NEC 240.87: Arc Energy Reduction

Opas sähköalan ammattilaisille vuoden 2023 NEC-painosta varten.

Mikä on NEC 240.87?

NEC 240.87 on säännöstön osa. Kansallinen sähkölainsäädäntö (NEC)), jossa vaaditaan valokaarienergian vähentämismenetelmiä vähintään 1200 ampeerin katkaisijoille. Valokaarienergia on sähkökaarivian tuottama lämmön ja valon määrä, joka voi aiheuttaa vakavia vahinkoja laitteille ja henkilöstölle. Valokaarienergian vähentämismenetelmät on suunniteltu vähentämään valokaarivian kestoa ja voimakkuutta ja siten minimoimaan mahdolliset vaarat.

Miksi NEC 240.87 on tärkeä?

NEC 240.87 on tärkeä, koska siinä käsitellään sähköjärjestelmien vakavaa turvallisuuskysymystä. Valokaarivikoja voi esiintyä eri syistä, kuten eristysvioista, löysistä liitännöistä, vieraista esineistä tai inhimillisistä virheistä. Valokaarivian sattuessa voi syntyä jopa 35 000 celsiusasteen lämpötiloja, jotka voivat sulattaa metallia, sytyttää palavia materiaaleja ja aiheuttaa vakavia palovammoja ja vammoja. Valokaariviat voivat myös luoda paineaaltoja, jotka voivat puhkaista tärykalvot, vahingoittaa keuhkoja ja rikkoa ikkunoita. National Fire Protection Associationin (NFPA) mukaan valokaariviat aiheuttavat Yhdysvalloissa vuosittain yli 2 000 loukkaantumista ja 400 kuolemantapausta.

Mitkä ovat NEC 240.87:ssä vaaditut valokaarienergian vähentämismenetelmät?

NEC 240.87 edellyttää yhtä seuraavista valokaarienergian vähentämismenetelmistä vähintään 1200 ampeerin katkaisijoille:

• Vyöhykeselektiivinen lukitus (ZSI): Tämä menetelmä käyttää katkaisijoiden välisiä viestintäsignaaleja niiden laukaisuaikojen koordinoimiseksi ja vikaantuneen vyöhykkeen eristämiseksi mahdollisimman nopeasti. ZSI voi vähentää valokaarienergiaa jopa 50% verrattuna perinteiseen koordinointiin. ZSI edellyttää yhteensopivia katkaisijoita ja niiden välistä johdotusta.
• Differentiaalinen välitys: Tässä menetelmässä käytetään virtamuuntajia mittaamaan katkaisijan tulevan ja lähtevän virran eroa ja laukaisemaan katkaisijan, jos ero ylittää asetetun arvon. Differentiaalireleiden avulla voidaan vähentää valokaarienergiaa jopa 80%:llä verrattuna perinteiseen koordinointiin. Differentiaalireleiden kytkentä edellyttää ylimääräisiä virtamuuntajia ja releitä.
• Energiaa vähentävä huoltokytkentä, jossa on paikallinen tilanilmaisin: Tässä menetelmässä käytetään kytkintä, jota voidaan käyttää manuaalisesti katkaisijan laukaisukynnyksen alentamiseksi, ja valoa, joka ilmaisee kytkimen tilan. Energiaa vähentävällä huoltokytkennällä voidaan vähentää valokaarienergiaa jopa 70% tavanomaiseen koordinointiin verrattuna. Energiaa vähentävä huoltokytkentä edellyttää kytkintä ja valoa katkaisijassa tai sen lähellä.
• Energiaa vähentävä aktiivinen valokaaren välähdyksenvaimennusjärjestelmä: Tässä menetelmässä käytetään laitetta, joka pystyy havaitsemaan ja sammuttamaan valokaarivian luomalla vikavirralle matalaimpedanssisen reitin ja syöttämällä valokaarelle vastajännitettä. Energiaa vähentävä aktiivinen valokaaren välähdyksenvaimennusjärjestelmä voi vähentää valokaaren energiaa jopa 90% tavanomaiseen koordinointiin verrattuna. Energiaa vähentävä aktiivinen valokaarivian lieventämisjärjestelmä vaatii laitteen ja virtalähteen.
• Hetkellinen laukaisuasetus: Tässä menetelmässä käytetään katkaisijaa, joka voi laukaista yhden jakson tai vähemmän vikavirran saavuttaessa esiasetetun arvon. Hetkellinen laukaisuasetus voi vähentää valokaarienergiaa jopa 40% verrattuna perinteiseen koordinointiin. Hetkellinen laukaisu edellyttää katkaisijaa, jossa on säädettävä hetkellinen laukaisutoiminto.
• Hetkellinen ohitus: Tässä menetelmässä käytetään katkaisijaa, joka voi ohittaa normaalin viiveen ja laukaista välittömästi, kun vikavirta ylittää tietyn tason. Hetkellinen ohitus voi vähentää valokaarienergiaa jopa 60% verrattuna perinteiseen koordinointiin. Hetkellinen ohitus edellyttää katkaisijaa, jossa on hetkellinen ohitusominaisuus.
• Hyväksytty vastaava keino: Tässä menetelmässä käytetään mitä tahansa muuta tekniikkaa, jolla valokaaren energia voidaan vähentää alle työetäisyydellä esiintyvän energian tason. Hyväksytyt vastaavat keinot voivat vaihdella suorituskyvyltään ja asennusvaatimuksiltaan. Hyväksyttyjen vastaavien keinojen on oltava toimivaltaisen viranomaisen hyväksymiä. Joskus tarvitaan luovuutta, ja käyttämällä erityisiä reletoimintoja tai muita teknisiä ratkaisuja voidaan saavuttaa samat tai paremmat tulokset valokaarivian vähentämisessä. Tämä edellyttää teknisiä laskelmia. Konsultoi sähköinsinööri auttaa sinua muiden ratkaisujen kanssa.

Miten noudatetaan NEC 240.87:ää?

Noudattaakseen NEC 240.87:ää sähköalan ammattilaisten on noudatettava seuraavia ohjeita:

• Tunnista sähköjärjestelmän katkaisijat, jotka on mitoitettu vähintään 1200 ampeerin teholle.
• Valitse ja asenna yksi valokaarienergian vähentämismenetelmistä kuhunkin katkaisijaan.
• Merkitse katkaisijaan valokaarienergian vähennysmenetelmä ja asiakirjojen sijainti.
• Dokumentoi valokaarienergian vähentämismenetelmä ja katkaisijan asetukset.
• Testaa ja todentaa kaarienergian vähentämismenetelmän toimivuus.
• Päivitetään sähköjärjestelmän valokaari-vaara-analyysi ja valokaari-vaaramerkinnät.

NEC 240.87 on säännöstön kohta, jossa vaaditaan valokaarienergian vähentämismenetelmiä vähintään 1200 ampeerin katkaisijoille. Sen tarkoituksena on parantaa sähköjärjestelmien turvallisuutta ja vähentää valokaarivikojen riskejä. Sähköalan ammattilaisten tulisi tuntea valokaarienergian vähentämismenetelmät ja NEC 240.87:n noudattamiseen tarvittavat vaiheet.