NEC 240.87: Зменшення енергії дуги

Посібник для професіоналів-електриків для видання NEC 2023 року.

Що таке NEC 240.87?

NEC 240.87 - це кодовий розділ в Національний електротехнічний кодекс (NEC), що вимагає застосування методів зменшення енергії дуги для вимикачів на 1200 ампер і вище. Енергія дуги - це кількість тепла і світла, що виділяється при електричному дуговому замиканні, яке може спричинити серйозні пошкодження обладнання та персоналу. Методи зменшення енергії дуги призначені для зменшення тривалості та інтенсивності дугового замикання, тим самим мінімізуючи потенційну небезпеку.

Чому NEC 240.87 важливий?

Стандарт NEC 240.87 є важливим, оскільки він вирішує серйозну проблему безпеки в електричних системах. Дугові замикання можуть виникати з різних причин, таких як пошкодження ізоляції, нещільні з'єднання, сторонні предмети або людська помилка. Коли виникає дугове замикання, воно може генерувати температуру до 35 000 градусів за Фаренгейтом, що може розплавити метал, запалити горючі матеріали та спричинити серйозні опіки і травми. Дугові розряди також можуть створювати хвилі тиску, які можуть розривати барабанні перетинки, пошкоджувати легені та вибивати вікна. За даними Національної асоціації пожежного захисту (NFPA), дугові замикання є причиною понад 2 000 травм і 400 смертей на рік у США.

Які методи зниження енергії дуги вимагаються стандартом NEC 240.87?

Стандарт NEC 240.87 вимагає застосування одного з наведених нижче методів зменшення енергії дуги для вимикачів з номінальним струмом 1200 ампер або вище:

• Зонально-селективне блокування (ZSI): Цей метод використовує сигнали зв'язку між вимикачами для координації часу їхнього спрацьовування та якнайшвидшої ізоляції несправної зони. ZSI може зменшити енергію дуги до 50% порівняно зі звичайною координацією. ZSI вимагає сумісних вимикачів і проводки між ними.
• Диференційне реле: Цей метод використовує трансформатори струму для вимірювання різниці між вхідним і вихідним струмами вимикача і відключення вимикача, якщо різниця перевищує встановлене значення. Диференційне реле може зменшити енергію дуги до 80% порівняно зі звичайною координацією. Диференційне реле вимагає додаткових трансформаторів струму та реле.
• Енергозберігаюче технічне перемикання з локальним індикатором стану: Цей метод використовує перемикач, яким можна керувати вручну, щоб знизити поріг спрацьовування автоматичного вимикача, та індикатор, який вказує на стан перемикача. Енергозберігаюче технічне перемикання може зменшити енергію дуги до 70% порівняно зі звичайною координацією. Енергозберігаюче технічне перемикання вимагає наявності вимикача та індикатора на автоматичному вимикачі або поруч з ним.
• Енергозберігаюча активна система зменшення спалахів дуги: Цей метод використовує пристрій, який може виявити і погасити дугове замикання шляхом створення низькоімпедансного шляху для струму замикання і подачі зустрічної напруги на дугу. Енергозберігаюча активна система зменшення спалахів дуги може зменшити енергію дуги до 90% порівняно зі звичайною координацією. Енергозберігаюча активна система гасіння дугового спалаху потребує пристрою та джерела живлення.
• Миттєве відключення: Цей метод використовує автоматичний вимикач, який може спрацьовувати протягом одного циклу або менше, коли струм короткого замикання досягає заданого значення. Миттєве відключення може зменшити енергію дуги до 40% порівняно зі звичайною координацією. Для миттєвого відключення потрібен автоматичний вимикач з регульованою функцією миттєвого відключення.
• Миттєве відключення: Цей метод використовує автоматичний вимикач, який може подолати звичайну витримку часу і спрацьовує негайно, коли струм короткого замикання перевищує певний рівень. Миттєве відключення може зменшити енергію дуги до 60% порівняно зі звичайною координацією. Для миттєвого відключення потрібен автоматичний вимикач з функцією миттєвого відключення.
• Затверджені еквівалентні засоби: Цей метод використовує будь-яку іншу технологію, яка може зменшити енергію дуги до рівня, нижчого за падаючу енергію на робочій відстані. Затверджені еквівалентні засоби можуть відрізнятися за своїми характеристиками та вимогами до встановлення. Затверджені еквівалентні засоби повинні бути схвалені уповноваженим органом. Іноді потрібен творчий підхід, і застосування спеціальних функцій реле або інших інженерних рішень може досягти таких самих або кращих результатів для зменшення дугових замикань. Для цього потрібні інженерні розрахунки. Зверніться до інженер-електрик щоб допомогти вам з іншими рішеннями.

Як дотримуватися стандарту NEC 240.87?

Щоб відповідати стандарту NEC 240.87, фахівці-електрики повинні виконати такі дії:

• Визначте автоматичні вимикачі з номінальним струмом 1200 ампер або вище в електричній системі.
• Виберіть і встановіть один із методів зменшення енергії дуги для кожного автоматичного вимикача.
• Нанесіть на автоматичний вимикач маркування із зазначенням методу зменшення енергії дуги та місця розташування документації.
• Задокументуйте метод зменшення енергії дуги та налаштування автоматичного вимикача.
• Випробування та перевірка функціональності методу зменшення енергії дуги.
• Оновіть аналіз небезпеки спалаху дуги та етикетки щодо спалаху дуги в електричній системі.

NEC 240.87 - це розділ стандарту, який вимагає застосування методів зменшення енергії дуги для автоматичних вимикачів на 1200 ампер і вище. Його мета - підвищити безпеку електричних систем і зменшити ризики дугових замикань. Фахівці-електрики повинні бути ознайомлені з методами зменшення енергії дуги та кроками, необхідними для дотримання вимог NEC 240.87.