-
8/10/2019 A guide for minimun electrical clearances for Standard
Basic Insulation Levels.pdf
1/6
I n t h e n e x t
p a r a g r a p h
i t
w o u l d
b e
more
a p p r o p r i a t e
i f
t h e w o r d
n o n s k i d w e r e
a d d e d
s o
t h a t
t h e
s e n t e n c e w o u l d c o m m e n c e :
A d e q u a t e
n o n s k i d
s t a i r w a y s
.
A l s o ,
t h i s s e c t i o n
s h o u l d
c o n t a i n t h e t h o u g h t
t h a t
p l a t f o r m s
a n d
p e r m a n e n t l a d d e r s
s h o u l d
b e
a v o i de d w h e r e p o s s i b l e ,
b u t
w h e r e
n e c es s ar y , s a f e g u ar d s
a r e a s
i n d i c a t e d .
H . P .
C a d a r i o : We a r e
p le a s e d t h a t
M r .
R i x s e h a s
p r e s e n t e d c e r t a i n
a d d i t i o n s ,
s o m e
o f
w h i c h h a d
b e e n
c o n s i d e r e d ,
b u t w e r e
o m i t t e d b e c au s e
o f
t h e
n e c e s s i t y
o f
m a i n t a i n -
i n g
t h e
p a p e r
w i t h i n a
r e a s o n a b l e
s i z e .
T h e s e a d d i t i o n s w i l l
c e r t a i n l y a i d i n
t h e
c l a r i f i c a t i o n
o f c e r t a i n p o i n t s i n t h i s
l a r g e
s u b j e c t .
A
u i d e
r o r
M i n i m u m
E l e c t r i c a l
Clearances r o r
S t a n d a r d
B a s i c I n s u l a t i o n
Levels
A I E E
COMMITTEE
R E P O R T
MANY u t i l i t y c o m p a n i e s
h a v e t h e i r
own
s t a n d a r d s f o r minimum c l e a r -
a n c e s t o
g r o u n d
a t
v a r i o u s
v o l t a g e s
a n d
b a s i c
i n s u l a t i o n l e v e l s .
S o m e
n a t i o n a l
a n d
s t a t e
o r g a n i z a t i o n s
h a v e
a l s o
s e t u p
t h e s e
c l e a r a n c e s
i n a
r a t h e r l i m i t e d f a s h -
i o n . A l l o f
t h e s e
s t a n d a r d s h a v e
l o n g
y e a r s
o f
u s e
b e h i n d
t h e m a n d , w h i l e
t h e
a c t u a l
m e t h o d
o f
a r r i v i n g
a t t h e
v a l u e s
h a s
b e e n l o s t
i n
many
c a s e s ,
i t
i s
i n t e r e s t -
i n g
t o n o t e
t h a t
i n
a n a p p r o x i m a t e
manner m o s t o f
t h e
e x i s t i n g
s t a n d a r d s
a g r e e
t o
a
l a r g e
e x t e n t .
The
n e e d
f o r c o r r e l a t i o n
o f
e x i s t i n g
d a t a a n d
o f
s e l e c t i n g
v a l u e s
w i t h
s o m e
l o g i c a l
b a c k g r o u n d
b r o u g h t
a b o u t
t h e
f o r m a t i o n o f
t h e
c o m m i t t e e
r e s p o n s i b l e
f o r
t h i s
g u i d e .
I t
i s
a s u b c o m m i t t e e
o f
t h e
N a t i o n a l AI E E C o m m i t t e e o n S u b -
s t a t i o n s .
The
r e s u l t s
o f
i t s
f i n d i n g s
a r e
g i v e n
i n T a b l e
I .
G r o u n d
C l e a r a n c e
A l l
v a l u e s
u s e d i n
c o m p u t i n g
t h e s e
c l e a r a n c e s a r e b a s e d
o n
t h e b a s i c i n s u l a -
t i o n
l e v e l s
( B I L )
t a b u l a t e d
i n
c o l u m n
1 ,
T a b l e
I I .
I n
c o l u m n 2
t h e s e BI L
a r e
t r a n s l a t e d
i n t o
m ax i m u m
i n c h e s
o f
g a p ,
b a s e d o n
f l a s h o v e r
a t
s e a
l e v e l .
S i n c e
a
p o s i t i v e
wave
w i l l
f l a s h
a
l a r g e r g a p
t h a n
a
n e g a t i v e
wave o f
e q u a l
v o l t a g e , p o s i t i v e
wave v a l u e s a r e u s e d . T h e s e
v a l u e s
a r e
b a s e d o n
f l a s h o v e r s
o f
1 / 2 - i n c h
s q u a r e
r o d s .
I
P a p e r 5 4 - 8 0 ,
recommended
by
t h e
A I E E S u b s t a -
t i o n s Committee
an d
a p p r o v e d by
t h e
AIEE
C o m -
m i t t e e o n
T e c h n i c a l
O p e r a t i o n s
f o r
p r e s e n t a t i o n a t
t h e
A I E E
W i n t e r
G e n e r a l
M e e t i n g ,
New
Y o r k ,
N.
Y . , J a n u a r y
1 8 - 2 2 ,
1 9 5 4 .
M a n u s c r i p t
s u b -
m i t t e d O c t o b e r
2 0 ,
1 9 5 3 ;
ma de
a v a i l a b l e f o r
p r i n t -
i n g N o ve m b e r
2 0 ,
1 9 5 3 .
T h e
p e r s o n n e l
of
t h e
W o r k i n g
G r o u p
o n
M i n i m u m
C l e a r a n c e s o f t h e
A I E E
Committee
o n
S u b s t a t i o n s
a r e : S .
C .
K i l l i a n ,
C h a i r m a n ,
T .
J .
A l l e n ,
J .
L .
B u c k l e y ,
H. P .
C a d a r i o ,
E .
M .
H u n t e r ,
K.
E .
P e r -
s o n i u s ,
C .
H.
S m o k e ,
an d
R .
F . S t e v e n s .
T h e s e
f l a s h o v e r v a l u e s
m u s t t h e n
b e
t r a n s l a t e d i n t o
w i t h s t a n d
v a l u e s ,
f o r
t h o s e
c l e a r a n c e s
c h o s e n
m u s t
w i t h s t a n d
t h e
v a r i o u s
BI L l i s t e d .
T h i s
i s d o n e b y
i n c r e a s i n g
t h e
s p a c i n g s b y 1 0 p e r c e n t .
T h e s e 1 1 0 - p e r - c e n t
v a l u e s a r e s h o w n i n
c o l u m n
3 , T a b l e
I I .
W h i l e
t h i s
m e t h o d
i s
n o t
a b s o l u t e l y
s c i e n t i f i c ,
i t
i s s u f f i -
c i e n t l y
a c c u r a t e f o r
t h i s
p u r p o s e .
Fr o m l a r g e
l a b o r a t o r y
e x p e r i e n c e i t
h a s
b e e n f o u n d t h a t
f l a s h o v e r s
o f
b u s s e s
t o
b e a m s ,
s w i t c h
p a r t s t o
s t r u c t u r e s , i n s u l a -
t o r
l i v e
p a r t s
t o
g r o u n d
w i r e , e t c . ,
d o
n o t
f o l l o w
r o d
g a p s v e r y c l o s e l y
b e c a u s e
o f
t h e i r
d i f f e r e n t g e o m e t r y
a n d
c o n s e q u e n t l y
d i f f e r e n t
e l e c t r i c - f i e l d
p a t t e r n s .
F l a s h -
o v e r
v a l u e s a s
much a s 1 2
p e r
c e n t
l o w e r
h a v e
b e e n n ot e d
w h e n
c o m p a r i n g
t h e s e
c o n f i g u r a t i o n s
t o r o d
g a p s .
I n
o t h e r
w o r d s ,
a
p o s i t i v e
wave
w i l l
f l a s h
a
1 9 3 / 8 -
i n c h
r o d
g a p
a t
3 4 5 k v .
H o w e v e r ,
t h e
s a m e
1 9 3 / 8
i n c h e s
a p p e a r i n g
b e t w e e n
s w i t c h
h a r d w a r e a n d
g r o u n d
w i l l
f l a s h
a t
o n l y
3 0 6
k v .
T h e r e f o r e ,
i f a l l
t h e v a r i o u s
o d d
c o n f i g u r a t i o n s
w h i c h
o c c u r i n o u t d o o r
e l e c t r i c a l
d e s i g n
a r e t o b e
g i v e n j u s t c o n -
s i d e r a t i o n ,
t h e
s p a c i n g s
s h o w n i n c o l u m n
3 ,
T a b l e
I I ,
must
b e i n c r e a s e d
b y
a p -
p r o x i m a t e l y
1 2
p e r
c e n t t o b e
r e a s o n a b l y
s u r e
t h a t
t h e y
w i l l
w i t h s t a n d
t h e
B I L .
T h e s e
v a l u e s ,
s h o w n
i n
c o l u m n
4 ,
T a b l e
I I , a n d c o l um n
3 ,
T a b l e
I ,
a r e r e c o m -
mended
m inim um
c l e a r a n c e s
t o
g r o u n d
a t
s e a
l e v e l .
S e v e r a l
e x p l a n a t i o n s
f o r
s e l e c t i n g
v a l u e s
f r o m
t h e
t a b l e
s h o u l d
b e
made
h e r e .
S t a c k i n g
i n s u l a t o r s
f o r
a i r
s w i t c h e s ,
b u s
i n s u l a t o r s ,
a n d t h e
l i k e
f o r BI L o f
6 5 0
k v ,
8 2 5
k v ,
a n d
1 , 1 7 5
kv a r e
n o t
a v a i l a b l e .
I t i s t h e r e f o r e
u s u a l l y n e c e s s a r y
t o
u s e
i n s u l a t o r s t a c k s
o f
7 5 0
k v ,
9 0 0
k v ,
a n d
1 , 3 0 0
kv
r e s p e c t i v e l y . When
c h o o s i n g
minimum
c l e a r a n c e s t o c o - o r d i n a t e w i t h
t h i s
c o m b i n a t i o n o f
c i r c u m s t a n c e s
( b r e a k -
e r s
a n d
t r a n s f o r m e r s
a t
o n e
l e v e l
a n d
s t a c k i n g
i n s u l a t o r s
a t
a n o t h e r ) ,
t h e
d e -
s i g n e r
m u s t
c h o o s e
o n e o f t h e t w o
l e v e l s
w i t h
w h i c h
t o c o - o r d i n a t e h i s
c l e a r a n c e s .
C l e a r a n c e s f o r
t h e
e x t r a - h i g h
BIL
a r e
n o t
s h o w n ,
a s
t h e s e l e v e l s
a r e
n o t y e t
f u l l y s t a n d a r d i z e d .
H o w e v e r ,
w h e n
t h e
BI L
i s
known
t h e s e
c l e a r a n c e s c a n b e
r e a d i l y
c o m p u t e d , u s i n g
t h e
m e t h o d
j u s t
o u t l i n e d .
C o rr e c t i on s s h o u ld
b e
made
i n
T a b l e
I
i f
a p p a r a t u s i s
t o b e
a p p l i e d
a t
e l e v a t i o n s
a b o v e
3 , 3 0 0
f e e t .
