Какой стандарт на шину применяется к вашей работе

Основная путаница в стандартизации работы с токопроводящими шинами происходит из- одной ошибки: рассмотрение вопроса «какой стандарт применим» как одного, тогда как их три. Тип продукта, класс напряжения и рынок сбытаeach separately сужают выбор, и до тех пор, пока не получены ответы на все три, невозможно назвать основополагающий документ. Шинопровод на 690 V, идущий в Чикаго, и шинопровод на 690 V, идущий во Франкфурт, — это один и тот же кусок меди, подпадающий под два совершенно разных режима, и эта разница проявляется в сверлении, покрытии и документации.

Ниже три вопроса рассматриваются по порядку, и затем каждый стандарт размещается в пределах своей области применения.

Три вопроса

Что за продукт? Не из чего он состоит. Чем он является как зарегистрированный или заявленный объект. Сборка, шинопровод, компонент для чужой сборки или голый шинопроводник, продаваемый погонными метрами. Это четыре разных режима, и медь зачастую одинаковая.

Какой класс напряжения? Линия 1 кВ — это жесткая граница в системе IEC. Ниже нее действует семейство стандартов 61439; выше, вплоть до 52 кВ, действует стандарт 62271-200 с другими допусками и режимом внутренней дуги, не имеющим аналога в диапазоне низкого напряжения.

Какой рынок? От этого зависит форма соответствия, и это тот вопрос, который чаще всего откладывается на последний, что является неправильным порядком. Он влияет на изготовление, а не только на документацию.

Дерево решений

Ниже объясняются строки таблицы.

Сборки низкого напряжения: семейство стандартов IEC 61439

IEC 61439 охватывает комплектные устройства управления и распределения низкого напряжения до 1000 V AC и 1500 V DC. Структурный момент, который сбивает с толку новых участников рынка: Часть 1 не является самостоятельной спецификацией. Она устанавливает общие правила и применяется через часть, которая определяет тип продукта:

• 61439-2 — силовые распределительные устройства и устройства управления. Панели, СБКН, главные распределительные щиты. Стандарт по умолчанию для производителей комплектных устройств.
• 61439-3 — распределительные коробки, предназначенные для эксплуатации неспециалистами. Вводные автоматы и аналогичные. Расчетные нагрузки в Части 3 на одну ступень ниже, чем в Части 2, поскольку щит с множеством мелких отходящих линий не нагружается так, как главный распределительный.
• 61439-5 — сборки для распределения электроэнергии в общественных сетях.
• 61439-6 — шинопроводные системы. Шинопровод для рынков IEC попадает сюда, а не под Часть 2.
• 61439-7 — сборки для специальных применений: яхтенные стоянки, кемпинги, рыночные площадки и станции зарядки электромобилей.

Обязательство по верификации определяет организацию работы цеха. IEC 61439 ничего не сертифицирует; стандарт требует от изготовителя вести конструкторскую документацию по верификации, подтверждающую соответствие заявленных характеристик — путём испытаний, вывода из испытанной конструкции или расчёта, где стандарт это допускает. Температурный подъём — это ключевая область шинообработки, с жёсткими ограничениями для каждого из маршрутов. Расчётный путь через IEC TR 60890 становится недоступен выше 1600 А, а для однокамерных сборок до 630 А действует отдельный, более строгий расчётный метод. Статья Верификация температурного подъёма подробно описывает граничные условия и арифметику.

Маркировка CE не заменяет эту систему, а дополняет её. Сборка выводится на рынок ЕС в рамках Директивы по низкому напряжению 2014/35/EU и Директивы по ЭМС 2014/30/EU, а гармонизированный стандарт EN 61439 обеспечивает основание для презумпции соответствия. Третья сторона привлекается только по решению изготовителя.

Выше 1 кВ: IEC 62271-200

IEC 62271-200 охватывает комплектные распределительные устройства (КРУ) и устройства управления переменного тока с металлической оболочкой для номинальных напряжений выше 1 кВ до 52 кВ включительно, для закрытых и открытых установок на частотах до 60 Гц. Стандарт дополняет базовые стандарты на компоненты закрытого оборудования и согласован с IEC 62271-1.

Для технолога, переходящего этот порог, меняются три вещи. Воздушные и поверхностные расстояния увеличиваются, поэтому межшиновые зазоры и конструкция креплений определяются диэлектрическими требованиями, а не тепловыми. Состояние поверхностей и кромок перестаёт быть вопросом техники безопасности и становится исходным конструкционным параметром, поскольку напряжённость электрического поля концентрируется на острых углах: заусенец, незаметный при 400 В, превращается в точку частичного разряда при 24 кВ, — поэтому فارنزирование на среднем напряжении регламентируется допуском, а не усмотрением оператора. Кроме того, появляется система классификации по внутренней дуге, аналога которой нет на низком напряжении, что ограничивает конструкцию кожухов и, как следствие, объём пространства для прокладки шин.

