保護(hù)電機(jī)和照明控制電路
出處:維庫電子市場網(wǎng) 發(fā)布于:2024-10-31 16:13:23 | 252 次閱讀
控制電路包括導(dǎo)體、滾道、接觸器操作線圈、電源、保護(hù)裝置和為操作線圈通電的開關(guān)裝置。
電機(jī)控制電路在電機(jī)分支電路中的位置。
圖 1.電機(jī)控制電路在電機(jī)分支電路中的位置。圖片由洛倫佐·馬里提供
NEC 第 430.72 節(jié)過流保護(hù)
第 430.72(A) 條概述
本節(jié)介紹如何保護(hù)磁電機(jī)啟動器的操作線圈電路,這與手動操作啟動器不同。
根據(jù)第 430.72 節(jié),保護(hù)從電機(jī)分支電路短路和接地故障保護(hù)裝置(用于控制連接到該分支電路的電機(jī))負(fù)載側(cè)分接的控制電路免受過電流影響。
該規(guī)則涵蓋了電機(jī)啟動器內(nèi)部從電源電路導(dǎo)出的電機(jī)控制電路,該電源電路連接到啟動器的線路端子。電路從熔斷器或斷路器開始,為啟動器供電的導(dǎo)體提供分支電路保護(hù)。
請勿將抽頭電機(jī)控制電路視為分支電路。用輔助或支路過流保護(hù)裝置對其進(jìn)行保護(hù)。
根據(jù)規(guī)定,起動機(jī)前的分支電路保護(hù)裝置或起動機(jī)外殼內(nèi)的補(bǔ)充保護(hù)可以保護(hù)控制電路導(dǎo)體。
根據(jù)第 9 章 NEC 表 11(A) 和 11(B) 注釋第 724.43 節(jié)(如果適用),保護(hù)電機(jī)控制電路(抽頭控制電路除外)免受過電流影響。
這些單獨的控制電路源自配電板或控制變壓器,可為為較高電壓電機(jī)供電的啟動器提供較低電壓控制,例如,120V 電??路控制 480V 分支電路中的 460V 電機(jī)。
根據(jù)電路中可用的功率,遠(yuǎn)程控制和信號電路分為三類。 2023 年版新的第 300.26 節(jié)將其分為功率限制型或非功率限制型,符合以下規(guī)定:
1 類:符合第 724.3 節(jié)的功率限制電路。
2 類和 3 類:符合第 725.3 節(jié)的功率限制電路。
非功率限制電路:按照第 300.2 至 300.25 節(jié)安裝。
根據(jù) NEC 2020 版第 725.41(B) 節(jié),電機(jī)控制器通常使用 1 類非功率限制遠(yuǎn)程控制電路進(jìn)行操作。
2、3類控制電路能量處理能力低;操作線圈所需的相對較高的能量導(dǎo)致大多數(shù)磁力起動器和接觸器的控制電路不符合 2 類或 3 類電路的要求。
NEC 2023 版新增了第 724 條,僅涵蓋 1 類功率限制電路,并提供了之前第 725 條功率限制電路第一部分和第二部分中所涵蓋的相同基本信息。
NEC 2023 版中的第 300.2 節(jié)至第 300.25 節(jié)不包含安裝 1 類非功率限制電路的數(shù)據(jù)。
NFPA 標(biāo)準(zhǔn)委員會于 2023 年 3 月 21 日發(fā)布了 2023 年國家電氣規(guī)范的暫行臨時修正案 (TIA) 第 23-8 號(TIA Log #1688),并于 2023 年 4 月 10 日生效。該 TIA 打算修訂第 300.26 節(jié),以包括非-功率有限的遠(yuǎn)程控制和信號電路。
NFPA 標(biāo)準(zhǔn)委員會決定(最終)D#23-4 維持上訴。
2023 年版修訂后的第 300.26(C) 節(jié)涵蓋了非功率限制的遠(yuǎn)程控制和信號電路。
請參閱NFPA 70 了解更多信息。
第 724.43 節(jié)規(guī)定,14 AWG 及更大導(dǎo)線的過流保護(hù)必須符合導(dǎo)線載流量,而不將第 310.15 節(jié)中規(guī)定的載流量調(diào)整和校正系數(shù)應(yīng)用于載流量計算。
換句話說,第 724.43 節(jié)規(guī)定,14 AWG 及更大導(dǎo)線的過流保護(hù)必須符合表 310.16 至 310.21 中的導(dǎo)線載流量。
18 AWG 導(dǎo)線的過流保護(hù) 不得超過 7 A,16 AWG 導(dǎo)線的過流保護(hù)不得超過 10 A。
