為 NFPA 79 做好準備

機械製造商要注意:自 2018 版本發佈之日起,美國部分地區規定機械必須具備突波保護。請確保您的機械符合 NFPA 79。您可下載「Ready for NFPA 79」手冊,瞭解更多資訊。
兩隻手環繞一個按鈕,上面刻有「Ready for NFPA 79」字樣

產品出口北美或在北美銷售其產品的機械製造和系統製造商必須遵守適用的法律和法規。除國家電氣規範編碼之外,NFPA 79 也是重要的技術標準之一。每三年就會在國家電氣規範編碼之後修訂一次 NFPA 79,並錄入其更新的內容。

您可以在此瞭解 NFPA 79 在突波保護裝置 (SPD) 的應用方面對電子機械提出了哪些強制性要求。我們會一直確保您的安全。

機器在哪個聯邦州投入使用,決定了其適用的版本。因此,在整個北美境內,需要遵守不同版本的標準。通常都需要考慮到最新版本。

NFPA 79 – 2021 版

  • 對於具備安全電路 (Safety) 且尚未得到全面突波保護的工業機械,必須安裝突波保護裝置。
  • 這些突波保護裝置 (SPD) 必須通過 UL 列名認證。
  • 控制櫃內的 4 類突波保護裝置必須與機械的適用場所型別相一致,且作了對應的標註。
  • 4 類突波保護裝置只允許由控制櫃製造商安裝。

NFPA 79 – 2018 版

  • 具備安全電路 (Safety) 的工業機械必須安裝突波保護裝置。
  • 這些突波保護裝置 (SPD) 必須通過 UL 列名認證。
  • 控制櫃內的 4 類突波保護裝置必須與機械的適用場所型別相一致,且作了標註。

我們的解決方案 – 您的優勢

  • VAL-US 產品通過了 UL 列名認證,可在所有型別的場所中通用
  • 200 kA 的高抗短路性有效防止短路電流過高
  • 遵守 NFPA 79 規定,檢驗人員順利驗收系統設備
  • 產品具有 CE 標誌,全歐洲供應並適用安裝

NFPA 79 標準規定了什麼?

NFPA 79(工業機械電氣標準)是美國標準,定義了美國工業機械的安全標準。該標準對這類因實施不當就可能導致機械設備出現危險狀況的電氣和電子問題作出了規定。其中比如包括:過電流保護、接線和安全電路,最新版本還對突波保護的應用做出規定。
NFPA 79 每三年修訂一次。最新版於 2018 年頒佈。

為什麼機械設備必須符合 NFPA 79?

每台機械設備在投入使用前必須首先由檢查員進行檢查和驗收(批准)。除國家電氣規範編碼 (NEC-NFPA 70) 外,該檢查還必須基於 NFPA 79 標準。如果檢查員認為機械設備不完全符合標準,可以拒絕驗收,繼而拒絕給予 NFPA 79 認證。之後就不允許投入使用該機械設備。

該指令適用於何處,其適用範圍是什麼?

該指令適用於美國所有的工業機械。每個聯邦州/地區適用哪個版本的 NFPA 79 標準取決於該聯邦州/地區現用的國家電氣規範編碼。對於安裝在「危險場所」的機械,還適用國家電氣規範編碼第 500 條及以下條款。

如何處理各種規則和標準的內容差異?

除國家電氣規範編碼和 NFPA 79 標準外,工業機械中使用的控制櫃還必須符合 UL 508A 標準。若這三個規則和標準給出了不同的要求,則以最嚴格的要求為準。以過電流保護設備為例,必須遵守最低值。

新版 NFPA 79 為何強制要求突波保護?

保護人身安全至關重要。為避免機械設備上進行工作的人員面臨危險情況,產生的突波不得損壞機械設備的安全電路。至於機械設備在出現突波之後能否迅速準備就緒,在此不作考慮。

如何在突波保護方面滿足 NFPA 79 的要求?

依據國家電氣規範編碼 (2017) 和 NFPA 79 (2018),配備安全電路的工業機械必須為電源配備突波保護裝置(Surge Protective Device,SPD)。這類 SPD 必須通過 UL 1449 標準的「UL 列名」認證。此外,這類 SPD 還必須具有高於安裝現場短路電流的抗短路能力 (Short Circuit Current Rating – SCCR)。

如何使用突波保護裝置才能滿足 NFPA 79 標準?

用於電源的突波保護裝置應盡可能靠近饋送裝置安裝。依據在機械內的安裝位置,應選擇適當的突波保護裝置型別(參閱 NFPA 79 (2018),第 7.8 條)。使用 VAL-US 系列可輕鬆解決這一問題:作為 UL 列名認證的 1 類產品,它們可以安裝在機械的任何地方。安裝期間有必要考慮到對線路進行保護,以免過電流。

NFPA 79 標準並未要求使用適用於訊號和資料技術的突波保護裝置。但這類保護裝置仍可安裝在機械設備中。建議使用適用於機械設備通訊介面(如連接控制技術的通訊介面)的突波保護裝置。

在哪里可以找到全面的 NFPA 79 資訊?

