NEC 240.87：アークエネルギー削減

2023年版NECのための電気専門家のためのガイド。

NEC 240.87とは何ですか？

NEC 240.87は、NEC240.87の中の1節です。 米国電気工事規定（NEC)は、定格 1200 アンペア以上のサーキットブレーカにアークエネルギー低減方法を要求しています。アークエネルギーとは、電気アークフォルトによって発生する熱と光の量のことで、機器や人員に深刻な損傷を与える可能性があります。アークエネルギー低減法は、アークフォルトの持続時間と強度を低減し、潜在的な危険を最小限に抑えるように設計されています。

なぜNEC 240.87が重要なのですか？

NEC 240.87が重要なのは、電気システムにおける重大な安全問題を扱っているからです。アークフォルトは、絶縁不良、接続の緩み、異物、人為的ミスなど、さまざまな原因で発生します。アークフォルトが発生すると、華氏35,000度までの温度が発生し、金属を溶かしたり、可燃物を発火させたり、重度の火傷や怪我を引き起こしたりする可能性があります。アークフォルトはまた、鼓膜を破裂させ、肺を損傷し、窓ガラスを粉々にする圧力波を発生させることもあります。全米防火協会（NFPA）によると、アークフォルトは、米国で年間 2,000 人以上の負傷者と 400 人以上の死者を出しています。

NEC 240.87が要求するアークエネルギー削減方法とは？

NEC 240.87では、定格1200アンペア以上のサーキットブレーカに対して、以下のアークエネルギー低減方法のいずれかを要求しています：

• ゾーン選択インターロック（ZSI）：この方法は、サーキットブレーカ間の通信信号を使用してトリップ時間を調整し、故障ゾーンをできるだけ早く隔離します。ZSIは、従来の協調と比較して、アークエネルギーを最大50%削減することができます。ZSIには、互換性のあるサーキットブレーカと、ブレーカ間の配線が必要です。
• 差動リレー：この方法は、変流器を使用してサーキットブレーカの入電流と出電流の差を測定し、その差が設定値を超えた場合にブレーカをトリップさせます。差動リレーは、従来の調整と比較してアークエネルギーを最大80%削減できます。差動リレーには、追加の変流器とリレーが必要です。
• ローカル状態表示付きエネルギー削減保守スイッチング：この方法は、サーキットブレーカのトリップしきい値を下げるために手動で操作できるスイッチと、スイッチの状態を示すランプを使用します。エネルギー低減保守切替は、従来の調整と比較してアークエネルギーを最大70%低減できます。エネルギー低減保守スイッチングには、サーキットブレーカ上またはその近くにスイッチとライトが必要です。
• エネルギーを低減する能動型アーク放電緩和システム：この方法は、故障電流の低インピーダンス経路を形成し、アークに逆電圧を印加することで、アーク故障を検出し消火することができる装置を使用します。エネルギー低減型能動型アーク放電緩和システムは、従来の調整と比較してアークエネルギーを最大90%低減することができます。エネルギー低減型能動型アーク放電緩和システムには、装置と電源が必要です。
• 瞬時トリップ設定：この方法では、故障電流があらかじめ設定した値に到達してから 1 サイクル以内にトリップできるサーキットブレーカを使用します。瞬時トリップ設定により、従来の調整と比較してアークエネルギーを最大 40% 削減できます。瞬時トリップ設定には、調整可能な瞬時トリップ機能を備えたサーキットブレーカが必要です。
• 瞬時オーバーライド：この方法では、故障電流が一定レベルを超えると、通常の時間遅延をオーバーライドして即座にトリップするサーキットブレーカを使用します。瞬時オーバーライドでは、従来の調整と比較して、アークエネルギーを最大60%削減できます。瞬時オーバーライドには、瞬時オーバーライド機能を備えたサーキットブレーカが必要です。
• 承認された同等の手段：この方法では、作業距離においてアークエネルギーを入射エネルギー以下のレベルまで低減できる他の技術を使用します。承認された同等手段は、その性能および設置要件が異なる場合があります。承認された同等手段は、管轄当局の承認を得なければなりません。時には創意工夫が必要であり、特殊なリレー機能またはその他の工学的ソリューションを適用することで、アークフォルト低減のために同等またはそれ以上の結果を達成することができます。そのためには、工学的な計算が必要になります。以下の専門家にご相談ください。 電気技術者 他の解決策をご提案いたします。

NEC 240.87に準拠するには？

NEC 240.87に準拠するために、電気専門家は以下の手順に従ってください：

• 電気系統の定格電流1200アンペア以上のサーキットブレーカーを特定してください。
• 各サーキットブレーカについて、アークエネルギー削減方法のいずれかを選択し、取り付けてください。
• サーキットブレーカには、アークエネルギー削減方法と文書の場所をラベルで表示してください。
• アークエネルギー削減方法とサーキットブレーカの設定を記録してください。
• アークエネルギー削減法のテストと機能検証。
• 電気系統のアーク放電危険度分析およびアーク放電ラベルを更新します。

NEC 240.87は、定格1200アンペア以上のサーキットブレーカにアークエネルギーの低減方法を要求する規格条項です。これは、電気システムの安全性を向上させ、アークフォルトのリスクを低減することを目的としています。電気専門家は、アークエネルギー低減方法およびNEC 240.87に準拠するための手順を熟知している必要があります。