例外: 本規(guī)范的其他條款允許或要求其他過流保護(hù)。
新的第 300.26(C)(3) 節(jié)“過流保護(hù)”規(guī)定了以下內(nèi)容:
(a) 應(yīng)根據(jù)導(dǎo)體載流量提供 14 AWG 銅及更大導(dǎo)體的過流保護(hù),而不將第 310.15 節(jié)中規(guī)定的載流量調(diào)整和校正系數(shù)應(yīng)用于載流量計算。
請注意,無需降低控制線的載流量。
(b) 過流保護(hù)對于 18 AWG 銅導(dǎo)體不得超過 7 A,對于 16 AWG 銅和 14 AWG 銅包鋁導(dǎo)體不得超過 10 A。
這些安培值對應(yīng)于有關(guān)小導(dǎo)體的第 240.4(D)(1)、(2) 和 (3) 節(jié)。
例外: 如果本規(guī)范要求或允許其他過流保護(hù)額定值,則不需要第 300.26(C)(3)(1) 和 300.26(C)(3)(2) 節(jié)中規(guī)定的過流保護(hù)。
盡管第 740.43 節(jié)涉及功率限制電路,而第 300.26(C)(3) 節(jié)涉及非功率限制電路,但這兩個規(guī)則是相似的。
第 430.72(B) 節(jié)導(dǎo)體保護(hù)
根據(jù)第 430.72(B)(1) 或 (2) 節(jié)為導(dǎo)體提供過流保護(hù)。
例外情況 1:
當(dāng)控制電路的導(dǎo)體斷開會產(chǎn)生危險時,僅需要短路和接地故障保護(hù),例如消防泵電機(jī)的控制電路。
允許電動機(jī)支路短路和接地保護(hù)裝置保護(hù)控制電路導(dǎo)體。
例外 2:
如果變壓器是單相的并且只有一個兩線、單電壓次級,則為控制導(dǎo)體供電的變壓器的初級側(cè)上的過電流保護(hù)可以保護(hù)這些導(dǎo)體。過流保護(hù)不得超過次級導(dǎo)體過流設(shè)備的適當(dāng)最大額定值(如表 430.72(B)(2) 中規(guī)定)乘以次級與初級電壓比所獲得的值。
如果變壓器的次級導(dǎo)體不是兩線制的,則變壓器初級側(cè)的過流保護(hù)不會保護(hù)變壓器的次級導(dǎo)體。
第 430.72(B)(1) 節(jié)單獨的過流保護(hù)
當(dāng)電機(jī)支路短路和接地故障保護(hù)裝置無法根據(jù)第 430.72(B)(2) 節(jié)提供保護(hù)時,提供單獨的過流保護(hù)。
過流保護(hù)不得超過表 430.72(B)(2) A 列提供的值。
請注意,對于尺寸為 14 AWG 或更大的 A 列中的值,對應(yīng)于表 310.16 至 310.21 中所示的數(shù)量(如果適用)。 N° 16 AWG 和 N° 18 AWG 尺寸的值符合第 724.43 節(jié)和新的第 300.26(C)(3)(b) 節(jié)中的規(guī)則。
第 430.72(B)(2) 條分支電路過流保護(hù)裝置
通過電機(jī)支路短路和接地故障保護(hù)裝置保護(hù)導(dǎo)體是可以的,但僅需要短路和接地故障保護(hù)。
當(dāng)導(dǎo)體未延伸超出電機(jī)控制設(shè)備外殼時,保護(hù)裝置的額定值不得超過 NEC 表 430.72(B)(2) B 列中指定的值。
這種情況的一個例子是工廠安裝的控制電路線連接到起動器蓋上的啟停按鈕。
請注意,對于 14 號 AWG 或更大尺寸,B 列中的值對應(yīng)于表 310.17 60°C 列(自由空氣中單絕緣導(dǎo)體的載流量)中所示值的 400%。
當(dāng)導(dǎo)體超出電機(jī)控制設(shè)備外殼時,保護(hù)裝置的額定值不得超過 NEC 表 430.72(B)(2) C 列中指定的值。
該規(guī)則適用于保護(hù)從啟動器到遠(yuǎn)程控制設(shè)備(例如按鈕站、限位開關(guān)、浮動開關(guān)或類似設(shè)備)的控制線。
