NFPA 79

Machinebouwers opgepast: in delen van de VS is sinds Editie 2018 overspanningsbeveiliging voor machines verplicht. Maak uw machine gereed voor de NFPA 79.

Win meer informatie in en download de brochure
'Klaar voor NFPA 79'.

Nu de brochure downloaden
Ready for NFPA 79

Voor machine- en installatiebouwers die hun producten exporteren naar Noord-Amerika of binnen het geldingsbereik daarvan in het verkeer willen brengen, zijn de daar geldende wetten en voorschriften van toepassing. Een van de belangrijkste vakspecifieke normen naast de NEC is de NFPA 79. De NFPA 79 wordt om de drie jaar, aansluitend op de NEC herzien en neemt daarvan de vernieuwingen over.

Lees hier aan welke verplichtingen voor elektrische machines volgens NFPA 79 moet worden voldaan voor de toepassing van overspanningsbeveiligingsmodulen (SPD's). Met ons speelt u op safe.

Welke editie geldt, wordt bepaald door de deelstaat, waarin de machine wordt gebruikt. Daardoor zijn overal in Noord-Amerika verschillende edities geldig. Het is daarom raadzaam om altijd de meest recente editie in acht te nemen.

NFPA 79 – Editie 2021

  • Overspanningsbeveiliging is verplicht voor industriële machines met veiligheidsgerelateerde circuits (Safety), die nog niet voldoende tegen overspanningen zijn beschermd.
  • Overspanningsbeveiligingsmodulen (SPD) moeten een UL-registratie hebben.
  • Een SPD-type 4 in de schakelkast moet overeenkomen met het type locatie van de machine en dienovereenkomstig zijn aangeduid.
  • Een SPD-type 4 mag alleen door de fabrikant van de schakelkast worden geïnstalleerd.

NFPA 79 – Editie 2018

  • Overspanningsbeveiliging is verplicht voor industriële machines met veiligheidsgerelateerde circuits (Safety).
  • Overspanningsbeveiligingsmodulen (SPD) moeten een UL-registratie hebben.
  • Een SPD-type 4 in de schakelkast moet overeenkomen met het type locatie van de machine en moet aangeduid zijn.

Onze oplossing – uw voordelen

  • VAL-US-producten zijn UL-Listed en kunnen universeel op alle locatietypen worden toegepast
  • Geen overschrijding van de kortsluitstroom dankzij een hoge kortsluitvastheid van 200 kA
  • Vereenvoudigde keuring van de installatie door inspecteurs, omdat de voorschriften volgens NFPA 79 worden nageleefd
  • Producten in heel Europa verkrijgbaar, te gebruiken en te monteren door CE-markering

Wat regelt de norm NFPA 79?

De NFPA 79 (Electrical Standard for Industrial Machinery) is een Amerikaanse norm voor de veiligheidsstandaard van industriële machines uit de VS. Hierin zijn regels op elektrisch en elektronisch gebied opgenomen, die tot gevaarlijke situaties in de machine kunnen leiden als ze verkeerd worden uitgevoerd. Daartoe behoren o.a. overstroombeveiliging, bekabeling en veiligheidscircuits en sinds kort de toepassing van overspanningsbeveiliging.
De NFPA 79 wordt om de drie jaar herzien. De actueelste versie is die van 2018.

Waarom moet mijn machine voldoen aan NFPA 79?

Elke machine die in bedrijf wordt genomen, moet eerst door een inspecteur worden getest en goedgekeurd (approved). Voor deze test wordt naast de National Electrical Code (NEC – NFPA 70) ook de NFPA 79 toegepast. Is de inspecteur van mening dat de machine niet volledig aan de norm voldoet, kan hij de keuring en daarmee ook de NFPA 79-certificering weigeren. De machine mag dan niet in bedrijf worden genomen.

Waar wordt de richtlijn toegepast en welk geldigheidsbereik heeft die?

De richtlijn geldt voor alle industriële machines in de VS. Welke versie van de NFPA 79 in de desbetreffende staat/regio geldt, is afhankelijk van de geldende versie van de National Electrical Code in die staat/regio. Voor machines die op "Hazardous Locations" worden toegepast, geldt bovendien de NEC, Article 500 en volgend.

Hoe wordt omgegaan met inhoudelijke verschillen tussen de verschillende reglementen?

In industriële machines toegepaste schakelkasten moeten behalve aan de NEC en de NFPA 79 ook nog voldoen aan de norm UL 508A. Worden door deze drie reglementen verschillende eisen gesteld, dan gelden de strengste voorschriften. Bij overstroombeveiligingen moet dan bijv. de laagste waarde worden gebruikt.

Hoezo werd overspanningsbeveiliging met de nieuwe versie van de NFPA 79 verplicht gesteld?