國家電氣規範編碼和 NFPA 79 標準均可從國家消防協會處購買或免費查看。既可以購買電子版,也可以購買指定格式的檔案。

美國電網類型

由於歷史原因,美國的電網類型、電壓和頻率與歐洲已知的電網類型、電壓和頻率差別很大。工業機械主要使用「3 相 Y 型」和「三角形」類型的電網。除此之外還有其他的電網類型,下面羅列了最常見的電網類型。

分相
3 相 Y 型
角點接地/未接地三相電
三相四線三角形
分相

現如今,這種電網類型在歐洲仍不被大眾所知。透過單相變壓器中的次級側中心抽頭連接建立電網。中心抽頭連接接地,使得它與一相之間的電壓恰好是相間電壓的一半。所用電壓是 120/240 V。
在美國,幾乎所有的家庭和小型辦公樓都使用這種電網類型。小型和低功率設備(如:電腦、電視機和照明設備)連接到 120 V 電路。具有較高功率要求的設備(例如空調系統)連接到 240 V 電路。

3 相 Y 型

該電網類型與歐洲使用的 TN 系統非常相似。帶電外部導線由具有星形拓撲的變壓器饋電,相之間的相移各為 120°。星形匯接點接地。依據需求,PEN 導線可以一同連接,也可以不連接。美國和墨西哥使用的電壓為 277/480 V,加拿大使用的電壓為 347/600 V。該電網類型主要用於工業環境。

角點接地/未接地三相電

這種電網類型在歐洲配電網中也屬於未知型電網。饋電變壓器在次級側具有三角形拓撲,相之間的相移各為 120°。因受到電路的限制,PEN 導線不存在。美國和墨西哥使用的電壓為 480 V,加拿大使用的電壓為 600 V。依據接地比壓的不同,有兩種不同的版本:

未接地三相電
變壓器位在次級側接地。該系統的運轉與歐洲常見的 IT 系統類似。

角點接地三相電
一根外部導線直接接地。這種電網類型通常用於需要高功率的地方,例如大型引擎。

三相四線三角形

這種電網類型未在歐洲使用。該電網類型是三角形系統和分相混合。三角形系統的相間電壓為 240 V。此外,三個支腿中的一個還具有接地中心抽頭連接。因此有三個電壓:

相 A – N = 相 C – N = 120 V
相 B – N = 120 V * √3 = 208 V
所有相間 = 240 V

這種電網類型用於大型辦公樓和小型工業建築。與分相系統一樣,低功率設備(電腦和烤麵包機等)連接到 120 V 電路,高功率設備(空調系統等)連接到 240 V 電路。208 V 電路通常用於照明。

符合 UL 1449 標準的突波保護裝置型別

突波保護裝置按照所能達到的抗短路能力分為不同的型別。此外,還根據出現的短路電流將安裝方式分為各類適用場所。

機械設備連接位置的適用場所型別表明:此處至少需要安裝哪類突波保護裝置。1 類突波保護裝置可用於所有適用場所型別。2 類突波保護裝置只能用於 2 類適用場所和 3 類適用場所。

突波保護裝置的這種分類不提供有關設備放電容量或在防雷方案應用領域的資訊,這一點與國際電工委員會 IEC 標準不同。依照 UL 分類的產品只是表明這類產品通過了 UL 1449 標準中規定的抗短路偵測。

符合 UL 1449 標準的突波保護裝置型別

分類

說明

分類
1 類突波保護裝置 安裝在變壓器的後面、主保險絲/隔離開關的前面
2 類突波保護裝置 安裝主保險絲/主隔離開關的後面
3 類突波保護裝置 最短電纜長度 與上游的過電流保護/隔離開關相距 10 m
4 類突波保護裝置* 裝置/控制櫃的一部分、整個裝置需要依照 UL 進行短路測試
*4 類突波保護裝置的適用場所型別取決於 4 類突波保護裝置的抗短路偵測結果。

對產品的要求

VAL-US 系列產品適用於各種電網類型和電壓。該系列產品滿足 NFPA 79 的要求,這是因為其一方面具有「UL 列名」認證。另一方面由於其抗短路能力 (SCCR) 為 200 kA(符合 UL 1449 第 4 版),因此無需進一步計算就能通用。

3 相 Y 型

名稱(訂購號)
名稱(訂購號)

系統電壓(相位)
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)

角點接地/未接地三相電

名稱(訂購號)
名稱(訂購號)

系統電壓
480 V VAL-US-480D/30/3+0-FM (2910386)
600 V VAL-US-600D/30/3+0-FM (2910391)
圖片:保險絲

保險絲

經 UL 1449 標準認證為 1 類的突波保護不需要過電流保護 (1)。但是,國家電氣規範編碼規定要保護線路免受過電流的影響。因此,有必要為突波保護裝置的線路配備過電流保護裝置 (Overcurrent Protection Device, OCPD) (2)。
依據 NFPA 79,在設計或定義 OCPD 時,並非由所裝設備的製造商或系統規劃人員進行,而是由機械製造商完成。這一點也針對突波保護裝置。為突波保護裝置設計 OCPD 的操作方法與所有其他設備的方法相同。但是,由於突波保護裝置沒有負載電流,因此可以參考 SPD 製造商為連接線指定的資料。這些資料包括最大和最小橫截面,以及允許的線路材料。基於這些資料,隨後就能藉助國家電氣規範編碼中的對應表格照常設計出過電流保護裝置。