A l l
c l e a r a n c e s
s h o u l d
b e i n c r e a s e d ,
i n k e e p i n g
w i t h
t a b l e s a p -
p e a r i n g
i n
A I E E
S t a n d a r d 2 2 A . 2
F o r
e x a m p l e ,
a t 5 , 0 0 0 f e e t , t h e
minimum
v a l u e s g i v e n i n t h e t a b l e
s h o u l d b e d i -
v i d e d b y 0 . 9 5 t o o b t ai n t h e
c o r r e c t e d
v a l u e ; a t 1 0 , 0 0 0 f e e t ,
t h e
t a b l e v a l u e s
s h o u l d
b e
d i v i d e d
b y 0 . 8 0 ,
a n d s o
o n .
I t s h o u l d
a l s o b e p oi n t e d o ut t h a t
t h i s
g u i d e
i s
n o t i n t e n d e d
f o r u s e i n t h e
d e s i g n
o f e l e c t r i c
d e v i c e s o r
a p p a r a t u s
s u c h
a s
c i r c u i t
b r e a k e r s ,
t r a n s f o r m e r s ,
e t c .
I t
i s
t o b e
u s e d
o n l y
i n
t h e i n s t a l l a t i o n
o f
e q u i p m e n t
i n t h e
f i e l d .
I n
g e n e r a l ,
i t
i s r e m a r k a b l e
h ow
w e l l
t h e min i mu m
c l e a r a n c e s t o
g r o u n d
s h o w n
i n
T a b l e
I
a g r e e w i t h
t h o s e o f
a
g r e a t
m a j o r i t y
o f
u t i l i t y
s t a n d a r d s .
S i n c e
manv
o f t h e s e
u t i l i t y
v a lu e s a n t e d a t e
t h e
B I L ,
i t
i s
l i k e l y
t h a t
t h e y
a r e
b a s e d
o n i n s u l a t o r
c h a r a c t e r i s t i c s
a s
d i s c u s s e d
i n
t h e
A p p e n d i x .
S w i t c h
a n d b u s
i n s u l a -
t o r
d i m e n s i o n s
a n d d a t a
a r e
a l s o
g i v e n
i n
T a b l e
I I I .
P h a s e S p a c i n g
T h e
a v e r a g e
p h a s e
s p a c i n g
i n u s e
t o d a y
i s b a s e d
o n a
V / 3
o r
1 . 7 3
f a c t o r a n d c a n
b e c h e c k e d
q u i t e w e l l , c e n t e r
l i n e
t o
c e n t e r
l i n e ,
b y
u s i n g
t h e
f o l l o w i n g p r o -
c e d u r e ;
t o t h e
a r c i n g
d i s t a n c e o v e r
a
c a p
a n d
p i n e q u i p m e n t i n s u l a t o r ,
a d d a
f a c t o r
o f 2 0
p e r
c e n t , m u l t i p l y b y
1 . 7 3
a n d
a d d
t h e h a r d w a r e w i d t h
( u s u a l l y
t h e
d i a m e t e r
o f t h e
i n s u l a t o r
c a p ) . ( I n
t h e
h i g h e r
v o l t a g e s
t h i s
m e t h o d
b r e a k s
d o w n .
S p a c i n g s
a r e
s m a l l e r
t h a n
w o u l d b e
o b -
t a i n e d
b y
t h i s
m e t h o d . )
T h i s
1 . 7 3 f a c t o r
h a s
v e r y
l i t t l e
j u s t i f i c a t i o n .
I t
i s
t r u e
t h a t t h e
6 0 - c y c l e
v o l t a g e
b e t w e e n
p h a s e s
i s
1 . 7 3 t i m e s
t h a t
t o
g r o u n d ,
b u t
o t h e r
c o n s i d e r a t i o n s t h a n
6 0 - c y c l e
v o l t a g e
d e t e r m i n e
i n s u l a t o r t o
g r o u n d
a n d
c l e a r -
a n c e
b e t w e e n
p h a s e s .
G u i d e
f o r
E l e c t r i c a l
C l e a r a n c e s
f o r
BIL
3 6
J U N E ,
1
9 5 4
Authorized licensed use limited to: Universidad de chile.
Downloaded on August 25, 2009 at 22:55 from IEEE Xplore.
Restrictions apply.
-
8/10/2019 A guide for minimun electrical clearances for Standard
Basic Insulation Levels.pdf
2/6
T a b l e 1
M i n i m u m
E l e c t r i c a l
C l e a r a n c e s
F o r S t a n d a r d
B I L O u t d o o r A - C
1
2
3
4
5
6
M i n i m u m
C l e a r a n c e
M i n i m u m
C l e a r a n c e
Minimum
Between P h a s e s
Between
O v e r h e a d M i n i m u m
C l e a r a n c e
C l e a r a n c e
( o r L i v e
P a r t s ) C o n d u c t o r s
a n d
Between W i r e s
t o Ground f o r
R i g i d
P a r t s ,
Grade
f o r P e r s o n n e l
an d
R o a d w a y s ,
K v
BI L L e v e l ,
f o r
R i g i d
I n c h e s ,
S a f e t y ,
I n s i d e
I n s i d e S u b s t a t i o n
C l a s s Kv
W i t h s t a n d
P a r t s , I n c h e s
M e t a l t o
M e t a l S u b s t a t i o n ,
F e e t
E n c l o s u r e ,
F e e t
7 . 5
.....
9 5
.. 6 . . . . . . . . . . . . . .
7 .
8.
2 0
1 5 . . . . . .
1 1 0 .
7.
......
1 2
.
2 0
2 3
..
1 .
. 1 5
. 10
.................
2 2
3 4 . 5 ......
2 0 0
3
......
1 8
. . .
1 0
4 6
......
2 5 0
.. .
7
..
2 1 .10
2 2
6 9 . . . . . .
3 5 0
.
2 5 . 31
..............
1 1 . 2 3
1 1 5
. . . . . .
550.
4 2
.53
..............
1 2. 2 5
1 3 8
. . . . . .
650.
5 0 .62
..............
1 3
. 2 5
1 6 1
. . . . . .
750. 5 8
.72
. . . . . . . . . . . . . .
1 4
. 2 6
2 3 0
. . . . . .
825
6 8 0
.
. . . . . . . . . . . . .
1 5
. 2 7
2 3 0
......
9 0 0
.. .
7 1
. 8 9
.15
2 7
1 050.
83
.105
6
2 8
1 , 1 7 5
4 .
1 1 3
17
2 9
N o t e s
1 . C o - o r d i n a t e
kv c l a s s a n d
BI L
when c h o o s i n g
m i n i m u m
c l e a r a n c e s .
2 .
T h e
v a l u e s
a b o v e
a r e
recommended
m inim u m s b u t m ay b e
d e c r e a s e d
i n l i n e w i t h
g o o d
p r a c t i c e
d e -
p e n d i n g
on
l o c a l
c o n d i t i o n s , p r o c e d u r e s ,
e t c .
3 .
T h e v a l u e s a b o v e
a p p l y
t o 3 , 3 0 0
f e e t a b o v e s e a
l e v e l . Above
t h i s
e l e v a t i o n
i n c r e a s e a b o v e
v a l u e s
a c c o r d i n g
t o
p a r a g r a p h
2 2 - 4
o f
A I E E S t a n d a r d N o .
2 2 A . 2
4 .
T h e s e recommended
m inim um
c l e a r a n c e s
a r e
f o r
r i g i d c o n d u c t o r s .
Any
s t r u c t u r a l t o l e r a n c e s ,
o r
a l l o w a n c e s
f o r c o n d u c t o r
m o v e m e n t ,
o r
p o s s i b l e r e d u c t i o n
i n s p a c i n g
by
f o r e i g n o b j e c t s s h o u l d
b e
a d d e d
t o
t h e s e
m i n i m u m
v a l u e s .
5 .
T h e s e
m i n i m u m c l e a r a n c e s
a r e
i n t e n d e d
a s
a
g u i d e
f o r t h e
i n s t a l l a t i o n
o f e q u i p m e n t
i n
t h e f i e l d o n l y ,
a n d
n o t
f o r
t h e d e s i g n o f
e l e c t r i c
d e v i c e s
o r a p p a r a t u s
s u c h a s c i r c u i t
b r e a k e r s ,
t r a n s f o r m e r s ,
e t c .
A c t u a l l y ,
a l l
t h a t i s
r e q u i r e d
i s
e n o u g h
i n c r e a s e d
s p a c i n g
t o c a u s e
f l a s h o v e r
t o
o c c u r
p h a s e
t o g r o u n d
i n s t e a d
o f p h a s e
t o
p h a s e .
B e c a u s e
o f
t h e
s e v e r e
s y s t e m
d i s t u r b a n c e s
t h e y c a u s e ,
p h a s e - t o - p h a s e
f a u l t s a r e l e a s t d e s i r a b l e .
I t i s t h e r e f o r e
n e c e s s a r y
t h a t
t h e
d i s t a n c e
b e t w e e n
p h a s e s e x c e e d
t h a t
t o g r o u n d ,
t h e r e b y
p r a c t i c a l l y
i n s u r i n g
a
f l a s h o v e r
t o
g r o u n d .
T h i s
m i g h t
b e
d o n e b y
m e r e l y a d d i n g
s o m e
s a f e t y
f a c t o r
t o
t h e
v a l u e s
s h o w n
i n c o l u m n 3 .
An a d d e r o f
1 0
p e r
c e n t
w o u l d
b e
s u f f i c i e n t
f o r
r e a s o n a b l y i n s u r i n g
f l a s h o v e r
t o
g r o u n d
i f
o n l y
w i t h s t a n d
v a l u e s w e r e c o n c e r n e d .
H o w e v e r , a n o t h e r
p r o b l e m
m u s t
b e
c o n s i d e r e d
w h e n
a t t e m p t i n g
t o
a r r i v e
a t
c o r r e c t
p h a s e
s p a c i n g
v a l u e s .
T h i s i s
t h e
f a c t
t h a t p h a s e s p a c i n g
f l a s h o v e r s
m u s t
e x c e e d
t h e a c t u a l f l a s h o v e r
o f
i n -
s u l a t o r s
a n d
n o t
o n l y
t h e
BI L w i t h s t a n d s ,
i f f l a s h o v e r
i s
t o o c c u r
t o
g r o u n d
a n d
n o t
b e t w e e n
p h a s e s .
I n
o t h e r
w o r d s ,
a d d i n g
o n l y
a
1 0
p e r
c e n t
s a f e t y
f a c t o r
t o t h e
BIL
a s
s u g g e s t e d
i n
t h e
p r e c e d i n g
p a r a -
g r a p h m ay
b e i n s u f f i c i e n t b e c a u s e
t h e
a c t u a l
f l a s h o v e r
o f t h e i n s u l a t o r may
b e
m o r e
t h a n
1 0
p e r
c e n t
o v e r t h e B I L .
A c c o r d i n g l y ,
v a l u e s
f o r
e a c h
i n s u l a t o r
c l a s s
s t a n d a r d
c a p
a n d
p i n e q u i p m e n t
i n s u l a t o r s 3
w e r e
s e t
down f o r 6 0 - c y c l e ,
i m p u l s e
p o s i t i v e ,
a n d i m p u l s e n e g a t i v e
f l a s h o v e r ,
a n d
t h e s e
u s e d
a s
a b a s i s
o f
c o m p a r i s o n .
