保護(hù)電機(jī)和照明控制電路
出處:維庫(kù)電子市場(chǎng)網(wǎng) 發(fā)布于:2024-10-31 16:13:23 | 336 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(dòng)器的操作線圈電路,這與手動(dòng)操作啟動(dòng)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(dòng)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(dòng)器的線路端子。電路從熔斷器或斷路器開始,為啟動(dòng)器供電的導(dǎo)體提供分支電路保護(hù)。
請(qǐng)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(duì)其進(jìn)行保護(hù)。
根據(jù)規(guī)定,起動(dòng)機(jī)前的分支電路保護(hù)裝置或起動(dòng)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(dú)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(dòng)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(hào)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(duì)較高的能量導(dǎo)致大多數(shù)磁力起動(dòng)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(huì)于 2023 年 3 月 21 日發(fā)布了 2023 年國(guó)家電氣規(guī)范的暫行臨時(shí)修正案 (TIA) 第 23-8 號(hào)(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(hào)電路。
NFPA 標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)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(hào)電路。
請(qǐng)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(jì)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(jì)算。
請(qǐng)注意,無(wú)需降低控制線的載流量。
(b) 過流保護(hù)對(duì)于 18 AWG 銅導(dǎo)體不得超過 7 A,對(duì)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(duì)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(gè)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(huì)產(chǎn)生危險(xiǎn)時(shí),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(dòng)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(gè)兩線、單電壓次級(jí),則為控制導(dǎo)體供電的變壓器的初級(jí)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(jí)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(jí)與初級(jí)電壓比所獲得的值。
如果變壓器的次級(jí)導(dǎo)體不是兩線制的,則變壓器初級(jí)側(cè)的過流保護(hù)不會(huì)保護(hù)變壓器的次級(jí)導(dǎo)體。
第 430.72(B)(1) 節(jié)單獨(dú)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(wú)法根據(jù)第 430.72(B)(2) 節(jié)提供保護(hù)時(shí),提供單獨(dú)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(qǐng)注意,對(duì)于尺寸為 14 AWG 或更大的 A 列中的值,對(duì)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(shí),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(gè)例子是工廠安裝的控制電路線連接到起動(dòng)器蓋上的啟停按鈕。
請(qǐng)注意,對(duì)于 14 號(hào) AWG 或更大尺寸,B 列中的值對(duì)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(shí),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(dòng)器到遠(yuǎn)程控制設(shè)備(例如按鈕站、限位開關(guān)、浮動(dòng)開關(guān)或類似設(shè)備)的控制線。
請(qǐng)注意,對(duì)于尺寸為 No. 14 AWG 或更大尺寸的 C 列中的值,對(duì)應(yīng)于表 310.16 60°C 列中所示值的 300%(不超過 3 個(gè)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(dòng)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(jì)算的值,則查找安裝在兩個(gè)遠(yuǎn)程控制電路導(dǎo)線(A 點(diǎn)和 B 點(diǎn))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(xiǎn)絲的最大額定值為 20 A。
示例 2: 磁力啟動(dòng)器控制電機(jī),其支路過流保護(hù)是一組三個(gè) 60A 熔斷器。工廠安裝的啟動(dòng)/停止按鈕位于啟動(dòng)器的盒蓋上。對(duì)磁力啟動(dòng)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(qǐng)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(duì)于保護(hù)線圈電路線是不可接受的。
b) 在起動(dòng)器內(nèi)提供單獨(dú)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(gè) 10A 保險(xiǎn)絲。
許多起動(dòng)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(shí),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(shí),無(wú)需單獨(dú)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(dòng)器內(nèi)的單獨(dú)保護(hù)。
7 A 的保險(xiǎn)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(xiǎn)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(shí),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(huì)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(huì)產(chǎn)生危險(xiǎn)時(shí),例如消防泵的控制電路,請(qǐng)忽略過流保護(hù)?! ‘?dāng)控制電路的打開不可接受時(shí),例如對(duì)于基本系統(tǒng)或安全相關(guān)操作,此例外排除了對(duì)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(shí),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(jí)保護(hù)和二級(jí)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(jí)導(dǎo)體。請(qǐng)務(wù)必在初級(jí)側(cè)反映這些值。
另請(qǐng)參見第 240.4(F) 節(jié)“變壓器次級(jí)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(jí)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(jí)電流小于 2 A
當(dāng)一次電流小于 2 A 時(shí),安裝額定或設(shè)置不超過初級(jí)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(jí)提供電流的每個(gè)未接地導(dǎo)體中。
示例 3: 如果初級(jí)額定電流為 1.5 A,請(qǐng)?jiān)趫D 3 中找到變壓器初級(jí)保護(hù)的最大額定值,并為每個(gè)未接地導(dǎo)體選擇一個(gè)保險(xiǎn)絲。
解決方案:
1.5A x 500% = 7.5A
升級(jí)到第 240.6(A) 節(jié)中的下一個(gè)較小尺寸并使用 6A 保險(xiǎn)絲,因?yàn)樽畲箢~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(xiǎn)絲將保護(hù)的次級(jí)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(gè)控制變壓器,其次級(jí)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(jí)與初級(jí)電壓比即可找到初級(jí)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(xiǎn)絲的 6A 額定值低于最大值,它將保護(hù)次級(jí)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(dòng)機(jī)。然而,它與電機(jī)場(chǎng)景密切相關(guān),因?yàn)榭刂齐娐芬彩?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(xiǎn)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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