De bescherming van personen speelt een belangrijke rol. Om gevaarlijke situaties voor mensen bij de machine te voorkomen, mag een geval van overspanning de veiligheidscircuits van een machine niet beschadigen. Overwegingen omtrent verdere inzetbaarheid van de machine na een overspanning zijn hier niet van belang.

Hoe voldoe ik aan de eisen volgens de NFPA 79 met betrekking tot overspanningsbeveiliging?

Volgens de NEC (2017) en NFPA 79 (2018) moeten industriële machines die van veiligheidscircuits zijn voorzien, worden toegerust met overspanningsbeveiliging (Surge Protective Device, SPD) voor de voeding. Deze moet een "UL Listed"-toelating volgens norm UL 1449 hebben. Bovendien moet de kortsluitvastheid (Short Circuit Current Rating – SCCR) hiervan groter zijn dan de kortsluitstroom op de inbouwlocatie.

Hoe moeten overspanningsbeveiligingsmodulen worden toegepast om te voldoen aan de NFPA 79?

Overspanningsbeveiligingsmodulen voor de voeding dienen zo dicht mogelijk bij de voedingsaansluiting worden geïnstalleerd. Afhankelijk van de plaats van de machine in de installatie dienen de passende SPD-typen (zie NFPA 79 (2018), Article 7.8) te worden gekozen. De VAL-US-serie maakt het wat dat betreft erg eenvoudig: als UL Listed Type 1-modulen mogen ze overal in de installatie worden toegepast. Daarbij kan het nodig zijn om te letten op de beveiliging van de kabels tegen overstroom.

Overspanningsbeveiligingsmodulen voor signaal- en datatechniek zijn volgens NFPA 79 niet verplicht. Ze kunnen echter wel in machines worden ingebouwd. Aan te raden is hier een overspanningsbeveiligingsmodule voor de communicatie-interface van de machine, bijv. naar de besturingstechniek.

Hoe kom ik aan de volledige informatie uit de NFPA 79?

Zowel de NEC als de NFPA 79 zijn te koop of gratis verkrijgbaar bij de "National Fire Protection Association". Er zijn zowel elektronische als gebonden versies te koop.

Amerikaanse voedingsnetvormen

De Amerikaanse netvormen, spanningen en hun frequenties vertonen voor een deel duidelijke verschillen in vergelijking met die in Europa. Daaraan liggen historische redenen ten grondslag. Industriële machines worden voornamelijk met de netvormen "3-phase Wye" en "Delta" toegepast. Er zijn echter nog meer voedingsnetvormen, waarvan de gangbaarste hieronder worden beschreven.

Split-phase
3-phase Wye
Corner-grounded/ungrounded Delta
High-Leg Delta
Split-phase

Deze voedingsnetvorm is in Europa tegenwoordig vrijwel onbekend. Deze komt tot stand door een middenaftakking van de secundaire zijde van een 1-fase transformator. De middenaftakking is geaard, zodat de spanning tussen deze en een fase precies de helft van de spanning tussen de fasen bedraagt. De gebruikte spanning bedraagt 120/240 V.
Deze voedingsnetvorm wordt in Amerika bij bijna alle huishoudens en kleine kantoorgebouwen gebruikt. Kleine apparaten of apparaten met een laag vermogen worden op 120 V aangesloten, zoals computers, tv's of lampen. Apparaten met een hoger vermogen worden op 240 V aangesloten, bijv. de airconditioning.

3-phase Wye

Deze voedingsnetvorm lijkt sterk op het in Europa gebruikte TN-systeem. De spanningsvoerende fasen worden gevoed vanuit een transformator in sterschakeling en hebben een faseverschuiving van telkens 120°. De sterpunt is geaard. Afhankelijk van wat nodig is wordt de nulader wel of niet mee geleid. De gebruikte spanningen zijn 277/480 V in de VS en Mexico en 347/600 V in Canada. Deze voedingsnetvorm wordt voornamelijk in industriële omgevingen gebruikt.

Corner-grounded/ungrounded Delta

Deze voedingsnetvorm is onbekend in distributienetwerken in Europa. De voedende transformator is aan secundaire zijde in een driehoek geschakeld, de faseverschuiving bedraagt telkens 120° tussen de fasen. Een nulader is vanwege deze schakeling niet aanwezig. De gebruikte spanningen zijn 480 V in de VS en Mexico en 600 V in Canada. Afhankelijk van de aardingssituatie zijn er twee verschillende varianten:

Ungrounded Delta
De transformator is aan secundaire zijde niet geaard. Hoe het systeem functioneert lijkt op het in Europa bekende IT-systeem.

Corner-grounded Delta
Eén fase is rechtstreeks geaard. Deze voedingsnetvorm wordt vaak toegepast, wanneer grote vermogens nodig zijn, bijv. voor grote motoren.