Северная Америка: UL 891, UL 857, NEMA BU 1

Североамериканская система отличается от IEC по типу подхода, а не по степени. Релевантные стандарты — это стандарты безопасности изделий, обеспечиваемые сертификацией через признанную третью сторону; для экспорта ключевым является содержание UL 891.

UL 891 распространяется на тыльные распределительные щиты с номинальным напряжением до 1000 В, предназначенные для монтажа в соответствии с Национальным электрическим кодексом (ANSI/NFPA 70), Канадским электрическим кодексом частью I и мексиканским стандартом NOM-001-SEDE, с допустимым током короткого замыкания до 200000 А. Его исключения определяют границы: театральное и диммерное оборудование, конструкции с доступными токоведущими частями, оборудование управления железнодорожным транспортом и электрификации, а также конструкции, предназначенные исключительно для установки блоков центров управления двигателями.

Соседний стандарт — UL 1558 для комплектных устройств с выдвижными низковольтными силовыми выключателями. Если изделие построено на выдвижных силовых выключателях, оно подпадает под UL 1558, а не UL 891, и испытательная программа по токам короткого замыкания отличается. Пульты управления — третий случай, регламентируемый UL 508A. Ошибка на этом этапе дорого обходится, поскольку листинг выдаётся на категорию изделия, а не на конкретный аппарат.

UL 857 охватывает вводные, распределительные и ответвительные шинопроводы и их принадлежности с номинальным напряжением до 600 В и током до 6000 А. Шинопровод по этому стандарту — это заземлённая металлическая оболочка с заводскими медными или алюминиевыми шинами, стержнями или трубами. Стандарт не распространяется на metal-enclosed bus, применяемые для соединения комплектных устройств в модульных системах распределения. Свыше 600 В или 6000 А стандарт перестаёт действовать, что всё чаще является проблемой в центрах обработки данных, где номинальные параметры непрерывно растут.

NEMA BU 1 — стандарт на шинопроводы, а BU 1.1 содержит общие указания по транспортировке, монтажу, эксплуатации и техническому обслуживанию шинопроводов на напряжение до 600 В. BU 1.1 охватывает закрытые, секционированные, заводские сборки шин номинальным током от 100 А и выше, подразделяемые на распределительные шинопроводы для закрытых и открытых установок, шинопроводы с отбором питания для закрытых установок и принадлежности. Стандарт не распространяется на metal-enclosed busways, описанные в ANSI/IEEE C37.23. Требования BU 1.1 необходимо учитывать как на этапе изготовления, так и при монтаже: значительная часть повреждений, описанных в разделе для монтажников, возникает на заводе — при перемещении между джоггинговым участком и зоной упаковки.

Разница в порядке подтверждения соответствия определяет план действий экспортера. Изделие в рамках UL подлежит листингу в национально признанной испытательной лаборатории, и этот листинг поддерживается периодическим контролем производства. Изделие в рамках IEC сопровождается декларацией изготовителя, подкреплённой файлом верификации. Файл по IEC 61439 не конвертируется в листинг UL, и никакой объём испытательных данных не заменяет соглашения о последующем инспекционном контроле. Подробное сравнение приведено в статье UL 891 и IEC 61439: сравнение.

Китай: GB/T 7251.1-2023

GB/T 7251.1 — китайский национальный стандарт на низковольтные комплектные устройства управления, принят на основе IEC 61439-1 и охватывающий ту же область напряжений до 1000 В переменного тока и 1500 В постоянного тока. Редакция 2013 года была тождественным принятием IEC 61439-1

; действующая редакция — GB/T 7251.1-2023, при этом обозначение с префиксом GB/T указывает на рекомендательный, а не обязательный национальный стандарт.

Для экспортера практический вопрос носит организационный, а не технический характер. Техническое соответствие IEC высокое, поэтому инженерная часть переходит с минимальными доработками. Область действия маркировки CCC и приемлемая форма доказательственной документации не переходят автоматически, и безопаснее исходить из того, что они не сопровождают комплект IEC-документации.

Индия: IS/IEC 61439-2 и проблема IS 8623

IS/IEC 61439-2 — индийское принятие стандарта IEC на силовые комплектные устройства управления. Он заменил IS 8623, который сам по себе технически соответствовал более раннему IEC 60439.

