Instalațiile industriale de astăzi utilizează o serie de circuite de control pentru controlul motorului, semnalele de instrumentare și schemele de oprire a instalației. Aplicarea corectă a articolelor din cod care guvernează utilizarea acestora poate fi dificilă fără a ști cum să clasifice circuitele cu care sunt asociați și ce cabluri să folosească pentru instalarea lor.
Cum controlează NEC cerințele de semnalizare și de cablare?
Instalațiile industriale de astăzi utilizează o serie de circuite de control pentru controlul motorului, semnalele de instrumentare și schemele de oprire a instalației. Motoare, supape, termocupluri, emițătoare, sisteme de oprire de urgență și aproape fiecare proces dintr-o instalație modernă interacționează cu un sistem sau dispozitiv de control extrem de complicat, cum ar fi un sistem de control distribuit (DCS) sau un controler logic programabil (PLC). Aplicarea corectă a articolelor din Cod care reglementează utilizarea acestora (Art. 430, Partea VI; Art. 725; sau Art. 727) poate fi dificilă fără a ști cum să clasifice circuitele cu care sunt asociați și pentru ce cabluri să se utilizeze instalarea lor. Dar odată ce aveți o astfel de bază de cunoștințe de la care să începeți, va fi mai ușor să știți ce articol să aplicați și când.
Un DCS furnizează energie sau primește energie din circuitele pe care le operează în mai multe moduri. O sursă de alimentare în DCS furnizează în mod obișnuit 24VDC sau 120VAC cardurilor electronice din sistem. În unele instalații, sursa de alimentare DCS poate alimenta direct solenoidele, întrerupătoarele de limită sau alte instrumente de teren. Acest aranjament înseamnă că dispozitivele sunt alimentate prin buclă. În alte cazuri, un instrument de câmp poate furniza o ieșire alimentată, denumită adesea un circuit alimentat de câmp. În ambele aranjamente, circuitul este de obicei considerat cu energie redusă.
Deși nu a fost folosit de la NEC din 1971, termenul de energie redusă descrie cel mai bine tipurile de circuite asociate cu DCS și PLC. Tensiunile în aceste sisteme sunt de obicei de 24VDC și 120VAC, deși tensiunea poate fi în intervalul mV, la fel ca în cazul termocuplurilor. Acestea pot opera comutatoare de proximitate, emițătoare sau alte dispozitive de joasă tensiune. Curentul este de obicei în domeniul mA.
Clase 1, 2 sau 3 circuite și izolații ale cablurilor.
Deoarece puține circuite asociate cu un DCS utilizează o sursă de alimentare listată de clasa 2 sau 3, acestea nu pot fi clasificate ca clase 2 sau 3, chiar dacă pot fi într-adevăr circuite cu consum redus de energie. Prin urmare, dacă proiectați și instalați în conformitate cu cerințele art. 725, aceste circuite sunt clasificate în mod implicit ca clasa 1. Drept urmare, circuitele de clasa 1 sunt de departe cel mai comun tip de circuit de control de la distanță și de semnalizare utilizat în instalațiile industriale actuale.
Toate conductoarele de circuit Clasa 1 trebuie să aibă izolație adecvată pentru 600V, dar circuitele de Clasa 2 și 3 pot utiliza conductoare cu izolație nominală numai pentru 300V. Ca regulă generală, nu puteți instala circuite de clasa 1 în același cablu, cablu sau carcasă ca circuitele de clasa 2 sau 3. Astfel, este foarte important să cercetați clasificarea tuturor surselor de alimentare și a ieșirilor cardurilor electronice utilizate pentru instrumentare înainte de a stabili dacă puteți sau ar trebui să utilizați cablul de 300V în proiectarea dvs.
După cum sa menționat anterior, dacă un circuit de control și semnalizare de la distanță nu este derivat dintr-o sursă de alimentare listată de clasa 2 sau 3 sau nu este instalat în conformitate cu cerințele art. 727, circuitul trebuie clasificat ca circuit de clasa 1. Cu toate acestea, există excepții de la această regulă.
Codul implică, de asemenea, la 430.72 (A) că circuitele de comandă ale motorului extrase de la un dispozitiv de protecție la circuitul de ramificare a motorului, la scurtcircuit și la defectarea la sol (de obicei siguranțe sau întrerupător) nu trebuie protejate conform cerințelor de la 725.23 deoarece aceste circuite nu sunt considerate circuite de clasa 1 și cerințele art. 725 nu se aplică (Fig 1.). În schimb, circuitele de control al motorului deservite de o sursă de alimentare externă și cele derivate din partea secundară a unui transformator de putere de control sunt clasificate fie ca circuite de control de la distanță și de semnalizare de clasa 1, fie circuite de clasă 1 cu putere limitată și cerințele art. 725 se aplică.
Un circuit de clasa 2 sau clasa 3 poate fi, de asemenea, clasificat ca circuit de clasă 1, dacă defecțiunea acestuia poate introduce un pericol direct de incendiu sau de viață. În acest caz, trebuie să îl reclasificați și să-l instalați ca un circuit de clasa 1, chiar dacă are o sursă de alimentare de clasă 2 sau 3. Odată ce circuitul este reclasificat, acesta poate fi instalat alături de alte circuite de clasa 1.