請注意,對于尺寸為 No. 14 AWG 或更大尺寸的 C 列中的值,對應(yīng)于表 310.16 60°C 列中所示值的 300%(不超過 3 個載流的絕緣導(dǎo)體的載流量)滾道、電纜或接地中的導(dǎo)體)。 N° 16 AWG 和 N° 18 AWG 尺寸的值符合第 724.43 節(jié)和新的第 300.26(C)(3)(b) 節(jié)中的規(guī)則?! ∈纠?1: 圖 2 顯示了磁力啟動器的電機(jī)電路連接。
a) 確定電機(jī)分支電路過流保護(hù)的最大額定值,該額定值足以保護(hù)連接至 15 m 距離按鈕站的 N° 12 AWG TW 遠(yuǎn)程控制電路銅導(dǎo)線。
b) 如果電機(jī)分支電路保護(hù)的額定值超過問題 a) 中計算的值,則查找安裝在兩個遠(yuǎn)程控制電路導(dǎo)線(A 點和 B 點)中的輔助熔斷器的額定值。
解決方案:
a) 輸入表 430.72(B)(2) 并讀取 C 列下的 60 A,N° 12 AWG 銅導(dǎo)體文件。
過流保護(hù)的最大額定值為 60 A。
b) 輸入表 310.16,60°C,銅導(dǎo)體一欄,并讀取尺寸為 N° 12 AWG 的導(dǎo)體的載流量為 20 A。
輔助保險絲的最大額定值為 20 A。
示例 2: 磁力啟動器控制電機(jī),其支路過流保護(hù)是一組三個 60A 熔斷器。工廠安裝的啟動/停止按鈕位于啟動器的盒蓋上。對磁力啟動器的目視檢查顯示內(nèi)部線圈電路導(dǎo)體尺寸為 N° 16 AWG 銅。
a) 確定支路過流保護(hù)是否可以用來保護(hù)工廠安裝的線圈電路線。
b) 如果問題 a) 的答案是否定的,請找到符合 NEC 規(guī)則的解決方案。
解決方案:
a) 輸入表 430.72(B)(2) 并讀取 B 列下的 40 A,N° 16 AWG 銅導(dǎo)體文件。
由于60A高于40A,支路過流保護(hù)對于保護(hù)線圈電路線是不可接受的。
b) 在起動器內(nèi)提供單獨的保護(hù),其額定值不大于表 430.72(B)(2) A 列中所示的電線尺寸值。
輸入表 430.72(B)(2) 并在 A 列下讀取 10 A,N° 16 AWG 銅導(dǎo)體文件。
遵守 NEC 規(guī)則的一種方法是在線圈電路電線中安裝一組兩個 10A 保險絲。
許多起動器采用尺寸為 N° 18 AWG 和 N° 16 AWG 的小銅導(dǎo)體作為線圈電路。當(dāng)線圈導(dǎo)體未延伸超出電機(jī)控制設(shè)備外殼時,B 列顯示,當(dāng) N° 18 線的分支電路保護(hù)額定值不超過 25 A,N° 線的額定值不超過 40 A 時,無需單獨的線圈電路保護(hù)16 根電線。
根據(jù) C 欄,如果 N° 18 線的分支電路保護(hù)額定值不超過 7 A 并且不超過N° 16 線為 10 A。在這種情況下,額定值為 7 或 10 A 的分支電路熔斷器可以消除啟動器內(nèi)的單獨保護(hù)。
7 A 的保險絲額定值不是標(biāo)準(zhǔn)的,但第 240.6(A) 節(jié)允許使用非標(biāo)準(zhǔn)安培額定值的保險絲。
第 430.72(C) 節(jié)控制電路變壓器
有用于電機(jī)控制器的高壓接觸器線圈。然而,當(dāng)存在安全要求、大氣限制和其他工作條件時,考慮采用較低電壓的控制電路以保護(hù)操作人員至關(guān)重要。例如,120V 或 240V 線圈電路可以控制 480V 電路中的 460V 電機(jī)。在這些情況下,控制變壓器會降低電壓,從而允許使用較低電壓的線圈電路。
根據(jù)第 430.72(C)(1)、(2)、(3)、(4) 或 (5) 節(jié)保護(hù)電機(jī)控制電路變壓器。
例外: 當(dāng)控制電路的斷開會產(chǎn)生危險時,例如消防泵的控制電路,請忽略過流保護(hù)?! ‘?dāng)控制電路的打開不可接受時,例如對于基本系統(tǒng)或安全相關(guān)操作,此例外排除了對控制電路保護(hù)的需要。
由變壓器供電的控制電路。
圖 3.由變壓器供電的控制電路。圖片由洛倫佐·馬里提供
第 430.72(C)(1) 節(jié) 1 類功率限制、2 類或 3 類電路
為 1 類功率限制電路供電的變壓器電路必須符合第 724.30 至 724.52 節(jié)的規(guī)定。提供第2類或第3類遙控電路時,必須符合第725條第二部的規(guī)定。