Сложность заключается в процедуре. IS 8623 продолжает появляться в индийских тендерных документах спустя годы после замены, обычно потому, что спецификация была скопирована из более раннего проекта, а не целенаправленно выбрана. В тех случаях, когда он встречается, уточнение необходимо до этапа ценообразования. Инженерные различия между нормативами 60439 и 61439 реальны. 60439 основывался на типовых испытаниях complete assembly, 61439 — на проверке проекта заявленных характеристик, и предложение по неправильному стандарту может означать незапланированную программу verifikacii.

Стандарты, действующие на каждой ветви

Пять документов лежат в основе каждой ветви дерева.

IEC 60664-1 устанавливает координацию изоляции для оборудования в низковольтных системах, и именно из него берутся значения зазоров и путей утечки в IEC 61439. Зазор определяется по номинальному импульсному выдерживаемому напряжению совместно со степенью загрязнения и высотой над уровнем моря. Путь утечки определяется по рабочему напряжению, степени загрязнения и индексу сравнительного трекинга изоляционного материала. Для производителя это означает следующее: два щита на одинаковом напряжении могут иметь различные установленные законом минимальные расстояния, поскольку они относятся к разным степеням загрязнения или находятся на разной высоте.

IEC 60947-1 устанавливает общие правила для низковольтных аппаратов, а не для комплектов, в которые они входят. Это важно на стыке. Расположения зажимов и предельные температуры автоматического выключателя, к которому подключается шина, определены здесь, и в тех случаях, когда зажим аппарата является также зажимом для внешнего проводника, действует более строгий из двух применимых температурных пределов. Соединение следует проектировать по предельной температуре аппарата, а не шины.

DIN 43671 по-прежнему является основным ориентиром для допустимого тока медных шин в большинстве стран мира, вне зависимости от норматива, под который подпадает готовый комплект. Его таблицы приведены для температуры окружающей среды 35 °C и температуры шины 65 °C, с поправочными диаграммами для температур окружающей среды от 0 до 60 °C, рабочих температур до 125 °C и коэффициентами для расположения шин и их количества на фазу. Номинальный ток, указанный без допущений по окружающей среде и расположению, не является номинальным током, поэтому калькулятор допустимого тока шин запрашивает условия установки перед выдачей значения.

DIN 43673-1 регулирует расположение и размеры отверстий для прямоугольных шин, а также базовые данные для винтовых соединений, для постоянного и переменного тока до 60 Гц. Четыре страницы, опубликованные в феврале 1982 года, по-прежнему действуют. Это документ, лежащий в основе большинства европейских схем расположения болтов, и он часто приводится на чертежах без указания размеров; статья о схемах расположения отверстий описывает порядок действий в таких случаях.

EN 13601 охватывает медные стержни, полосы и провод для электротехнических целей, включая обозначение Cu-ETP CW004A. Его сорта指定аются в сертификате завода-изготовителя: R220/H040 — мягкий отожжённый, 220–260 Н/мм², R240/H065 — полуотожжённый, 240–300 Н/мм², R290/H090 — твёрдый, 290–360 Н/мм². Это стандарт на материал, а не конструкторский стандарт, поэтому заявка на закупку с формулировкой «медная шина» не является дееспособной. Сорт определяет минимальный радиус изгиба и пружинение, и оба параметра определяют, можно ли сформировать поставленную полосу по чертежу.

Часто цитируемые ошибочные стандарты

Три ошибки встречаются достаточно часто, чтобы их назвать.

DIN 46433 не является стандартом на шаблон отверстий в шине. Это DIN 46433

, Flachdrähte und Flachstangen, gezogen, mit gerundeten Kanten — Maße: «Прямоугольные провода и полосы, вытянутые, со скруглёнными кромками — Размеры». Восемь страниц, и это размерный стандарт для вытянутых прямоугольных проводов и полос. Он ничего не говорит о расположении отверстий или болтовых соединениях. Он отменён и заменён на DIN EN 13601. Когда чертёж ссылается на него для шаблона отверстий, предполагаемыми ссылками являются DIN 43673-1 для самого шаблона и DIN 43671 для номинальных параметров; когда он цитируется как материал, действующим документом является EN 13601.

IEC 61439 не предписывает фаски. Ни один пункт стандарта не требует скругления кромки шины. Стандарт требует соответствия нормам по зазорам, поверхностным путям утечки и диэлектрическим характеристикам, а геометрия кромки — это одно из инженерных средств для их выполнения, особенно когда концентрация поля на остром угле является ограничивающим фактором. Информация от поставщика, утверждающая, что фаска является требованием IEC 61439, неверна, и повторение этого утверждения перед заказчиком подрывает доверие ко всему остальному в коммерческом предложении.