O concepție greșită obișnuită în rândul multor instalatori este că este acceptabil să trasee circuite de clasa 1 cu alte circuite de alimentare. La urma urmei, acest concept de bază este prezentat în cerințele 300.3 (C) (1). Cu toate acestea, cerințele de la 725.26 nu vă permit să instalați conductoare de circuit de clasa 1 în aceeași pistă, cablu sau incintă cu circuite de alimentare, cu excepția cazului în care sunt asociate funcțional (FIG. 2). O modificare a NEC din 2002 (725.26) interzice, de asemenea, amplasarea circuitelor de clasa 1 într-o tavă de cablu cu conductori de putere care nu sunt asociați funcțional. Ar trebui să combinați sistemele care sunt asociate funcțional în aplicația lor într-o tavă de cablu comună.
Această modificare a Codului poate crea probleme utilizatorilor industriali. De exemplu, instalațiile noi necesită acum un sistem separat de tavă sau o barieră pentru circuitele de clasa 1. Nu mai este acceptabil să instalați o tavă comună pentru toate conductoarele izolate de 600 V. Inginerii de proiectare trebuie acum să separe toate circuitele de control de la distanță și de semnalizare de clasa 1 de toate circuitele de alimentare și de iluminare neasociate. Separarea circuitelor de control de la distanță și de semnalizare de clasa 1 de circuitele de alimentare poate prezenta, de asemenea, noi provocări atunci când se utilizează cabluri compozite de alimentare și de control.
Alegerea cablului potrivit.
Cablul cu izolație de 300V este un tip comun de sârmă utilizat în instalațiile industriale pentru instrumentare, dar cablul tăvii cu putere limitată (PLTC) nu poate fi utilizat pe circuitele de clasa 1. Utilizarea PLTC pentru majoritatea instrumentelor și a circuitelor DCS este în conflict cu cerințele NEC. Aceste circuite cu consum redus de energie au creat o cerere pentru un tip de cablu de 300V care ar putea merge acolo unde 600V sau PLTC nu ar putea - cablul izolat de 600V poate fi foarte voluminos și multe incinte din instrumente, dulapuri de armare a instrumentelor și în cutii de borne nu au spațiu adecvat pentru aceasta.
Cablul pentru tavă de instrumentare (ITC) a fost introdus în NEC din 1996. ITC nu creează conflictele cu Codul pe care le poate PLTC și nu este la fel de voluminoasă ca un cablu de 600 V. Poate fi instalat sub pardoseli înălțate în camerele de control și în încăperile de rack fără a utiliza tava de cablu sau pista de curse, atâta timp cât este protejat de daune fizice. Și probabil cel mai mare beneficiu al acestuia atunci când este utilizat este că NEC nu mai consideră circuitul ca fiind un circuit de clasa 1, 2 sau 3 și cerințele art. 725 nu se mai aplică. ITC oferă scutire pentru circuitele de instrumentare cu consum redus de energie, deoarece Codul îl clasifică ca un tip de circuit neidentificat. Izolația mai subțire o face și mai ușor de lucrat.
O limitare a ITC este că circuitul trebuie să funcționeze la 150V sau mai puțin și 5A sau mai puțin, ceea ce este comun cu circuitele de instrumentare (FIG. 3 de mai jos). Codul vă restricționează, de asemenea, de la instalarea ITC cu circuite de alimentare, iluminare, clasa 1 sau nelimitate.
Puncte de reținut.
Dacă un circuit are orice tip de funcție de semnalizare, Codul consideră că este un circuit de control și semnalizare de la distanță. Dacă sursa de alimentare nu este listată ca o sursă de clasă 2 sau 3, circuitul este probabil un circuit de clasa 1 în mod implicit, necesitând izolație de 600 V. Dacă circuitul este un circuit de instrumentare și îndeplinește cerințele art. 727.5, puteți utiliza ITC (izolație 300V).
Unii producători de cabluri realizează cabluri cu rating dual PLTC/ITC. Cu toate acestea, puteți utiliza cabluri marcate ca PLTC numai pe circuitele de clasa 2 și 3. Puteți utiliza cabluri marcate ca ITC numai pe circuite de instrumente care funcționează la cel mult 150V sau 5A. În cazul în care cablul instrumentului dvs. are etichetă dublă ITC/PLTC, îl puteți utiliza pe circuitele de clasă 2 și 3 și circuitele de control al instrumentelor care respectă limitele art. 727.
În cazul în care dispozitivul de protecție a circuitului de ramificare, scurtcircuit și împământare a motorului (adică fără un transformator de putere de comandă) furnizează un circuit de control al motorului, trebuie să respectați cerințele din Tabelul 430.72 (B). În acest caz, cerințele art. 725 nu se aplică. Dacă un circuit de control al motorului de 600V sau mai puțin este derivat dintr-un transformator de putere de comandă sau întrerupător de circuit dintr-o altă sursă, acesta va fi clasificat ca circuit de clasă 1 și cerințele art. 725 se aplică.
La proiectarea sistemelor cu tăvi de cablu, fiți întotdeauna conștienți de clasificarea circuitului, de tipul de cablu care trebuie utilizat și de cerințele de separare stabilite în NEC.
Guidry este supraveghetor de proiectare electrică pentru Fluor Enterprises, Inc. în Sugar Land, Texas, și membru al NEC Panel 11.