第 430.72(C)(2) 條變壓器
根據(jù)第 450.3 節(jié)保護(hù)變壓器。
第 450.3 節(jié)介紹了變壓器過流保護(hù)。 1 kV 以上變壓器的過流保護(hù)額定值或整定值見表 450.3(A),1 kV 及以下變壓器見表 450.3(B)。該表包括初級保護(hù)和二級保護(hù)。
第 430.72(B) 節(jié)的例外 N° 2 允許按照表 430.72(B)(2) 中所示的特定尺寸的安培值保護(hù)次級導(dǎo)體。請務(wù)必在初級側(cè)反映這些值。
另請參見第 240.4(F) 節(jié)“變壓器次級導(dǎo)體的保護(hù)”。
第 430.72(C)(3) 節(jié) 小于 50 VA
可以采用阻抗限制裝置、初級過流裝置或其他固有保護(hù)裝置來保護(hù)額定值小于 50 VA、集成到電機(jī)控制器中并放置在外殼內(nèi)的控制電路變壓器。
第 430.72(C)(4) 條初級電流小于 2 A
當(dāng)一次電流小于 2 A 時,安裝額定或設(shè)置不超過初級電流 500% 的過流裝置可以保護(hù)控制電路變壓器。
保護(hù)裝置必須放置在向變壓器初級提供電流的每個未接地導(dǎo)體中。
示例 3: 如果初級額定電流為 1.5 A,請在圖 3 中找到變壓器初級保護(hù)的最大額定值,并為每個未接地導(dǎo)體選擇一個保險絲。
解決方案:
1.5A x 500% = 7.5A
升級到第 240.6(A) 節(jié)中的下一個較小尺寸并使用 6A 保險絲,因為最大額定值為 7.5A。
示例 4: 假設(shè)示例 3 中的控制變壓器的額定電壓為 480/120 V,導(dǎo)體放置在外殼內(nèi)。確定主保險絲將保護(hù)的次級導(dǎo)體的最小銅導(dǎo)體尺寸。
解決方案:
電壓比 = 480V/120V = 4
6 安 x 4 = 24 安
輸入表 430.72(B)(2) 并讀取 B 列下的 25 A,N° 18 AWG 銅導(dǎo)體文件。
最小導(dǎo)線尺寸為 N° 18 AWG。
您可以按照第 430.72(B) 節(jié)例外 2 中的文字來證明此結(jié)果,如下所示:
假設(shè)您的連接裝置有一個控制變壓器,其次級電路中的銅導(dǎo)體尺寸為 N° 18 AWG。
輸入表 430.72(B)(2) 并讀取 B 列下的 25 A,N° 18 AWG 銅導(dǎo)體文件。
將 25 A 乘以次級與初級電壓比即可找到初級保護(hù)允許的最大額定值。
25 安 x (120 伏/480 伏) = 6.25 安。
如果主保險絲的 6A 額定值低于最大值,它將保護(hù)次級電路。
第 430.72(C)(5) 條其他方式
允許通過其他認(rèn)可的方法進(jìn)行保護(hù)。
保護(hù)照明接觸器的線圈電路
以下示例涉及照明而不是電動機(jī)。然而,它與電機(jī)場景密切相關(guān),因為控制電路也是 1 類。
新的第 724.45(C) 節(jié)涉及照明和電源的分支電路抽頭,僅需要短路和接地故障保護(hù)。只要分支電路保護(hù)裝置的額定值不超過電路導(dǎo)體載流量的 300%,您就可以提供這種保護(hù)。
示例 5: 圖 4 顯示了帶有控制照明負(fù)載的電磁接觸器的布置。從分支電路引出的控制電路銅導(dǎo)線的規(guī)格為 N° 14 AWG TW。
a) 確定分支電路熔斷器的最大額定值,以考慮受保護(hù)的控制電路導(dǎo)體?! ) 如果分支電路熔斷器的額定電流為 90 A,則確定控制電路所需的最小銅導(dǎo)體尺寸。
解決方案:
輸入表 310.16 并讀取 60°C 列下的 15 A,N° 14 AWG 銅導(dǎo)體文件。
300% x 15A = 45A
保險絲的最大額定值為 45 A,即表 240.6(A) 中的標(biāo)準(zhǔn)額定電流。
300% x 最小載流量 = 90 A
最小載流量 = 90 A / 3 = 30 A
輸入表 310.16 并在 60°C 列下讀取 30 A,N° 10 AWG 銅導(dǎo)體文件。
最小導(dǎo)線尺寸為 N° 10 AWG TW
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