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NEC 240.87：减少电弧能量

安吉拉-琼斯
2 月 27, 2024

电气专业人员指南》（2023 NEC 版）。

什么是 NEC 240.87？

NEC 240.87 是《美国国家电气标准》中的一个规范章节。 国家电气规范》（NEC)規定，額定電流為 1200 安培或更高的斷路器必須採用減少電弧能量的方法。電弧能量是由電弧產生的熱量和光量。 電弧 故障，會對設備和人員造成嚴重損害。減少電弧能量的方法旨在減少故障電弧的持續時間和強度，從而將潛在危險降至最低。

NEC 240.87 为何重要？

NEC 240.87 的重要性在於它解決了下列嚴重的安全問題 电气系统.發生電弧故障的原因有很多，例如絕緣故障、 連接鬆動、 異物或人為錯誤。發生故障電弧時，可產生高達華氏 35,000 度的溫度，可熔化金屬、引燃可燃物，並造成嚴重燒傷和傷害。電弧故障也會產生壓力波，使耳膜破裂、肺部受損、窗戶破碎。根據美國國家防火協會 (National Fire Protection Association, NFPA) 的資料，在美國每年有超過 2,000 人因故障電弧受傷，400 人死亡。

NEC 240.87 要求采用哪些电弧减能方法？

NEC 240.87 要求对额定电流为 1200 安培或更高的断路器采用以下其中一种降低电弧能量的方法：

  • 分区选择联锁 (ZSI)：这种方法利用断路器之间的通信信号来协调其跳闸时间，并尽快隔离故障区。与传统协调相比，ZSI 可减少高达 50% 的电弧能量。ZSI 需要兼容的断路器以及断路器之间的接线。
  • 差动继电器：这种方法使用电流互感器测量断路器进出电流的差值，如果差值超过设定值，断路器就会跳闸。与传统协调相比，差动继电器可减少高达 80% 的电弧能量。差动继电器需要额外的电流互感器和继电器。
  • 带本地状态指示灯的节能维护开关：这种方法使用可手动操作的开关来降低断路器的跳闸阈值，并使用指示灯来显示开关的状态。与传统协调方式相比，节能维护开关可减少高达 70% 的电弧能量。节能维护开关需要在断路器上或附近安装开关和指示灯。
  • 降低能量的主動式弧光減緩系統：此方法使用的裝置可偵測並熄滅故障電弧，方法是為故障電流建立低阻抗路徑，並對電弧施加反向電壓。減能主動式 弧閃緩解系統可減少 與傳統協調相比，弧能量最多可減少 90%。降低能量的主動式弧光減緩系統需要一個裝置和一個電源。
  • 瞬时跳闸设置：这种方法使用的断路器可在故障电流达到预设值的一个周期或更短时间内跳闸。与传统协调相比，瞬时跳闸设置可减少高达 40% 的电弧能量。瞬时跳闸设置要求断路器具有可调节的瞬时跳闸功能。
  • 瞬时超控：这种方法使用的断路器可以超越正常延时，在故障电流超过一定水平时立即跳闸。与传统协调方式相比，瞬时超驰可减少高达 60% 的电弧能量。瞬时超控要求断路器具有瞬时超控功能。
  • 核准的等效方法：这种方法使用的任何其他技术都可以将电弧能量降低到低于工作距离处的入射能量。批准的等效方法在性能和安装要求上可能有所不同。批准的等效方法必须获得有管辖权的当局批准。有时需要创造性，应用特殊的继电器功能或其他工程解决方案可以达到相同或更好的减少故障电弧的效果。为此需要进行工程计算。请咨询 电气工程师 帮助您找到其他解决方案。

如何遵守 NEC 240.87？

要遵守 NEC 240.87，电气专业人员应遵循以下步骤：

  • 确定电气系统中额定电流为 1200 安培或更高的断路器。
  • 为每个断路器选择并安装一种弧光节能方法。
  • 在断路器上标注弧能降低方法和文件位置。
  • 记录减少电弧能量的方法和断路器的设置。
  • 测试并验证弧能降低方法的功能。
  • 更新弧闪危险分析和电气系统的弧闪标签。

NEC 240.87 是規定額定電流為 1200 安培或更高的斷路器必須採用降低弧能方法的法規條款。其目的在於改善 電氣系統，並降低電弧 故障。電氣專業人員應熟悉減少弧光能量的方法以及符合 NEC 240.87 的步驟。

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