T h e n a
r o d
g a p
d i s t a n c e
w a s
c h o s e n w h i c h
p r o v i d e d
a
l a r g e r
f l a s h o v e r
t h a n t h e
i n s u l a t o r
u n d e r
a l l
t h r e e
c o n d i t i o n s ,
6 0 - c y c l e ,
i m p u l s e
p o s i -
t i v e ,
a n d
i m p u l s e
n e g a t i v e .
As a n
e x a m p l e ,
r e f e r t o
t h e
7 . 5 - k v
c l a s s .
The i n s u l a t o r
i t s e l f
h a s t h e
f o l l o w -
i n g s t a n d a r d
f l a s h o v e r s ,
b a s e d
o n
c l e a n
i n s u l a t o r s : 6 0 - c y c l e ,
6 0 k v ;
p o s i t i v e -
i m p u l s e ,
1 0 5 k v ;
a n d
n e g a t i v e - i m -
p u l s e ,
1 2 0
k v .
A f t e r s o m e t r i a l
d i s t a n c e s ,
i t i s f o u n d
t h a t
a
5 - i n c h
r o d
g a p h a s t h e f o l l o w i n g
f l a s h o v e r s :
6 0 - c y c l e , 6 6
k v ;
p o s i t i v e -
i m p u l s e , 1 0 8
k v ; a n d
n e g a t i v e - i m p u l s e ,
1 2 6
k v .
A
4 - i n c h
g a p
i s
i n s u f f i c i e n t
t o
m a t c h
t h e
i n s u l a t o r
f l a s h o v e r s .
T h e r e f or e t h e
5 - i n c h v a l u e
w a s s e t
d o w n a s a
minimum
c l e a r a n c e . A l l i n s u l a t o r s
a n d
r o d
g a p s
w e r e
s i m i l a r l y
s t u d i e d a n d
c o l u m n 5 ,
T a b l e
I I ,
i s t h e r e s u l t .
Ten
p e r c e n t
m u s t t h e n
b e a d d e d
t o
t h e s e v a l u e s
t o
i n s u r e
f l a s h o v e r
a t
t h e
i n s u l a t o r
t o
g r o u n d ,
r a t h e r
t h a n
b e t w e e n
p h a s e s .
T h e s e
v a l u e s a r e
s h o w n
i n
c o l u m n
6 ,
T a b l e
I I . A n o t h e r
1 2
p e r
c e n t
m u s t
b e a d d e d
t o t a k e
c a r e
o f
t h e
d i f f e r e n c e
i n
f l a s h o v e r s
b e t w e e n
r o d
g a p s
a n d e q u i p m e n t
o r d i n a r i l y
e n c o u n t e r e d
i n s u b s t a t i o n
d e s i g n
a s
e x p l a i n e d
i n
t h e
s e c t i o n
o n
g r o u n d
c l e a r a n c e s .
T h e s e
v a l u e s
r o u n d e d
o f f
t o t h e
n e x t h i g h e r
i n c h
a r e s h o w n
i n
c o l u m n
7 ,
T a b l e
I I ,
a n d
i n
c o l u m n
4 ,
T a b l e
I L
a s
r e c o m -
m e n d e d
minimum
c l e a r a n c e s
b e t w e e n
p h a s e s
a t s e a l e v e l .
I t
i s n o t e x p e c t e d
t h a t t h e s e
c o l u m n
4 ,
T a b l e
I ,
v a l u e s w i l l
f i n d
g r e a t
u s e
i n
s u b s t a t i o n
d e s i g n
f o r
a p p l i c a t i o n
a s
s t a n d a r d s p a c i n g s .
T h e
l a r g e r s p a c i n g s
no w
i n
u s e
h a v e
a
w e a l t h
o f l o n g e x p e r i -
e n c e b e h i n d t h e m
a n d
a r e
u n l i k e l y
t o
b e
e a s i l y c h a n g e d .
T h e c o l u m n
4 ,
T a b l e
I ,
v a l u e s
a r e r e c o m m e n d e d
m i n i m u m s ,
h o w e v e r , a n d
c a n
b e s o u s e d .
N o t e
t h a t
t h e s e
s p a c i n g s
a r e
m e t a l
t o m e t a l .
H a r d -
w a r e
d i m e n s i o n s
m u s t
b e
a d d e d
t o
o b -
t a i n
c e n t e r - l i n e
t o
c e n t e r - l i n e
s p a c i n g s .
T h e s e
s p a c i n g s ,
i t
s h o u l d
b e
n o t e d
a l s o ,
a r e
f o r
b u s s e s
a n d d i s c o n n e c t s
o n l y ,
a n d
d o n o t a p p l y
t o e x p u l s i o n - t y p e
f u s e s
o r
a r c - i n t e r r u p t i n g
s w i t c h e s
w h e r e
t h e
s p a c -
i n g
m u s t b e l a r g e r .
L i k e w i s e ,
c e r t a i n
c l a s s e s
o f c o n s t r u c t i o n
a n d
c o n d i t i o n s ,
s u c h
a s
t h e
p r e s e n c e
o f
c h e m i c a l
f u m e s ,
s a l t
w a t e r
s p r a y ,
e x t r e m e
d u s t ,
e t c . ,
m ay
r e q u i r e
g r e a t e r
s p a c i n g .
H i g h
s h o r t -
c i r c u i t
s t r e s s e s
when p r e s e n t
m u s t
a l s o
b e
c o n s i d e r e d
i n
p h a s e - s p a c i n g
r e q u i r e -
m e n t s .
Minimum
c l e a r a n c e s
b e t w e e n
l i v e
p a r t s
o f d i f f e r e n t
v o l t a g e s
s h o u l d
b e
t h e
v a l u e
g i v e n
i n t h e
t a b l e
f o r
p h a s e
s p a c i n g
a t
t h e
h i g h e r v o l t a g e .
T h i s
p a p e r
h a s
p u r p o s e l y
o m i t t e d
r e f -
e r e n c e s t o
l i g h t n i n g
a r r e s t e r p r o t e c t i o n ,
m a g n i t u d e s
o f s w i t c h i n g s u r g e s ,
e t c .
A l l
o f t h e s e
f a c t o r s a r e
i m p o r t a n t
i n
c h o o s i n g
a n
i n s u l a t i o n
l e v e l .
H o w e v e r ,
a f t e r
t h i s
T a b l e I I
B a s i c I n s u l a t i o n
L e v e l s
1
2
3
4
5
6
7
1 / 2 - I n c h
R od G ap
F l a s h o v e r
1
1 / 2 x 4 0
M i c r o s e c o n d s
I n s u l a t o r
P o s i t i v e Wave
1 1 0
P e r
C e n t ,
1 1 2 P e r
C e n t ,
F l a s h o v e r
1 1 0 P e r
C e n t ,
1 1 2 Pe r
C e n t ,
BI L
L e v e l ,
I n c h e s
a t
Column
2 ,
Column
3 , C o - o r d i n a t i o n , *
Column 5 ,
C o l u m n 6 ,
Ky
W i t h s t a n d
S e a L e v e l
I n c h e s I n c h e s
I n c h e s
I n c h e s
I n c h e s
9 5 .
4 . 3 . 4 . 7 3
6 .
5 . . . . . . . . .
5 . 5
. . . . . . . . .
7
1 1 0
5
.5.5
7.
9 . . . . . . . . .
9 . 9
. . . . . . . . .
1 2
1 5 0
7 . 5 .
8 . 2 5
. .
1 0
12
........
1 3 . 2
.........
1 5
2 0 0
. 1 0 . 5
.
1 1 .
5 5
. .
1 3
14
........
1 5 . 4
.........
1 8
250
1 3 . 5
.
1 4 . 8 5 . . . 1 7 . 1 7
8 .
7
1
3 5 0 .
2 0
. . . . . . . .
2 2
. . . . . . . . . . . . . . . . . 2 5
5
. . . . . . . . .
2 7 7 . 5 . . . . . . . . .
3 1
550
3 4 4 . . . 3 4
.......
3 7 . 4
.
. . . . . . . . . 4 2 . . . . . . . . . . . .
4 3
. . . . . . . . .
4 7 . 3 . . . . . . . . .
5 3
6 5 0 . . . . . . . . . .
4 4
5 . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5 0
.
5
5 5
2
7 5 0
4 7
. . . . . . . . . .
5 1 . 7
..........5.........
6 3 . 8
.........
7 2
8 2 5
.
5 2
. . . . . . . . . .
5 7 . 2
..........
6 5
6571 5
........
8 0
9 0 0 . . . . . . . . . .
6 2 . 7 ....................
7 2
. . . . . . . . .
7 9 . 2
.........
8 9
1050.
6 7
. . . . . . . . . .
7 3 . 7
. . . . . . . . . .
8 3
85
........
9 3 . 5
..
1 0 5
1 1 7 5 .
7 6
. . . . . . . . . .
8 3 . 6
..........
9 4
91
........
1 0 0 . 1
..
1 1 3
*
I n s u l a t o r s t a c k s
n o t
a v a i l a b l e
a t
6 5 0
k v ,
8 2 5
kv
and
1 , 1 7 5
k v .
V a l u e s
shown
o b t a i n e d
b y
i n t e r p o l a t i o n .
G u i d e
f o r
E l e c t r i c a l
C l e a r a n c e s
f o r
BI L
6 3 S 7
J U N E
1 9 5 4
Authorized licensed use limited to: Universidad de chile.
Downloaded on August 25, 2009 at 22:55 from IEEE Xplore.
Restrictions apply.
-
8/10/2019 A guide for minimun electrical clearances for Standard
Basic Insulation Levels.pdf
3/6
T a b l e
I l l
S w i t c h a n d
B u s I n s u l a t o r
D i m e n s i o n s a n d
G e n e r a l D a t a 3
l
2
3
4
5
BI L L e v e l ,
I n s u l a t o r
H e i g h t ,
I n s u l a t o r A r c i n g
I n s u l a t o r
T e c h n i c a l
Kv
C l a s s
Kv
W i t h s t a n d
I n c h e s
D i s t a n c e ,
I n c h e s R e f e r e n c e
N o .
7 . 5
................
9 5
.
7 / 2
.
.
5 1 / 4
.
1
1 5
................. 1 1 0
...1......0..
. . . . . . 7 1 4 . . . . .. .
4
2 3
................. 1 5 0 1
2 . . .
1 2
.
. . . . . . . . . . . . 9 1 / 2 . . .
7
3 4 . 5
................. 2 0 0
1 5 . . . . . . . . . . . . . . . .
.............
1 4
..
1 0
4 6
.................
2 5 0
. . . . . . . . . . . . . . 1 8
.
. . . . . . . . . . . . . . .
1 7
. . . . . . . . . . . . . . 1 3
6 9
. . . . . . . . . . . . . . . . .
35 0
. . . . . . . . . . . . . . . . 29
8..16
1 1 5
5 5 0
.
4 3 / 2
. . . . . . . . . . . . . . .
1 9
1 3 8
.................
6 5 0
*
1 6 1
..............
