لجنة الكهرباء الوطنية 240.87: تقليل طاقة القوس الكهربائي

دليل لمحترفي الكهرباء لنسخة 2023 من NEC.

ما هو NEC 240.87؟

NEC 240.87 هو قسم من كود NEC 240.87 في الكود الكهربائي الوطني (NEC)) التي تتطلب طرق الحد من طاقة القوس الكهربائي لقواطع الدارات الكهربائية المصنفة بقدرة 1200 أمبير أو أعلى. طاقة القوس الكهربائي هي كمية الحرارة والضوء الناتجة عن عطل القوس الكهربائي، والتي يمكن أن تسبب أضرارًا جسيمة للمعدات والأفراد. تم تصميم طرق تقليل طاقة القوس الكهربائي لتقليل مدة وشدة القوس الكهربائي وبالتالي تقليل المخاطر المحتملة.

ما أهمية NEC 240.87؟

تعتبر NEC 240.87 مهمة لأنها تعالج مشكلة خطيرة تتعلق بالسلامة في الأنظمة الكهربائية. يمكن أن تحدث أعطال القوس الكهربائي نتيجة لأسباب مختلفة، مثل فشل العزل أو التوصيلات المفكوكة أو الأجسام الغريبة أو الخطأ البشري. عند حدوث خلل في القوس الكهربائي، يمكن أن يولد درجات حرارة تصل إلى 35,000 درجة فهرنهايت، والتي يمكن أن تصهر المعادن وتشعل المواد القابلة للاحتراق وتسبب حروقًا وإصابات شديدة. يمكن أن تولد أعطال القوس الكهربائي أيضًا موجات ضغط يمكن أن تمزق طبلة الأذن وتضر بالرئتين وتحطم النوافذ. وفقًا للجمعية الوطنية للحماية من الحرائق (NFPA)، فإن أعطال القوس الكهربائي مسؤولة عن أكثر من 2000 إصابة و400 حالة وفاة سنويًا في الولايات المتحدة.

ما هي طرق تقليل طاقة القوس الكهربائي المطلوبة بموجب NEC 240.87؟

تتطلب NEC 240.87 إحدى طرق تقليل طاقة القوس الكهربائي التالية لقواطع الدارات الكهربائية المصنفة بقدرة 1200 أمبير أو أعلى:

• التشابك الانتقائي للمنطقة (ZSI): تستخدم هذه الطريقة إشارات الاتصال بين قواطع الدارات الكهربائية لتنسيق أوقات تعثرها وعزل المنطقة المعطوبة بأسرع ما يمكن. يمكن أن تقلل ZSI من طاقة القوس الكهربائي بما يصل إلى 501 تيرابايت 4 تيرابايت مقارنة بالتنسيق التقليدي. تتطلب تقنية ZSI قواطع دارة متوافقة وأسلاكاً متوافقة فيما بينها.
• الترحيل التفاضلي: تستخدم هذه الطريقة محولات التيار لقياس الفرق بين التيارات الواردة والصادرة من قاطع الدارة الكهربائية وتعطيل القاطع إذا تجاوز الفرق قيمة محددة. يمكن أن يقلل الترحيل التفاضلي من طاقة القوس الكهربائي بما يصل إلى 801 تيرابايت 4 تيرابايت مقارنةً بالتنسيق التقليدي. يتطلب الترحيل التفاضلي محولات ومرحلات تيار إضافية.
• تبديل الصيانة لتقليل الطاقة مع مؤشر حالة محلي: تستخدم هذه الطريقة مفتاحًا يمكن تشغيله يدويًا لتقليل عتبة تعثر قاطع الدارة الكهربائية وضوءًا يشير إلى حالة المفتاح. يمكن لتبديل الصيانة المخفض للطاقة أن يقلل من طاقة القوس الكهربائي بما يصل إلى 701 تيرابايت 4 تيرابايت مقارنة بالتنسيق التقليدي. يتطلب تبديل الصيانة لتقليل الطاقة مفتاح وضوء على قاطع الدارة أو بالقرب منه.
• نظام تخفيف وميض القوس الكهربائي النشط لتقليل الطاقة: تستخدم هذه الطريقة جهازًا يمكنه اكتشاف خطأ القوس الكهربائي وإطفائه من خلال إنشاء مسار منخفض المقاومة لتيار القوس الكهربائي وتطبيق جهد مضاد على القوس الكهربائي. نظام تقليل الطاقة النشط يمكن لنظام تخفيف وميض القوس الكهربائي أن يقلل طاقة القوس الكهربائي بنسبة تصل إلى 90% مقارنةً بالتنسيق التقليدي. يتطلب نظام تخفيف وميض القوس الكهربائي النشط لتقليل الطاقة جهازًا ومصدر طاقة.
• إعداد التعشيق الفوري: تستخدم هذه الطريقة قاطع دارة يمكنه التعشيق خلال دورة واحدة أو أقل من تيار العطل، ليصل إلى قيمة محددة مسبقًا. يمكن لإعداد الرحلة اللحظي أن يقلل من طاقة القوس الكهربائي بما يصل إلى 401 تيرابايت 4 تيرابايت مقارنة بالتنسيق التقليدي. يتطلب إعداد الرحلة الفورية قاطع دارة مزود بوظيفة رحلة فورية قابلة للتعديل.
• التجاوز الفوري: تستخدم هذه الطريقة قاطع دارة يمكنه تجاوز التأخير الزمني العادي والرحلة على الفور عندما يتجاوز تيار العطل مستوى معين. يمكن أن يقلل التجاوز اللحظي من طاقة القوس الكهربائي بما يصل إلى 601 تيرابايت 4 تيرابايت مقارنة بالتنسيق التقليدي. يتطلب التجاوز الفوري قاطع دارة مزود بخاصية التجاوز الفوري.
• وسائل مكافئة معتمدة: تستخدم هذه الطريقة أي تقنية أخرى يمكنها تقليل طاقة القوس الكهربائي إلى مستوى أقل من طاقة السقوط على مسافة العمل. يمكن أن تختلف الوسائل المكافئة المعتمدة من حيث الأداء ومتطلبات التركيب. يجب الموافقة على الوسائل المكافئة المعتمدة من قبل السلطة المختصة. في بعض الأحيان تكون هناك حاجة إلى الإبداع، ويمكن أن يحقق تطبيق وظائف الترحيل الخاصة أو الحلول الهندسية الأخرى نفس النتائج أو أفضل منها للحد من خطأ القوس الكهربائي. سيتطلب ذلك حسابات هندسية من أجل تحقيق ذلك. استشر أحد مهندس كهربائي لمساعدتك في حلول أخرى

كيف تتوافق مع NEC 240.87؟

للامتثال لمعيار NEC 240.87، يجب على محترفي الكهرباء اتباع الخطوات التالية:

• حدد القواطع الكهربائية المصنفة بقدرة 1200 أمبير أو أعلى في النظام الكهربائي.
• حدد إحدى طرق تقليل طاقة القوس الكهربائي لكل قاطع دارة كهربائية وقم بتركيبها.
• قم بتسمية قاطع الدائرة الكهربائية بطريقة تقليل طاقة القوس الكهربائي وموقع التوثيق.
• قم بتوثيق طريقة تقليل طاقة القوس الكهربائي وإعدادات قاطع الدائرة الكهربائية.
• اختبار وظيفة طريقة تقليل طاقة القوس والتحقق منها.
• تحديث تحليل مخاطر الوميض القوسي وعلامات الوميض القوسي للنظام الكهربائي.

NEC 240.87 هو قسم من كود NEC يتطلب طرق الحد من طاقة القوس الكهربائي لقواطع الدارات الكهربائية المصنفة بقدرة 1200 أمبير أو أعلى. ويهدف إلى تحسين سلامة الأنظمة الكهربائية وتقليل مخاطر أعطال القوس الكهربائي. يجب أن يكون محترفو الكهرباء على دراية بطرق تقليل طاقة القوس الكهربائي وخطوات الامتثال ل NEC 240.87.