في الربيع الماضي، أرسل لنا أحد المقاولين في ولاية أوهايو رسالة بريد إلكتروني من سطر واحد استغرقت تسويتها ثلاثة أسابيع: "لن يوقع المفتش على القبو". كان مشروعه عبارة عن وحدة داخلية بقدرة 2000 كيلو فولت أمبير، مملوءة بالزيوت المعدنية، وكانت مجموعة الرسم موجودة في غرفة ذات سقف جداري، وباب مجوف، ولا عتبة عند العتبة. لم يكن هناك شيء خاطئ بشأن المحول. خرق التثبيت المادة 450 في أربعة مواضع، وكلف الإصلاح أكثر من تكلفة الوحدة.
هذا البريد الإلكتروني هو سبب وجود هذه المقالة.الحماية من حريق المحولاتعادةً ما يتم التعامل معه على أنه بند لشخص آخر - يرسم المهندس المعماري غرفة، ويتولى الكهربائي تركيب الوحدة، ويفترض الجميع أن المفتش سيقبلها. في أمريكا الشمالية، يقوم المفتش بالتحقق من مستندين، وكلاهما مليئان بالأرقام الثابتة.
لماذا تعد الحماية من الحرائق في المحولات قرارًا تصميميًا، وليست خطوة من خطوات العمل الورقي
تحترق المحولات المعزولة بالزيت، وتحترق بشدة. تصف إرشادات NFPA السائل الموجود بالداخل بأنه مشابه للزيوت المعدنية وقابل للاشتعال للغاية، ويعمل كعزل ومبرد، مع وحدات تحتوي على ما يتراوح بين بضعة جالونات إلى عدة آلاف.
ولهذا السبب يتعامل الكود مع الزيت على أنه مشكلة هيكلية وليس كأحد تفاصيل المعدات. بالنسبة للمشتري، فإن النتيجة العملية بسيطة: يتم اختيار استراتيجية الحماية من الحرائق في نفس الوقت الذي يتم فيه اختيار المحول، وليس بعده. القبو، أو الغرفة لمدة ساعة واحدة، أو الفصل الخارجي، أو النوع الجاف - هذا الاختيار الوحيد هو الذي يقود الأعمال المدنية، والتهوية، ونطاق الرش.
إليك الجزء الذي يفتقده معظم المشترين: المسار الذي تختاره يحدد أيضًا من يقوم بمراجعة رسوماتك. تمر حزمة القبو عبر مراجع الحرائق بالإضافة إلى المراجع الكهربائي، ويطلب مراجعو الحرائق إجراء حسابات بدلاً من صفحات الكتالوج.
NEC 450: قواعد القبو للمحولات المعزولة بالزيت المثبتة في الداخل
المادة 450 من قانون الكهرباء الوطني أينالحماية من حريق المحولاتيصبح قابلا للتنفيذ. ينص القسم 450.26 على القاعدة بدون تحوط: يجب أن يكون المحول المعزول بالزيت المثبت في الداخل في قبو، والقبو يعني الجزء الثالث من المادة 450 - وليس خزانة مقفلة. هناك ستة استثناءات تتبع لحالات محددة، ولكن الافتراضي هو القبو.
البناء هو المكان الذي تفشل فيه المشاريع فعليًا. يتطلب القسم 450.42 أن توفر جدران القبو وأرضيته وسقفه وسقفه مقاومة للحريق لمدة لا تقل عن ثلاث ساعات، وتشير الملاحظات الإعلامية إلى ما يبدو عليه ذلك عمليًا: عادةً ست بوصات من الخرسانة المسلحة. ينخفض التصنيف إلى ساعة واحدة فقط حيث يحمي نظام الرش الآلي القبو ولا يوجد المحول أكثر من خمسة طوابق فوق الدرجة النهائية. لا يتم قبول بناء ألواح الجدران والمسامير.
الأبواب والفتحات لها قواعدها الخاصة. أقل من 450.43 يحتاج كل مدخل قبو إلى باب محكم بنفس تصنيف القبو - ثلاث ساعات عادة، وساعة واحدة تحت استثناء الرشاش - يتأرجح للخارج ومجهز بأجهزة الذعر. يحتاج المدخل أيضًا إلى عتبة أو حاجز لا يقل ارتفاعه عن أربع بوصات، بحجم يمنع الزيت من أكبر محول في القبو. إن هذا الرصيف الذي يبلغ طوله أربع بوصات هو التفاصيل الأكثر ضياعًا التي نراها في الرسومات.