75 0
. . . . . . . . . . . .
. 58
......
5 8
. . . . . . . . . . . . 6 . . . .
2 3 0
............. 8 2 5
.............. *
2 3 0
. . . . . . . . . . . . . . . . .
9 0 0
7 2 1 / 2
.
7 4
. . . . . . . . . . . . . . . .
2 7
1 , 0 5 0
8 7
8 8
................ 2 8
1 17
*
T h e r e a r e
no
s t a n d a r d
i n s u l a t o r
s t a c k s f o r BI L
of 6 5 0 , 8 2 5 ,
an d 1 , 1 7 5 .
l e v e l i s c h o s e n ,
minimum
c l e a r a n c e s m u s t
b e u s e d
a s
g i v e n
i n
t h e t a b l e
f o r
t h a t
l e v e l ,
t o
c o - o r d i n a t e t h e
i n s u l a t i o n i t s e l f
w i t h
t h e
c l e a r a n c e s .
C o n d u c t o r
C l e a r a n c e
t o
G r o u n d
a n d
R o a d w a y s
M i n i m u m
c l e a r a n c e s
b e t w e e n
o v e r h e a d
c o n d u c t o r s a n d
g r o u n d
i n s i d e s u b s t a t i o n s
a r e
f a i r l y
w e l l
s t a n d a r d i z e d i n
t h e
N a t i o n a l
E l e c t r i c a l
C o d e , 4
a n d
o t h e r s ,
u p
t o
1 1 5
k v ,
a n d
a g r e e
s u b s t a n t i a l l y
w i t h
t h e
v a l u e s
a p p e a r i n g i n
c o l u m n 5 , T a b l e
I .
I f
t h e g r o u n d
c l e a r a n c e s
s h o w n
i n
c o l u m n
3 a r e
s u b t r a c t e d f r o m
t h o s e i n
c o l u m n
5
u p
t o
1 1 5 k v , i t
i s f o u n d t h a t
t h e
a v e r a g e
d i f f e r e n c e
i s a b o u t 8
f e e t 6
i n c h e s . T h i s
d i m e n s i o n
p r o v i d e s
f o r
a
t a l l m an
w i t h
a r m s o u t s t r e t c h e d .
A l l
r e m a i n i n g
v a l u e s
a b o v e
1 1 5
k v
i n
c o l u m n
5 , T a b l e
I , w e r e
s i m i l a r l y
computed-
r e c o m m e n d e d g r o u n d
c l e a r a n c e p l u s
8
f e e t
6 i n c h e s .
T h i s r e s u l t
w a s t h e n
r o u n d e d
o f f
t o t h e n e x t
h i g h e s t
f o o t .
T h i s
r e s u l t s
i n
s l i g h t l y
h i g h e r v a l u e s
t h a n
g i v e n i n s o m e
c o d e s b y
a
m a t t e r o f a f e w
i n c h e s .
T h e c o d e
v a l u e s
a r e o f c o u r s e
s a t i s f a c t o r y . I n
a g u i d e
s u c h a s
t h i s
w h e r e
a n
o v e r - a l l
a p p r o a c h
i s
m a d e ,
i t
i s
n o t d e s i r a b l e t o d i v i d e
r e c o m m e n d a t i o n s
o f
many f e e t i n t o
l e s s t h a n 1 - f o o t
i n c r e -
m e n t s .
M inimum c l e a r a n c e s b e t w e e n
o v e r h e a d
c o n d u c t o r s
a n d
r o a d w a y s
i n s i d e
s u b s t a -
t i o n s a r e s o m e w h a t s t a n d a r d i z e d
i n t h e
same
p u b l i c a t i o n s m e n t i o n e d
i n t h e
p r e -
c e d i n g
p a r a g r a p h
u p
t o 1 1 5
k v , a n d
v a l u e s
i n
c o l u m n
6 ,
T a b l e
I ,
s h o w
t h e s e
s t a n d a r d s . A s
was d o n e
j u s t p r e v i o u s l y ,
i f
c o l u m n
3 ,
T a b l e
I ,
i s
s u b t r a c t e d
f r o m
c o l u m n
6 , u p
t o
1 1 5
k v ,
t h e
a v e r a g e
d i f f e r e n c e
i s a b o u t 2 0
f e e t
6
i n c h e s .
T h i s
d i m e n s i o n
p r o v i d e s
f o r
a t r u c k l o ad w i t h
a
m an
s t a n d i n g
o n
t o p .
A l l
r e m a i n i n g
v a l u e s i n
c o l u m n
6 ,
T a b l e
I ,
w e r e
s i m i -
l a r l y
c o m p u t e d - g r o u n d c l e a r a n c e
p l u s
2 0
f e e t
6
i n c h e s ,
a n d
r o u n d e d o f f
t o
t h e
n e x t
h i g h e s t
f o o t .
Where
i n s t a l l a t i o n s
a r e
made
i n
a r e a s
s u b j e c t t o
h e a v y
snow
f a l l ,
a p p r o x i m a t e l y
2 f e e t s h o u l d
b e a d d e d t o t h e v a l ue s
w h i c h
a r e s h o w n i n c o l u m n s
5 a n d
6 ,
T a b l e
I .
I f l o c a l snow
e x p e r i e n c e
i s
a v a i l a b l e ,
t h i s
s h o u l d
b e
u s e d
i n s t e a d o f t h e
s u g g e s t e d
2
f e e t .
S u m m a r y
A
g u i d e
f o r
m i n i m u m
c l e a r a n c e s
a t
v a r i -
o u s
v o l t a g e s
h a s
b e e n
d e v e l o p e d ,
a n d
v a l -
u e s a r e s h o w n
i n T a b l e I
a s
f o l l o w s :
m i n i -
mum
c l e a r a n c e
t o
g r o u n d , c o l u m n
3 ;
minimum
c l e a r a n c e b e t w e e n
p h a s e s ,
m e t a l
t o
m e t a l ,
c o l u m n
4 ;
minimum
c l e a r a n c e
b e t w e e n
o v e r h e a d
c o n d u c t o r s a n d
g r a d e ,
c o l u m n
5 ;
a n d
m i n i m u m
c l e a r a n c e
b e -
t w e e n
w i r e s
a n d
r o a d w a y s ,
c o l u m n
6 .
A p p e n d i x
S i n c e t h e
h e i g h t s a n d
a r c i n g d i s t a n c e s
on
c a p -
a n d
p i n - t y p e e q u i p m e n t
i n s u l a t o r s
h a v e
l o n g
b e e n t h e
b a s i s
o n
w h i c h
many
g r o u n d
c l e a r a n c e
s t a n d a r d s
h a v e b e e n
s e t ,
i t i s
i n t e r e s t i n g
t o
c o m p a r e
t h e s e
v a l u e s
w i t h
t h o s e
s h o w n i n c o l u m n
3 , T a b l e
I .
I t
w i l l
b e
n o t e d
t h a t
t h e
i n s u l a t o r
a r c i n g
d i s -
t a n c e ,
c o l u m n
4 ,
T a b l e
I I I ,
i s
i n
many c a s e s
g r e a t e r
t h a n t h e
r e c o m m e n d e d
minimum
c l e a r a n c e t o
g r o u n d ,
c o l u m n
3 ,
T a b l e
I .
T h i s i s b e c a u s e o f
d i f f e r e n t
g e o m e t r i e s i n
t h e
t w o c a s e s a n d b e c a u s e i n
many
i n st a nc e s t h e
i n s u l a t o r s h a v e
a n
i n h e r e n t l y
l a r g e
s a f e t y
f a c t o r o v e r t h e B I L .
G e n e r a l
i n s u l a t o r d a t a s h o w n
i n
T a b l e
I I I
f o r
s t a n d a r d
s t r e n g t h
c a p
a n d
p i n
i n -
s u l a t o r s i s i n c l u d e d
f o r
r e a d y
r e f e r e n c e
f o r
t h o s e
who
w i s h t o
c o m p a r e
t h e
r e c o m -
mended
c l e a r a n c e s w i t h
i n s u l a t o r
v a l u e s .
R e f e r e n c e s
1 . M E A S U R E M E N T
O F
TEST VOLTAGE
I N
D I E L E C -
T R I C
T E S T S . AIEE S t a n d a r d
. v o .
4 ,
Nov. 1 9 4 2 .
2 .
AI R
SWITCHES,
INSULATOR
U N I T S ,
AND
Bu s
S U P P O R T S .
A I E E S t a n d a r d N o .
2 2 A , p a r a g r a p h
2 2 - 4 ,
O ct . 1 9 49 .
3 . SWITCH ING
E QUI PM EN T, ST AN DAR DS F O R
POWER. NEMA P u b l i c a t i o n
N
o .
4 9 - 1 4 4 , N a t i o n a l
E l e c t r i c a l
M a n u f a c t u r e r s
A s s o c i a t i o n , New
Y o r k ,
N.
Y . ,
1 9 4 9 , p .
2 0 .
4 .
NATIONAL
ELECTRICAL
CODE.
ASA
C l - 1 9 5 1 ,
A m e r i c a n
S t a n d a r d s
A s s o c i a t i o n ,
N e w
Y o r k , N . Y . ,
1 9 5 1 .
D i s c u s s i o n
J
A .
E l z i an d
W.
F .
G r i f f a r d
Common-
w e a l t h
A s s o c i a t e s
I n c . ,
J a c k s o n , M i c h . ) :
T h i s
p a p e r
p r e s e n t s
t h e
r e s u l t s
o f
a
compre
h e n s i v e
a n a l y s i s o f
s t a t i o n e l e c t r i c a l
c l e a r -
ances.
I n
some
s i tu at i on s t h e v a l u e s
g i v e n
may
b e
c o n s i d e r e d l o w w h i l e
i n o t h e r
s i t u a -
t i o n s
h i g h .
I t i s
s t r o n g l y u r g e d t h a t t h e s e
v a l u e s
n o t
b e
c o n s i d e r e d
as
recommended
o r
a s
s t a n d a r d
e s p e c i a l l y
s i n c e
t h i s
work
h a s
no t
b e e n
f u l l y
c o n s i d e r e d by
a l l i n d u s -
t r y groups.
I t
w o u l d b e
o f
i n t e r e s t t o k no w h ow e x-
t e n s i v e
a
s u r v e y
was mad e o f
p r e s e n t
i n d u s -
t r y p r ac t i c e
i n
a r r i v i n g
a t
t h e
c o n c l u s i o n t h a t
t h e v a l u e s
g i v e n
i n
T a b l e
I
agree
w i t h
c l e a r -
a n c e s
g e n e r a l l y
u s e d .
I n
d e t e r m i n i n g
m i n i m u m
g r o u n d c l e a r -
anc e s t w o
a d d i t i o n a l
f a c t o r s
s h o u l d
b e
g i v e n
c o n s i d e r a t i o n :
1 .
T h e
c h a r a c t e r i s t i c s
o f
r o d
gaps
w h i c h
v a r y
c o n s i d e r a b l y
a n d
a c c o r d i n g
t o
t h e c o n -
d i t i o n s .
2 .
N e c e s s a r y
c l e a r a n c e
s p a c i n g
t o
a l l o w
f o r b i r d s a n d
r o d e n t s ,
e s p e c i a l l y
a t t h e
l o w e r
s e r v i c e
v o l t a g e s .
