैलकुलेटर संदर्भ स्थितियाँ मान लेने के बजाय वे सुधार लगाता है।

उसी गणना के IEC पक्ष पर, आप जो वेरिफ़िकेशन रास्ता इस्तेमाल कर सकते हैं वह रेटेड करंट से बँधा है, और 1600 A से ऊपर गणना का रास्ता पूरी तरह बंद हो जाता है। वह बंदिश बाक़ी सीमा-शर्तों के साथ हमारे तापमान-वृद्धि वेरिफ़िकेशन लेख में रखी गई है।