High-Leg Delta

Deze voedingsnetvorm wordt in Europa niet toegepast. Het gaat om een mengvorm van Delta en Split-phase. Het Delta-systeem heeft een spanning van 240 V fase-fase. Een van de drie zijden krijgt een extra middenaftakking, die geaard wordt. Daardoor ontstaan drie spanningen:

Fase A – N = Fase C – N = 120 V
Fase B – N = 120 V * √3 = 208 V
Tussen alle fasen = 240 V

Deze voedingsnetvorm wordt gebruikt voor grote kantoorgebouwen en kleine industriegebouwen. Net als in het Split-phase-systeem worden apparaten met een laag vermogen (computers, broodroosters, …) op 120 V en apparaten met een hoger vermogen (airconditioning, …) op 240 V aangesloten. De 208 V wordt doorgaans gebruikt voor de verlichting.

SPD-typen volgens UL 1449

SPD's worden onderverdeeld in verschillende typen, afhankelijk van de bereikte kortsluitvastheid. Bovendien wordt ook de installatie overeenkomstig de optredende kortsluitstromen in locatietypen onderverdeeld.

Het locatietype van de aansluitlocatie van de machine schrijft voor, welk SPD-type ten minste moet worden gebruikt. Daardoor mogen SPD-type 1 op alle locatietypen worden gebruikt. SPD-type 2 mogen op locatietype 2 en 3 worden ingezet.

Deze indeling van de SPD's geeft geen informatie over het afleidvermogen van de apparaten of hun toepassingsbereik in een bliksembeveiligingsconcept, zoals uit de IEC-normering bekend is. De typen volgens UL zijn uitsluitend volgens de door UL 1449 voorgeschreven test van de kortsluitvastheid.

SPD-typen volgens UL 1449

Classificatie

 

Beschrijving

Classificatie
SPD type 1 Installatie achter transformator, voor hoofdzekering/scheidingsschakelaar
SPD type 2 Installatie achter hoofdzekering/hoofdscheidingsschakelaar
SPD type 3 Kabellengte min. 10 m tot voorgeschakelde overstroombeveiliging/scheidingsschakelaar
SPD type 4* Onderdeel van een apparaat/schakelkast, gehele apparaat vereist kortsluitproef volgens UL
 *Bij SPD type 4 is het type locatie van de installatie afhankelijk van het testresultaat van SPD type 4 met betrekking tot de kortsluitvastheid.

Eisen aan de producten

Voor de verschillende voedingsnetvormen en spanningen staan producten uit de VAL-US-serie ter beschikking. Ze voldoen aan de eisen uit NFPA 79, omdat ze enerzijds al een "UL Listed"-toelating hebben. Anderzijds zijn ze met een kortsluitvastheid (SCCR) van 200 kA (volgens UL 1449 ed 4) universeel zonder verdere berekeningen toepasbaar.

3-phase Wye

 

Naam (artikelnummer)
Naam (artikelnummer)

Systeemspanning (fasen)
277/480 V (A, B, C, N, G) VAL-US-277/40/3+1-FM (2910374)
277/480 V (A, B, C, G) VAL-US-277/40/3+0-FM (1199369)
347/600 V (A, B, C, N, G) VAL-US-347/30/3+1V-FM (1079099)
347/600 V (A, B, C, G) VAL-US-347/30/3+0-FM (2910383)

Corner-grounded/ungrounded Delta

 

Naam (artikelnummer)
Naam (artikelnummer)

Systeemspanning
480 V VAL-US-480D/30/3+0-FM (2910386)
600 V VAL-US-600D/30/3+0-FM (2910391)
Schakelschema: zekeringen

Zekeringen

Overspanningsbeveiliging die volgens UL 1449 als Type 1 Listed is toegelaten, heeft geen overstroombeveiliging nodig (1). Door de NEC wordt echter wel voorgeschreven dat de kabels tegen overstroom dienen te worden beveiligd. Daardoor kan het vereist zijn de kabels naar de SPD te voorzien van overstroombeveiligingen (Overcurrent Protection Device, OCPD) (2).
De dimensionering of definitie van de OCPD's wordt volgens NFPA 79 niet uitgevoerd door de fabrikant van de gebruikte module, maar door de installatie-engineer, in dit geval door de machinebouwer. Dit geldt ook voor SPD's. De procedure voor de berekening van de OCPD voor overspanningsbeveiligingsmodulen komt overeen met die voor alle andere apparaten. Omdat bij een SPD echter geen sprake is van belastingsstroom, kunnen de door de SPD-fabrikant aangegeven data voor de aansluitkabel worden gebruikt. Hierin staan zowel minimale en maximale doorsneden als het toegestane materiaal van de kabel. Op basis van deze gegevens kan dan, zoals gebruikelijk, met behulp van de desbetreffende tabellen in de NEC de overstroombeveiliging worden berekend.