A n o t h e r
A I E E
C o m m i t t e e
R e p o r t 1 s h o w s
t h a t t h e
c r i t i c a l
f l a s h o v e r
v o l t a g e
o f
s t a n d -
a r d
r o d
g a p s
e v e n
u n d e r
c o n t r o l l e d
l a b o r a -
t o r y
c o n d i t i o n s
m ay v a r y
4 1 8
p e r
c e n t
an d
i n
a d d i t i o n ,
w h e r e s t a n d a r d
c o n d i t i o n s
d o
n o t
a p p l y ( s u c h
a s
w o u l d
b e
t h e
c a s e
i n t h e
f i e l d ,
v a r i a t i o n s
a s much a s
4 1 1 0
t o
1 5
p e r
c e n t
c a n
b e
e x p e c t e d .
T a k i n g
t h e s e
f a c t o r s
i n t o
c o n s i d e r a t i o n a
1 / 2 - i n c h
r o d
g a p
c o u l d
r e q u i r e
a
s p a c i n g
o f
5 1 / 4
i n c h e s f o r t h e c r i t i c a l
s p a r k o v e r
on
a
9 5 - k v p o s i t i v e 1 . 5
X 4 0 - m i c r o s e c o n d
w a v e .
T h i s
a s s u m e s
a
n e g a t i v e
t o l e r a n c e
o f 2 0
p e r
c e n t
w h i c h
i s
w e l l w i t h i n
t h e
r a n g e
o f
t h e
-8
p e r
c e n t
a n d
-1 0
t o
1 5
p e r
c e n t v a l u e s
j u s t g i v e n .
I n
T a b l e
I I
t h e
r o d - g a p s p a c i n g
f o r 9 5
k v i s s h o w n
a s
4 . 3 i n c h e s .
U s i n g
t h e
5 1 / 4 - i n c h
v a l u e
a n d a d d i n g
1 0
p e r c e n t
t o
c o n v e r t
t o a
w i t h s t a n d
v a l u e a n d 1 2
p e r
c e n t
f o r d i f f e r e n c e s
i n
g e o m e t r y
b e t w e e n
r o d
g a p s a n d s u b s t a t i o n
e q u i p m e n t , a
minimum
s p a c i n g
o f
6 l / 2
i n c h e s
i s o b t a i n e d
f o r
a
9 5 - k v
l e v e l .
The
c l e a r a n c e s
g i v e n i n t h i s
p a p e r a r e i n -
t e n d e d f o r
f i e l d
u s e a n d
t h e y s h o u l d b e
p r a c -
t i c a l
v a l u e s
w h i c h
c a n
b e
u s e d
d i r e c t l y
b y
t h e
d e s i g n e r . I n
o u t d o o r s t a t i o n s t h e r e
i s
a l w a y s
t h e
p o s s i b i l i t y
o f s m a l l
b i r d s
f l y i n g
t h r o u g h t h e
s t r u c t u r e o r
p e r c h i n g
o n
l i v e
c o n d u c t o r s
and t h e
m i n i m u m n
d e s i g n c l e a r -
a n c e s
s h o u l d b e s u f f i c i e n t t o
p r e c l u d e a
f l a s h o v e r
o c c u r r i n g e v e r y
t i m e t h i s
o c c u r s .
An a l l o w a n c e
o f
3 1 / 2
t o 4
i n c h e s h a s
b e e n
q u i t e
c o m m o n l y
u s e d .
T h u s ,
f o r a n
i n s u -
l a t i o n l e v e l o f
9 5
k v
i t
w o u l d
a p p e a r
t h a t
a
minimum
c l e a r a n c e
t o
g r o u n d
o f 1 0
t o
1 0 1 / 2
i n c h e s
( 6 1 / 2 X 3 1 / 2 = 1 0 )
w o u l d
b e
more
r e a l i s t i c
t h a n t h e
6 - i n c h
v a l u e
g i v e n
i n
t h e
p a p e r .
S i m i l a r
i n c r e a s e s
w o u l d
b e
r e q u i r e d
f o r
o t h e r
i n s u l a t i o n
l e v e l s .
G u i d e
f o r
E l e c t r i c a l C l e a r a n c e s
f o r
BI L
_
6 3 8
J U N E
1 9 0 5 4
Authorized licensed use limited to: Universidad de chile.
Downloaded on August 25, 2009 at 22:55 from IEEE Xplore.
Restrictions apply.
-
8/10/2019 A guide for minimun electrical clearances for Standard
Basic Insulation Levels.pdf
4/6
I n t h i s
r e p o r t
minimum g r o u n d
c l e a r a n c e s
h a v e b e e n
d e t e r m i n e d
o n
t h e
b a s i s o f
e q u i v a -
l e n t
r o d - g a p s p a c i n g
w h i l e minimum p h a s e
s p a c i n g
v a l u e s
h a v e
b e e n d e t e r m i n e d
on t h e
b a s i s
o f
s p a c i n g s p r o p o r t i o n a l
t o
i n s u l a t o r
f l a s h o v e r v a l u e s .
I n a c o - o r d i n a t e d
d e s i g n
t h e
minimum
l i v e p a r t c l e a r a n c e s
s h o u l d
b e a r
some
d e f i n i t e
r e l a t i o n s h i p t o
t h e
m in im u m
g r o u n d
c l e a r a n c e s
a n d a l o g i c a l a p p r o a c h
w o u l d b e
t o
u s e i n s u l a t o r
a r c
d i s t a n c e
o r
f l a s h o v e r v a l u e s
t o
d e t e r m i n e
t h e
minimum
g r o u n d
c l e a r a n c e s
a s
w e l l
a s
t h e
minimum
l i v e
p a r t c l e a r a n c e s .
T a b l e
I I I
g i v e s
t h e i n s u l a t o r h e i g h t
i n
i n c h e s .
F o r i n s u l a t o r s
r a t e d 1 1 5
kv
a n d
a b o v e
t h e i n s u l a t o r
h e i g h t
g i v e n
i s
l e s s t h a n
o r
e q t t a l
t o
t h e
i n s u l a t o r a r c i n g
d i s t a n c e .
I t s h o u l d
b e n ot e d
t h a t t h e s e
i n s u l a t o r s
r e -
q u i r e
a s u b b a s e
i n o r d e r t o
d e v e l o p t h e
f u l l
e l e c t r i c a l c h a r a c t e r i s t i c s
a n d i t i s
f e l t t h a t
t h i s
s h o u l d b e
c o v e r e d
b y
a n ot e
o r
t h e
i n s u -
l a t o r h e i g h t
g i v e n s h o u l d i n c l u d e t h e
s u b -
b a s e .
RE F ER E NCE
1 .
PERFORMANCE
C H A R A C T E R I S T I C S O F
LIGHTNING
P R O T E C T I V E
D E V I c E S , AIEE
C o m m i t t e e R e p o r t .
A I E E
T r a n s a c l i o n s ,
v o l .
7 2 ,
p t .
I I I , J u n e
1 9 5 3 ,
p p .
4 2 7 - 3 2 .
J .
E .
C o n n e r
( S o u t h e r n
C a l i f o r n i a
E d i s o n
C o m p a n y ,
L o s
A n g e l e s ,
C a l i f . ) :
The
e s t a b -
l i s h i n g o f
u n i f o r m
m in im u m
e l e c t r i c a l c l e a r -
a n c e s
f o r
t h e w i d e
v a r i e t y
o f s u b s t a t i o n
d e -
s i g n s
f o u n d
o n
i n d i v i d u a l
p o w e r
s y s t e m s
i s
b o t h
a n
a m b i t i o u s
a n d
w o r t h - w h i l e
p r o j e c t .
Most
o p e r a t i n g
u t i l i t i e s
h a v e e s t a b l i s h e d
t h e i r
o w n
s t a n d a r d s
f o r minimum e l e c t r i c a l
c l e a r a n c e s
a n d
a n y
c o r r e l a t i o n b e t w e e n
t h e s e
e x i s t i n g s t a n d a r d s
a n d
t h o s e p r o p o s e d
i n
t h e
g u i d e
r e q u i r e s
more t h a n
a
c a s u a l
s u r v e y .
I t i s
v e r y
e n c o u r a g i n g t o
s e e t h i s c o m m i t t e e
u n d e r t a k i n g
s u c h
a
p r o b l e m
a n d t h e y
d e -
s e r v e
e v e r y
p o s s i b l e
c o - o p e r a t i o n
o n t h e p a r t
o f
t h o s e
c o n c e r n e d w i t h e l e c t r i c a l
c l e a r a n c e s .
Th e
u s e
o f
B I L s
a s
a b a s i s f o r e s t a b l i s h -
i n g
minimum e l e c t r i c a l c l e a r a n c e s
s e e m s
r e a s o n a b l e ;
h o w e v e r ,
t h e i m p o r t a n c e
o f
c o m p a r i n g
t h e p r o p o s e d g u i d e
c l e a r a n c e s
w i t h
t h o s e i n a c t u a l
u s e o n o p e r a t i n g
s y s t e m s
c a n n o t
b e
o v e r e m p h a s i z e d .
Any minimum
e l e c t r i c a l
c l e a r a n c e ,
r e g a r d l e s s
o f
o r i g i n ,
m ay
b e
a p p l i e d
t o
many p o s s i b l e
d i v e r s e p h y s i -
c a l c o n f i g u r a t i o n s .
T o
i n t e r p r e t
t h e
p h y s i -
c a l
s e p a r a t i o n
o f l i v e
p a r t s ,
w i t h o u t
r e g a r d
f o r g e o m e t r y ,
d i r e c t l y
i n
t e r m s
o f
i n s u l a t i o n
a b i l i t y
c a n
o n ly p r ov i d e
a
v e r y f a l s e
s e n s e
o f
s e c u r i t y .
R e c e n t
t e s t s
c o n d u c t e d
b y
t h e
w r i t e r
o n
p r o x i m i t y
e f f e c t s
o f n e a r - b y
g r o u n d e d
o b j e c t s
o n t h e i m p u l s e
i l a s h o v e r
c h a r a c t e r i s t i c s o f i n s u l a t o r s
mounted
i n
e n c l o s e d
b u s - t y p e
s t r u c t u r e s
h a v e
d e m o n -
s t r a t e d
v e r y
c l e a r l y
t h a t
e a c h
c o n f i g u r a t i o n
i s
u n i q u e
i n i t s e l f a n d
t h a t
p r e d i c t i o n o f
f l a s h o v e r
v o l t a g e
m a g n i t u d e
o r l o c a t i o n i s
v i r t u a l l y i m p o s s i b l e .
I n
s o m e
c a s e s w h e r e
s e v e r a l
p o s s i b l e
f l a s h o v e r p a t h s
e x i s t e d i n
p a r a l l e l ,
t h e a c t u a l f l a s h o v e r
t o o k
p l a c e
a c r o s s
a
g a p
w h i c h w a s
a p p r o x i m a t e l y
5 0
p e r
c e n t
l o n g e r
t h a n t h e
m i n i m u m c l e a r a n c e
f o r t h e
p a r t i c u l a r
g e o m e t r y .