التهوية هي الفشل الروتيني الآخر. تحت 450.45 يحتاج القبو ذو التهوية الطبيعية إلى مساحة مفتوحة إجمالية لا تقل عن ثلاث بوصات مربعة لكل كيلو فولت أمبير، مع عدم وجود أكثر من نصفها بالقرب من الأرض والتوازن عند السطح أو بالقرب منه. يجب أن تحتوي الفتحات المواجهة للمبنى على مخمدات حريق تغلق أوتوماتيكياً لمدة لا تقل عن ساعة ونصف. فيما يتعلق بالصرف، يتطلب 450.46 خزائن تحتوي على محولات أكبر من 100 كيلو فولت أمبير لتكون وسيلة لنقل الزيت والماء إلى فاصل الزيت/الماء، ويحظر 450.47 مرور الأنابيب أو مجاري الهواء غير ذات الصلة عبر القبو.
تجول بند على حدة من هذهمتطلبات قبو NEC 450، بما في ذلك حساب التهوية، يجلس فيانهيار قبو المادة 450 من EC&M- إنه المرجع الذي يحتفظ به مهندسونا على المكتب عند وصول رسومات العميل.
الجدول 1 - متطلبات NEC 450 التي تحدد ما إذا كان المخزن سيجتاز المراجعة أم لا
| بند | متطلبات | ينطبق على |
|---|---|---|
| 450.26 | يجب أن تكون المحولات المعزولة بالزيت المثبتة في الداخل في قبو (ستة استثناءات) | وحدات داخلية مملوءة بالزيت |
| 450.42 | فصل مقاوم للحريق لمدة 3 ساعات للجدران والأرضيات والسقف والسقف؛ تم تقليلها إلى ساعة واحدة باستخدام مرشات NFPA 13 وما لا يزيد عن خمسة طوابق فوق الدرجة | بناء القبو |
| 450.43 | باب محكم مع تصنيف الحريق للقبو، يتأرجح للخارج، أجهزة الذعر؛ عتبة أو كبح لا يقل عن 4 بوصات عالية لحصر الزيت | الوصول إلى قبو |
| 450.45 | فتحة تهوية طبيعية لا تقل عن 3 بوصات مربعة لكل كيلو فولت أمبير؛ تحتاج الفتحات الداخلية إلى إغلاق تلقائي لمخمدات الحريق بمعدل 1.5 ساعة أو أكثر | تهوية القبو |
| 450.46 | وسائل نقل الزيت والماء إلى فاصل الزيت/الماء | الخزائن ذات الوحدات التي تزيد عن 100 كيلو فولت أمبير |
| 450.47 | لا توجد أنابيب أو مجاري هواء أو تخزين غير ذي صلة داخل القبو | التدبير المنزلي قبو |
NFPA 850: المسافات الفاصلة وحواجز الحريق للوحدات الخارجية
انقل المحول إلى الخارج والمادة 450 ستسلم المشكلة إلى كتاب قواعد مختلف.NFPA 850، وهو معيار الحماية من الحرائق لمحطات توليد الكهرباء ومحطات تحويل HVDC، وهو المعيار الذي يتوقع مهندسو المرافق وأصحاب المصانع وشركات التأمين رؤيته. نسخة 2026 هي النسخة الحالية.
التوصية الأساسية تتتبع حجم النفط. يجب حماية المحولات التي تحتوي على أكثر من 500 جالون (1900 لتر) من الزيت بواسطة جدار حماية لمدة ساعتين، ممتد بمقدار قدم واحدة (300 مم) عموديًا وقدمين (600 مم) أفقيًا خلف غلاف المحول. عندما يكون جدار الحماية غير عملي، فإن الفصل يحل محله:NFPA 850توصي بمسافة من 5 إلى 25 قدمًا (1.5 إلى 15 مترًا)، مع تحديد المسافة بمقدار الزيت الذي تحتفظ به الوحدة.