IS 8623 устарел. Он остаётся действительным как описание требований более старой индийской спецификации и по-прежнему встречается в действующих тендерных документах. Проверочную программу следует направлять на него только в том случае, если заказчик подтверждает это письменно.

Что фактически меняется на производстве

Ветви дерева расходятся в пяти конкретных местах, и именно здесь неверный ответ стоит денег, а не репутации.

• Шаблоны отверстий: европейская работа следует метрическим шаблонам на основе DIN; северамериканская — двухотверстичной конвенции NEMA для болтов ½ дюйма с межцентровым расстоянием 1¾ дюйма (44,45 мм) и отверстиями 0,562 дюйма. Одна и та же полоса, другой настройка turret-половинки, другой набор оснастки. Там, где обслуживают оба рынка, количество рабочих позиций в станке — это коммерческое, а не техническое решение. Это аргумент в пользу 24-позиционного обрабатывающего центра, такого как IMAC-CENTER 80, а не стационарной линии с фиксированной оснасткой.

• Бюджет нагрева: практика IEC и Северной Америки допускает очень разный нагрев на одной и той же полосе, при этом северамериканские пределы более жёстки и чувствительны к покрытию. Подбор полосы по одной системе и её отправка по другой — это прямой способ провалить уже оплаченные испытания.

• Покрытие: вытекает из предыдущего пункта и противоречит обычным рекомендациям для рынка IEC, где контактирующие поверхности медных соединений обычно остаются без покрытия, поскольку мягкое поктие может пластически деформироваться при нагреве и ослаблять контактное давление.

• Кромки и качество поверхности: определяются диэлектрическими требованиями на средних напряжениях и качеством контакта на любом напряжении. Удаление заусенцев — не косметическая операция, когда заусенец находится в контактирующей поверхности: он удерживает две полосы на расстоянии, поэтому расчётная и фактическая площади контакта различаются. Линия для去除заусенцев, такая как BND800-2, существует потому, что эту работу нельзя надёжно выполнять вручную на производственных скоростях.

• Маркировка и документация: знак UL-листинга, декларация CE и сертификат CCC создаются в рамках трех разных процессов с разными сроками. Сроки выполнения соглашения о последующей инспекции, лежащего в основе листинга UL, практически всегда недооцениваются, поскольку это текущее обязательство завода, а не разовая процедура.

Два практических примера

Рассмотрим главный распределительный щит на 4000 A для немецкого дата-центра. Изделие: сборка PSC, следовательно, IEC 61439-1 с IEC 61439-2. Напряжение: 400 V, полностью в пределах области применения. Рынок: ЕС, поэтому декларация соответствия Directive LVD и EMC с файлом проверки проекта. При токах свыше 1600 A расчетный путь недоступен, поэтому повышение температуры проверяется испытанием или выводится из испытанного проекта, и это решение должно быть принято до начала резки первого шинопровода, так как оно определяет, будет ли собираться испытательный образец. Номинальный ток шины по DIN 43671 с поправочными коэффициентами, схемы перфорации по DIN 43673-1, материал по EN 13601 с указанием степени закалки в заказе. Воздушные и поверхностные расстояния определяются по IEC 60664-1 с соответствующей степенью загрязнения.

Теперь линия вставного шинопровода на 2500 A для американского распределительного центра. Изделие: шинопровод, следовательно, UL 857 с NEMA BU 1 и BU 1.1. Напряжение: 480 V и ток 2500 A, оба параметра в пределах области применения. Рынок: США, поэтому листинг аккредитированной NRTL с последующей инспекцией, а не декларация поставщика. Геометрия соединительных пластин и точность плоскости соединения входят в область стандарта, что делает шаг отверстий стыковых пластин вопросом соответствия, а не вопросом подгонки. Поэтому шинопроводное оборудование характеризуется точностью шага, а не грузоподъемностью. Повышение температуры определяется североамериканскими нормами, что и определяет решение по покрытию шин. В нашей статье о джигловке и стыковых пластинах описана последовательность изготовления.

Оба заказа используют одну и ту же медь, одни и те же операции гибки и значительную часть оборудования. Они различаются схемой перфорации, покрытием, допустимым повышением температуры и маршрутом подтверждения соответствия, и каждое из этих расхождений должно быть урегулировано до начала первой операции резки, а не при инспекции.