T h e r e
i s r e a -
s o n t o
b e l i e v e
t h a t s i m i l a r
r e s u l t s w o u l d
b e
o b t a i n e d o n
o u t d o o r t y p e s o f e q u i p m e n t i f
i t w e r e p o s s i b l e t o
mak e t h e r e qu i r e d
t e s t s .
I n t h e a b s e n c e
o f
a c t u a l
t e s t d a t a
t h e
o n l y
o t h e r
r e l i a b l e s o u r c e o f
i n f o r m a t i o n i s t h e
p e r f o r m a n c e
r e e b r d
o f m in im u m c l e a r a n c e s
no w
i n
u s e
on
o p e r a t i n g
s y s t e m s .
T h e s e
p e r f o r m a n c e
r e c o r d s
s h o u l d
b e
v e r y s e r i -
o u s l y c o n s i d e r e d
when
c o m p i l i n g
s u c h
a
g u i d e
f o r
w i d e s p r e a d
u s e .
I t s h o u l d
b e e m p h a s i z e d
t h a t
m in im u m
c l e a r a n c e s ,
r e g a r d l e s s
o f o r i g i n a l b a s i s ,
a r e
f o r
f i e l d u s e
o n l y
a n d
d o
n o t
r e p r e s e n t
c l e a r -
a n c e s
a n d s p a c i n g s
i n t e n d e d
f o r
ne w
s u b -
s t a t i o n
c o n s t r u c t i o n .
E f f e c t i v e l y ,
t h i s
means t h a t
f i e l d c r e w s
m ay
a l l o w t h e s p e c i -
f i e d m i n i m a
t o b e
m e t o r e x c e e d e d
w i t h o u t
c o n t a c t i n g e n g i n e e r i n g
p e r s o n n e l
f o r a d v i c e .
I t
s e e m s
r e a s o n a b l e
t h a t
t h i s
i s
t h e
g e n e r a l
a p p l i c t i o n
f o r
s u c h
a
minimum
c l e a r a n c e
g u i d e
i n t h e
u t i l i t y i n d u s t r y .
W h en
u s e d
i n
t h i s
m a n n e r ,
i t i s a p p a r e n t
t h a t t h e
n u m b e r
o f i n s t a l l a t i o n s
w h e r e
t h e s e m i n i m a
w i l l
b e
i n a c t u a l
u s e i s l i m i t e d .
S i n c e
s u c h
a
g u i d e
f i n d s
a p p l i c a t i o n
p r i m a r i l y
a s
a n
a b s o l u t e
minimum,
i t i s i m p o r t a n t
t o r e a l i z e
t h e s e
l i m i t a t i o n s
a n d
t o
g u a r d
a g a i n s t
s p e c i f y i n g
c l e a r a n c e s
w h i c h a r e e x c e s s i v e l y l a r g e .
The p r o p o s e d
g u i d e p h a s e - t o - g r o u n d
c l e a r a n c e s
a r e l a r g e r
i n a l l
c a s e s
t h a n
c o m -
p a r a b l e
c l e a r a n c e s
w h i c h h a v e
b e e n
u s e d o n
p o w e r
s y s t e m s
f o r t h e p a s t
2 0
y e a r s .
T he
p r o p o s e d
c l e a r a n c e s
a r e a l s o l a r g e r
t h a n t h e
r e c o m m e n d e d
e x t e r n a l
c l e a r a n c e s
f o r
p o w e r
a n d d i s t r i b u t i o n
t r a n s f o r m e r s
g i v e n
i n
t h e
N a t i o n a l
E l e c t r i c a l
M a n u f a c t u r e r s
A s s o -
c i a t i o n
N E M A)
S t a n d a r d
N o .
4 8 - 1 3 2 . 1
W h i l e
t h e
b a c k g r o u n d
r e s p o n s i b l e
f o r
some
o f
t h e
s h o r t e r
minimum
c l e a r a n c e s m ay
b e
o b s c u r e , t h e i r
e n t i r e l y
s a t i s f a c t o r y
s e r v i c e
r e c o r d s
c a n n o t
b e
d i s c a r d e d
i n
f a v o r o f w h a t
a p p e a r s
t o
b e a l o g i c a l
b a s i s .
I n
v i e w
o f
t h e s e s a t i s f a c t o r y
s e r v i c e
r e c o r d s
o f
p o w e r
s y s t e m s
r e g u l a r l y u s i n g
minimum
c l e a r -
a n c e s
l e s s t h a n t h e p r o p o s e d
g u i d e
c l e a r -
a n c e s ,
i t
i s
n o t p o s s i b l e
t o i n d i c a t e
a p p r o v a l
o f
t h e g u i d e
i n
i t s p r e s e n t
f o r m .
I t i s r e c -
ommended t h a t
i n
t h e c o m p i l a t i o n
o f
s u c h
a
g u i d e ,
f u l l
a n d
j u s t
c o n s i d e r a t i o n
b e
g i v e n
t o
p r e s e n t - d a y
t i m e - t e s t e d
p r a c t i c e s
o f
o p e r -
a t i n g
c o m p a n i e s .
A p p l i c a t i o n
o f t h i s
g u i d e ,
s h o u l d
i t
b e c o m e a n
a d o p t e d
s t a n d a r d ,
w o u l d
m o s t
a s s u r e d l y
i n c r e a s e s u b s t a t i o n
c o s t s w i t h o u t
a s s u r a n c e
o f
a n y
i m p r o v e m e n t
i n
o p e r a t i n g
e f f i c i e n c y .
REFERENCE
1 .
STANDARDS FO R
T R A N S F O R M E R S .
NEMA
P u b -
l i c a t i o n
N o . 4 8 - 1 3 2 ,
N a t i o n a l
E l e c t r i c a l
Manufac-
t u r e r s
A s s o c i a t i o n ,
New
Y o r k ,
N.
Y . ,
1 9 4 8 .
F .
R .
L o n g l e y
( W e s t e r n
M a s s a c h u s e t t s
E l e c t r i c C o m p a n y ,
S p r i n g f i e l d , M a s s . ) :
The
c o m m i t t e e
h a s u s e d
a m a r g i n
o f
2 3 . 2
p e r
c e n t
f o r
c o - o r d i n a t i o n . T h i s
i s
f r o m t h e
1 0 - p e r - c e n t
m a r g i n
f o r
i n s u l a t i o n
s t r e n g t h
p e r
s e ,
a n d t h e
1 2
p e r
c e n t
t o
a l l o w
f o r t h e
d i f f e r e n t
e l e c t r i c
f i e l d
p a t t e r n s
c a u s e d by
t h e
d i f f e r e n t
g e o m e t r i e s
o f
s u b s t a t i o n
s t r u c -
t u r e s
1 . 1 0 X 1 . 1 2 = 1 . 2 3 2
o r 2 3 . 2
p e r - c e n t
m a r g i n ) .
We
h a v e
b e e n
u s i n g
a m a r g i n o f
2 5
p e r c e n t
f o r t h i s
p u r p o s e
s i n c e 1 9 3 1 .
I t
was
i n t e r e s t i n g
t o s ee t h a t t h e
two v a l u e s
a r e
n e a r l y
t h e s a m e .
T he
r e a s o n i n g
a n d
a p p r o a c h g i v e n
i n t h e
g u i d e
t o e s t a b l i s h
m i n i m u m c l e a r a n c e s t o
g r o u n d
a r e
e x c e l l e n t ,
b u t
i t
s e e m s
t h a t some
i m p r o v e m e n t s
m i g h t b e
s u g g e s t e d
f o r t h e
p h a s e
s p a c i n g .
S i n c e
t h e
p u r p o s e
o f
t h e
p h a s e
s p a c i n g
i s t o i n s u r e
t h a t f l a s h o v e r s
w i l l t a k e p l a c e
f r o m
p h a s e
t o
g r o u n d
i n s t e a d
o f
p h a s e
t o
p h a s e ,
w h y
n o t
s i m p l y
mak e
t h e
i m p u l s e
f l a s h o v e r
s t r e n g t h
o f t h e
p h a s e
s p a c -
i n g 2 3 . 2
p e r
c e n t
g r e a t e r
t h a n t h a t
o f
t h e
s p a c i n g
t o
g r o u n d ?
I n
o t h e r
w o r d s ,
c o -
o r d i n a t e
t h e
g r o u n d
c l e a r a n c e
w i t h
t h e ,
BI L
w i t h s t a n d l e v e l ,
a s
d o n e
i n
t h e g u i d e ,
b u t
a f t e r t h a t
l e a v e t h e
BI L
l e v e l
a n d
c o - o r d i -
n a t e
t h e p h a s e s p a c i n g
s t r i c t l y
w i t h
t h e
g r o u n d
c l e a r a n c e
o n l y .
T h i s
m e t h o d
w o u l d
make t h e
c o - o r d i n a -
t i o n
b e t w e e n p h a s e - t o - g r o u n d
a n d
p h a s e - t o -
p h a s e
s p a c i n g
i n d e p e n d e n t
o f
t h e
amount
o f
i n s u l a t i o n
u s e d
f o r t h e
b u s s u p p o r t .
F o r
e x a m p l e ,
i f o v e r i n s u l a t i o n
i s
u s e d t o
c o m p e n -
s a t e
f o r
a
c o n t a m i n a t e d
a t m o s p h e r e
t h e
c o - o r d i n a t i o n
w o u l d s t i l l
b e
s e c u r e d ( t h o u g h
a r e l i e f g a p
t o g r o u n d
m i g h t
b e n e e d e d
t o
h o l d down t h e
p h a s e - t o - g r o u n d
s p a c i n g ) .
T he same w o u l d a p p l y
i f
t h e s t a t i o n
d e s i g n e r
m e r e l y
o v e r i n s u l a t e d
t o s e c u re
m o r e i n s u l a -
t i o n
m a r g i n .
I f
t h e
b us s ho ul d
b e
u n d e r -
i n s u l a t e d , t h e
c o - o r d i n a t i o n
w o u l d b e
o b -
t a i n e d ,
b u t w i t h
a
m a r g i n
t h a t c o u l d e x c e e d
t h e
2 3 . 3 p e r
c e n t .
I n s h o r t , t h e
s t a t i o n
d e -
s i g n e r
w o u l d
h a v e
a f r e e h a n d
i n
c h o o s i n g
h i s
b u s i n s u l a t i o n
w i t h o u t u p s e t t i n g
h i s
f l a s h o v e r
c o - o r d i n a t i o n
b e t w e e n p h a s e - t o -
p h a s e
a n d
p h a s e - t o - g r o u n d
s p a c i n g s .
T he p h a s e s p a c i n g
w o u l d
b e a d j u s t e d
s o
t h a t
i t s i m p u l s e
f l a s h o v e r
v o l t a g e
o n a
1
/ 2 x -
4 0 - m i c r o s e c o n d
wave
w o u l d
b e 2 3 . 2 p e r
c e n t
h i g h e r
t h a n t h e
i m p u l s e f l a s h o v e r
o f t h e
g r o u n d
c l e a r a n c e
o n
t h e same
w a v e .
T h i s
w o u l d
b e
t r i e d
w i t h
b o t h p o s i t i v e
a n d
n e g a -
t i v e
w a v e s
s e p a r a t e l y .
The
p o l a r i t y
g i v i n g
t h e s ma ll es t
m a r g i n
woud t h e n
b e
u s e d
t o
d e t e r m i n e
t h e
p h a s e
s p a c i n g .
F o r t h o s e
s p a c i n g s
t h a t
h a v e b o t h
a
max i mu m a n d
m i n i m u m f l a s h o v e r
v a l u e , t h e
m in im u m
v a l u e w o u l d
b e u s e d
f o r t h e
p h a s e
s p a c i n g
a n d t h e
maxim um
v a l u e
f o r t h e s pa c in g t o
g r o u n d .
U s i n g t h i s
m e t h o d t o
c o m p u t e
t h e f l a s h -
o v e r v o l t a g e s
o f
t h e
p h a s e - t o - g r o u n d
a n d
p h a s e - t o - p h a s e
s p a c i n g s ,
t h e
p h a s e
s p a c i n g s
no w
i n
t h e g u i d e
f o r
7 . 5 - k v
a n d
4 6 - k v c l a s s e s
w o u l d
h a v e i m p u l s e
f l a s h o v e r
m a r g i n s
o f
o n l y
2
p e r
c e n t
a n d 1 0
p e r
c e n t
r e s p e c t i v e l y .
Most
o f
t h e
o t h e r
s p a c i n g s
w o u l d h a v e
m a r -
g i n s
s l i g h t l y
b e l o w t h e
2 3 . 2 - p e r - c e n t
r u l e .
A f e w w o u l d
b e
w e l l a b o v e
i t .
I t w o u l d
seem
t h a t t h e
2 3 . 2 - p e r - c e n t
r u l e
i s a b o u t
t h e
l e a s t m a r g i n
we s h o u l d
u s e . I f
a p p l i e d
a s
s u g g e s t e d
h e r e i t w o u l d
r e s u l t
i n some
c h a n g e s
i n
t h e
p h a s e s p a c i n g s
t h a t a r e
no w
i n t h e
g u i d e .
K .
H . K i d d
a n d H .
M . E l l i s
( H y d r o - E l e c t r i c
Power C o m m i s s i o n
o f
O n t a r i o ,
T o r o n t o ,
O n t . , C a n a d a ) :
T he
c o m m i t t e e
i s
t o b e
c o n -
g r a t u l a t e d
o n t h e i r
a n a l y s i s
o f
t h e
f a c t o r s
a f f e c t i n g
e l e c t r i c a l
c l e a r a n c e s i n
s u b s t a t i o n s
a n d
f o r
t h e i r
c o n c i s e
g u i d e
o f r e c o m m e n d e d
m i n i m u m
c l e a r a n c e s
t o
g r o u n d
a n d b e t w e e n
p h a s e s
f o r
v a r i o u s v o l t a g e s .
T he
m in im u m
e l e c t r i c a l
c l e a r a n c e s
t o
g r o u n d
a n d
b e t w e e n
p h a s e s ,
g i v e n
i n
T a b l e
I ,
a g r e e
w e l l
w i t h t h o s e
o b t a i n e d i n a r e c e n t
s t u d y
b y
t h e
H y d r o - E l e c t r i c
Power
Com-
m i s s i o n
o f
O n t a r i o ,
a n l d
a l s o
w i t h t h os e g i v e n
i n
t h e
S w e d i s h
E l e c t r o t e c h n i c a l
S t a n d a r d
S E N - 3 0 , 1
e x c e p t
t h a t
AI E E
p h a s e - t o - p h a s e
c l e a r a n c e s
a r e
a p p r o x i m a t e l y
5 i n c h e s
g r e a t e r
a t t h e
9 0 0
an d
1 , 0 5 0
BI L
l e v e l s .
T he
p h a s e - t o - p h a s e
c l e a r a n c e
o b t a i n e d
i n t h e
C o m m i s s i o n
s t u d y
was 8 4
i n c h e s
a t
t h e 9 0 0 - k v
B I L ,
w h i c h
i s
5
i n c h e s
l e s s
t h a n
t h e c o m m i t t e e
r e c o m m e n d a t i o n
o f 8 9
i n c h e s .
Would
t h e a u t h o r s
p l e a s e
comment
o n
wh y
i t
was
n e c e s s a r y
t o
recommend
8 9 i n c h e s
f o r
t h e
p h a s e - t o - p h a s e
m in im u m e l e c t r i c a l
c l e a r a n c e
a t
t h e 9 0 0 - k v
BI L
l e v e l .
Th e C o m m i s s i o n
s t u d y
u s e d
a
f a c t o r
o f
1 . 2 5
t i m e s
t h e b a s i c
i m p u l s e
i n s u l a t i o n
l e v e l
f o r t h e m in im u m
l i v e
p a r t - t o - g r o u n d
c l e a r -
G u i d e
f o r
E l e c t r i c a l C l e a r a n c e s
f o r
BI L
6 3 9
J U N E
1 9 5 4
Authorized licensed use limited to: Universidad de chile.
Downloaded on August 25, 2009 at 22:55 from IEEE Xplore.
Restrictions apply.
-
8/10/2019 A guide for minimun electrical clearances for Standard
Basic Insulation Levels.pdf
5/6
a n c e . T h i s
w a s
made
u p
o f
a 1 5 - p e r - c e n t
i n -
c r e a s e i n t h e b a s i c i n s u l a t i o n
l e v e l
t o
c o n -
v e r t
f r o m a
w i t h s t a n d v o l t a g e t o
a
f l a s h o v e r
v o l t a g e
a n d a
1 0 - p e r - c e n t
i n c r e a s e f o r
v a r i -
a t i o n s i n
a t m o s p h e r i c c o n d i t i o n s . The
p h a s e - t o - p h a s e
m in im u m c l e a r a n c e w a s
o b -
t a i n e d
b y u s i n g 1 . 1 5
t i m e s
t h e
minimum l i v e
p a r t - t o - g r o u n d
c l e a r a n c e . T h i s
p h a s e - t o -
p h a s e c l e a r a n c e w a s
s u f f i c i e n t
t o e n s u r e
p h a s e - t o - g r o u n d
f l a s h o v e r o f i n s u l a t o r s
r a t h e r
t h a n p h a s e - t o - p h a s e f a u l t s .
The
a u t h o r s
h a v e
a l l o w e d
a
f a c t o r o f
1 2
p e r c e n t o v e r t h e r od - g a p f l a sh o v er v o l t
ag e
t o a l l o w
f o r t h e
f a c t
t h a t s w i t c h p a r t s ,
i n s u -
l a t o r s , e t c . , h a v e d i f f e r e n t
e l e c t r i c
f i e l d
p a t t e r n s t h a n r o d
g a p s . I t i s d i f f i c u l t t o
a p p r e c i a t e t h i s
f a c t o r a s l a r g e r e l e c t r o d e
c o n f i g u r a t i o n s , w i t h
t h e
s a m e g a p s p a c i n g ,
m eans m or e
u n i f o r m e l e c t r i c f i e l d
p a t t e r n s
a n d h i g h e r f l a s h o v e r v o l t a g e
t h a n
f o r r o d
g a p s .
A l s o
t h e
e f f e c t o f g a p c o n f i g u r a t i o n
o n
t h e e l e c t r i c
f i e l d
p a t t e r n
s h o u l d
b e c o m e
l e s s a s t h e g a p
s p a c i n g i s i n c r e a s e d
s o
t h a t a t
2 3 0
k v
t h i s
f a c t o r
s h o u l d
b e
m u c h l e s s
i m p o r -
t a n t
t h a n a t ,
s a y ,
1 5
k v .
Would t h e
a u -
t h o r s
c a r e
t o
comment
o n
t h i s p o i n t
a n d o n
t h e
a l l o w a n c e
f o r t h e
e f f e c t
o f
a t m o s p h e r i c
c o n d i t i o n s
o n t h e
minimum
e l e c t r i c a l c l e a r -
a n c e s .
REFERENCE
1 .
STANDARD
F O R
I N S U L A T I O N
O F
ELECTRICAL
I N S T A L L A T I O N S AN D
E Q U I P M E N T
F O R
SYSTEM VOLT-
AGES O F MORE THAN 6 0 0
V OL T S . S we di s h
E l e c t r o -
t e c h n i c a l S t a n d a r d S E N - 3 0 , 1 9 4 4 E .
W. K . A n d e r s o n
( C o m m o n w e a l t h
E d i s o n
C o m p a n y , C h i c a g o ,
I l l . :
The
s t a t e d
i n t e n -
t i o n
o f
t h e
w o r k i n g
g r o u p
t h a t
p r e p a r e d
t h i s
p a p e r
was
t o
a r r i v e a t
a s t a n d a r d o f e l e c -
t r i c a l
c o - o r d i n a t i o n f o r i n s t a l l e d
e l e c t r i c
s t r u c t u r e s . One o f t h e m a i n
p o i n t s made
i n
t h e r e p o r t i s t h a t c l e a r a n c e s
s h a l l
b e
s o
e s ta bl i sh e d t h a t f l a s h o v e r s w o u l d
a l w a y s
b e
f r o m
p h a s e
t o
g r o u n d
r a t h e r
t h a n
f r o m
p h a s e
t o
p h a s e .
A
c o m p a r i s o n
o f t h e m i n i m u m
c l e a r -
a n c e
t o
g r o u n d
o f
l i v e
p a r t s ,
i n
i n c h e s
o f
T a b l e
I ,
o f t h e
p a p e r
w i t h
t h e
p h a s e - t o -
p h a s e
t e r m i n a l
c l e a r a n c e
f o r
t r a n s f o r m e r s
o f
NEMA S t a n d a r d N o .
4 8
1 3 2 t
s h o w s t h a t
t h e
p h a s e - t o - g r o u n d
c l e a r a n c e s
p r o p o s e d
i n
t h i s
p a p e r
a r e ,
i n a l l
b u t
o n e
c a s e , e q u a l
t o
o r
g r e a t e r
t h a n
t h e
p h a s e - t o - p h a s e
t e r m i n a l
c l e a r a n c e s
f o r
t r a n s f o r m e r s .
Has t h e
c o m m i t t e e
c o n s i d e r e d
t h e
f a c t
t h a t t h e
p r e s e n t
NEMA
t r a n s f o r m e r
t e r m i -
n a l
s t a n d a r d s
i f
r e p r e s e n t a t i v e
o f
p r a c t i c e ,
d o
n o t c o o r d i n a t e w i t h t h e
c l e a r a n c e s
p r o -
p o s e d
i n t h i s
p a p e r ?
U n l e s s
a p p a r a t u s
t e r m i n a l
c l e a r a n c e s
c o n f o r m
t o
v a l u e s
g i v e n
i n t h i s
p a p e r , w e
w i l l
h a v e
n o
a s s u r a n c e
t h a t
f l a s h - o v e r s
w i l l
o c c u r
p h a s e
t o
g r o u n d ,
i n -
s t e a d
o f
p h a s e
t o
p h a s e .
REFERENCE
1 .
S e e r e f e r e n c e
1 o f
M r.
C o n n e r s
d i s c u s s i o n , p .
56
( r e v i s e d
M ar ch
1 9 5 2 ) .
E .
J a h n ( S a r g e n t a n d L u n dy ,
E n g i n e e r s ,
C h i c a g o , I l l . :
M r . K i l l i a n a n d
h i s
c o l -
l e a g u e s
d e s e r v e
t h e
c o m p l i m e n t s o f
t h e i n -
d u s t r y
f o r
t h e i r
w e l l - d o n e e f f o r t
t o
p r o v i d e
i t
w i t h a
w e l l - s u b s t a n t i a t e d
g u i d e
f o r m i n i -
mum
e l e c t r i c a l
c l e a r a n c e s
f o r
s t a n d a r d
B I L s .
I t
w o u l d
b e i n t e r e s t i n g t o know i f
t h e
c o m m i t t e e
i s
a w a r e
o f
a n y
s w i t c h y a r d s
d e s i g n e d
w i t h
c l e a r a n c e s
a p p r o a c h i n g
t h e
m i n i m u m
v a l u e s s u g g e s t e d , p a r t i c u l a r l y i n
r e g a r d t o p h a s e - t o - p h a s e
s p a c i n g .
I t i s s o m e t i m e s c o n s i d er e d t h at t h e
f o r c e s
o f a s h o r t c i r c u i t w i l l d e f l e c t t h e b u s
s e s
a n d
t h e r e b y
r e d u c e
t h e
s p a c i n g . The
c o m -
m i t t e e h a s n ot t a k e n t h i s i n t o a c c o u n t
,
a n d
i t w o u l d a p p e a r t h a t
t h i s e f f e c t
c o u l d
b e
i g n o r e d , b e c a u s e t h e r e
w o u l d b e
n o
h i g h
v o l t a ge e x p e c t e d
c o n c u r r e n t
w i t h
t h e
s h o r t
c i r c u i t .
E . A .
W i ll i am s ( I - T - E C i r c u i t
B r e a k e r
Com-
p a n y ,
G r e e n s b u r g , P a . ) :
The d e c i s i o n o f
t h e
W or k i n g G r o u p
t o
b a s e
minimum
g r o u n d
c l e a r a n c e s a n d
p h a s e
c l e a r a n c e s
o n t h e
c h a r -
a c t e r i s t i c s
o f
s t a n d a r d
BI L
i n s u l a t o r s a p -
p e a r s t o b e b ot h l o g i c a l a n d
p r a c t i c a l .
The
c o s t o f
a i r
i s
c o n s i d e r a b l y l e s s
t h a n
t h e
c o s t
o f
p o r c e l a i n
a n d
i t
i s t h e r e f o r e
r e a s o n a b l e
t o
p r o v i d e s u f f i c i e n t a i r
c l e a r a n c e
t o r e a l i z e
t h e
f l a s h o v e r v o l t a g e
o f
t h e
p o r c e l a i n . I t
i s
a l s o
r e a s o n a b l e
t o a s s u m e
t h a t
t h e
i m p u l s e
v o l t a g e b e t w e e n p h a s e s w i l l
n o t
e x c e e d
t h e
i m p u l s e
v o l t a g e t o g r o u n d .
T h e r e f o r e , i t
c a n b e c o n c l u d e d
t ha t t he minimum c l e a r -
a n c e
b e t w e e n
p h a s e s n e e d
n o t
e x c e e d
t h e
minimum
c le ar an c e t o
g r o u n d ,
p l u s
s u f f i -
c i e n t
m a r g i n
t o f o r c e
e l e c t r i c
b r e a k d o w n ,
i f
a n y ,
t o
o c c u r f r o m
l i n e t o
g r o u n d
r a t h e r
t h a n
f r o m l i n e t o
l i n e . T he
minimum c l e a r -
a n c e s
p r o p o s e d b y
t h e
W o r k i n g G r o u p
m e e t
t h e s e c r i t e r i a .
T he
p h a s e
s p a c i n g s
o f
t r a n s f o r m e r s
a n d
c i r c u i t
b r e a k e r s
no w i n
u s e
d o
n o t d i f f e r
m a t e r i a l l y
f r o m
t h e
p r o p o s e d
m i n i m u m s .
A
c o m p a r i s o n
o f
p o w e r
c i r c u i t
b r e a k e r b u s h -
i n g s p a c i n g s ,
NEMA s w i t c h
a n d b u s
s p a c -
i n g s ,
a n d t h e
p r o p o s e d
minimum
s p a c i n g s
i s
g i v e n
i n
T a b l e I V .
T he minimum
p h a s e s p a c i n g s
s h o w n i n
c o l u m n
7 a r e i d e n t i c a l w i t h t h o s e
p r o p o s e d
b y
t h e
W o r k i n g
G r o u p e x c e p t
t h a t a n a l -
l o w a n c e f o r w i d t h o f
l i v e
p a r t s ,
c o l u m n
8 ,
h a s b e e n
a d d e d
t o
r e f e r
t h e
c l e a r a n c e s
t o
c e n t e r
l i n e s f o r
c o m p a r i s o n
w i t h c i r c u i t -
b r e a k e r a n d
s w i t c h
p r a c t i c e s .
The c i r c u i t -
b r e a k e r
p h a s e s p a c i n g s
w e r e
t a k e n
f r o m t h e
p u b l i s h e d
d a t a o f t h e
t h r e e
l a r g e s t
m a n u f a c -
t u r e r s
o f
p o w e r
b r e a k e r s .
I t
w i l l
b e n ot e d
t h a t
i n
g e n e r a l
t h e
p r o p o s e d
minimum
p h a s e
s p a c i n g s
a g r e e f a i r l y
w e l l
w i t h t h e
a v e r a g e
c i r c u i t - b r e a k e r
p h a s e s p a c i n g .
F r o m t h i s a n a l y s i s i t
m ay
b e c o n c lu de d
t h a t t he
minimum
c l e a r a n c e s
p r o p o s e d
b y
t h e
W o r k i n g G r o u p
a r e
s u b s t a n t i a l l y
c o r -
r e c t ,
h a v e b e e n p r o v e d i n
f i e l d
s e r v i c e , a n d
s h o u l d
b e a
u s e f u l g u i d e i n f u t u r e d e s i g n s .
J o h n H . R i x s e ,
J r .
( R u r a l
E l e c t r i f i c a t i o n
A d m i n i s t r a t i o n ,
W a s h i n g t o n , D .
C . ) :
T h i s
p a p e r m a r k s
a
p o s i t i v e c o n t r i b u t i o n t o t h e
e n g i n e e r i n g
a r t
b e c a u s e i t p ro vi d e s a
c o m -
p o s i t e o f o p i n i o n s
f o r u s e
b y
d e s i g n
a n d
o p e r -
a t i n g
e n g i n e e r s . I t i s a p r a c t i c a l
t y p e
o f
p a p e r . I t w o u l d b e h e l p f u l
i f
t h e r e w e r e
m o r e
o f
i t s
k i n d .
S .
C .
K i l l i a n :
I t
w a s w i t h c o n s i d e r a b l e s a t i s -
f a c t i o n
t h a t we
s a w
t h e s e
e i g h t
d i s c u s s i o n s
make
t h e i r
a p p e a r a n c e
s i n c e
t h e y s h o w a
l i v e l y
i n t e r e s t
i n t h e
p r o j e c t
a n d
e m p h a s i z e
t h e
i m p o r t a n c e
o f
a t t e m p t i n g t o
f i x t h e s e
c l e a r a n c e s
a t l e a s t
i n
a
t e n t a t i v e
m a n n e r .
W e
w i s h t o t h a n k
a l l t h e
d i s c u s s e r s
a n d
f e e l
t h a t s o
many
w e l l - w r i t t e n
s u g g e s t i o n s
a n d
a p p r o a c h e s
w i l l
h e l p
d i r e c t
t h i n k i n g o n
t h e
q u e s t i o n .
I n
s e v e r a l
i n s t a n c e s ,
t h e q u e s -
t i o n s r a i s e d
b y
o n e
d i s c u s s e r
a r e
a n s w e r e d
b y
a n o t h e r ,
t h o u g h
we h a v e
a t t e m p t e d
t o
a n s w e r
a l l
q u e s t i o n s
i n
t h e
f o l l o w i n g .
T h i s
g u i d e i s
n o t
t h e
l a s t w o r d
w h i c h
w i l l
a p p e a r
o n
t h e
s u b j e c t
a n d i t
i s
e n t i r e l y
l i k e l y
t h a t
a f t e r
a
f e w
y e a r s
h a v e
p a s s e d
a n d
o p i n i o n
h a s
c r y s t a l l i z e d ,
t h e
g u i d e
w i l l
b e
g i v e n
t o
a n o t h e r
w o r k i n g g r o u p
f o r
r e v i s i o n .
M r . E l z i
a n d M r . G r i f f o r d
make a
num-
b e r
o f
g o o d
p o i n t s .
The
w o r d r e c o m -
m e n d e d c o u l d
p e r h a p s
b e
o m i t t e d i n
o r d e r
t o
make
t h e
g u i d e
l e s s
m a n d a t o r y a l t h o u g h
t h e
c o m m i t t e e
h a s
g o n e
o u t
o f
i t s
way
t o
p o i n t
o u t
r e p e a t e d l y
i n
t h e
p a p e r
t h a t
t h e
v a l u e s
s h o w n c a n n o t
b e t a k e n
a s s t a n d -
a r d s .
The
c o m m i t t e e w o n d e r s
i f t h e
q u e s -
t i o n
o f
l a b o r a t o r y
v a r i a t i o n s c a n b e
j u s t i -
f i a b l y
i n t r o d u c e d
h e r e . A s
r o d - g a p
v a l u e s
g o u p
a n d
down f r o m
l a b o r a t o r y
t o l a b o r a -
t o r y ,
w i l l
n o t v a l u e s t o
g r o u n d
o v e r i n s u -
l a t i o n
a n d
v a l u e s
o f
a i r
g a p s
b e t w e e n
l i n e
h a r d w a r e
a l s o
g o u p
a n d
down
i n
a s o m e -
w h a t s i m i l a r m a n n e r . ?
I n a
p r o j e c t
s u c h
a s
u n d e r t a k e n
b y
t h e
c o m m i t t e e ,
i t
i s
a c o n -
s t a n t
t e m p t a t i o n
t o
p i l e
s a f e t y
f a c t o r
u p o n
s a f e t y
f a c t o r ,
b u t
w e
d i d
n o t f e e l t h i s t o
b e
a
c o r r e c t
a p p r o a c h .
The
b i r d
q u e s t i o n
i s a
g o o d
o n e
a n d
d e -
s e r v e s
f u r t h e r
t h o u g h t .
On t h e
o t h e r
h a n d ,
t h i s
m i g h t
b e
c o n s i d e r e d a s a n o t h e r
p y r a m i d -
i n g
o f
s a f e t y f a c t o r s ,
s i n c e
a
s u r g e
i s
u n -
l i k e l y
t o o c c u r
a t
t h e m o m e n t
t h e
b i r d i s
T a b l e I V .
C o m p a r i s o n
o f P h a s e
S p a c i n g s
Power
C i r . B k r . *
A p p a r a t u s
I m p u l s e
Phase
S p a c i n g ,
N E M At
P r o p o s e d
A I E E :
A l l o w a n c e
V o l t a g e
W i t h s t a n d
I n c h e s
S w i t c h a n d