وفوق هذا المقياس، تدخل الحماية النشطة إلى الصورة. يحكم NFPA 15 أنظمة رش الماء ويحدد كثافة التصميم عند 0.25 جالون في الدقيقة/قدم² (10.2 لتر/دقيقة/م²) يتم تفريغها على غلاف المحول، مع تطبيق 0.15 جالون في الدقيقة/قدم² (6.1 لتر/دقيقة/م²) على المعدات المكشوفة المحيطة. يجب أن يحافظ مصدر المياه على التدفق التصميمي للنظام بالإضافة إلى 250 جالونًا في الدقيقة (946 لترًا/دقيقة) لتيار الخرطوم لمدة ساعة كاملة. ومن المتوقع وجود حفرة احتواء ونظام صرف بجانبها، ويجب أن يمتد جدار الحماية على الأقل إلى حافة منطقة الاحتواء. الحماية من الصواعق وفقًا لمعايير NFPA 780 تنتمي إلى نفس الحزمة، لأن الضربة هي مصدر اشتعال موثوق.
النظرة عامة على NFPA الخاصة بالحماية من حرائق المحولاتإنه قصير وموجه للمهندسين ويستحق القراءة قبل تجميد التخطيط.
طريق النوع الجاف: عندما تقوم NEC 450.21 بإخراج القبو من الرسم
هناك طريقة مشروعة لتجنب قبو الثلاث ساعات، وهي ليست خدعة ورقية - إنها محولة مختلفة. تحدد المادة 450.21 القواعد الداخلية للوحدات من النوع الجاف، والعتبات مهمة:
• تحتاج المحولات من النوع الجاف حتى 112.5 كيلو فولت أمبير والمثبتة في الداخل إلى مسافة 12 بوصة على الأقل من المواد القابلة للاحتراق.
• يجب أن تكون المحولات من النوع الجاف التي تزيد قدرتها على 112.5 كيلو فولت أمبير والمثبتة في الداخل في غرفة محولات ذات بناء مقاوم للحريق وبمدة تشغيل لا تقل عن ساعة واحدة.
• فوق 35000 فولت، يلزم وجود قبو بغض النظر.
اقرأ هذه السطور معًا وسيكون المنطق التجاري واضحًا. راتنج مصبوبمحول من النوع الجافيمكن تركيب التصنيف الذي يزيد عن 112.5 كيلو فولت أمبير في غرفة مصنفة لمدة ساعة واحدة بدلاً من قبو مدته ثلاث ساعات مع قيود ومصارف ومخمدات حريق واستثناء يتم تغذيته بالرش. وفي أحد مشاريع الصناعات الخفيفة الحديثة، أدى هذا الاستبدال إلى إزالة ما يقرب من ثلث النطاق المدني للغرفة الكهربائية وتأجيل تاريخ التنشيط بمقدار ستة أسابيع.
هناك طريق ثالث للمشترين الذين يحتاجون إلى التبريد السائل في الداخل. يغطي القسم 450.23 المحولات المعزولة بالسوائل الأقل قابلية للاشتعال؛ بالنسبة للوحدة التي يقل جهدها عن 35000 فولت، تشتمل الشروط على نظام إطفاء حريق أوتوماتيكي ومنطقة احتجاز للسوائل. تنشر إيتون دليل التثبيت الواضح لـتم إدراج متطلبات المحولات المملوءة بالسوائل الأقل قابلية للاشتعال، نقطة بداية معقولة عندما تقوم بوزن سوائل الإستر مقابل الراتنج المصبوب.
جدول 2 - التثبيت الداخلي: ما يتطلبه الكود فعليًا
| متطلبات | داخلي معزول بالزيت | النوع الجاف داخلي (فوق 112.5 كيلو فولت أمبير) |
|---|---|---|
| الضميمة | قبو وفقا للمادة 450 الجزء الثالث | غرفة المحولات، معدل الحريق لمدة ساعة واحدة |
| فصل النار | 3 ساعات (ساعة واحدة مع مرشات NFPA 13، خمسة طوابق أو أقل) | 1 hour |
| باب | نفس تصنيف القبو، والتركيب الضيق، والتأرجح للخارج، وأجهزة الذعر | تصنيف الغرفة الواحدة؛ تختلف المتطلبات المحلية |
| احتواء النفط | عتبة أو كبح لا يقل عن 4 بوصات لحصر الزيت | لا ينطبق |
| تهوية | ما لا يقل عن 3 بوصات مربعة لكل كيلو فولت أمبير طبيعي؛ مخمدات الحريق لمدة 1.5 ساعة على الفتحات الداخلية | تهوية الغرفة لكل مصنع |
| الصرف الصحي | مطلوب أكثر من 100 كيلو فولت أمبير، إلى فاصل الزيت/الماء | لا ينطبق |
| مراجعة الخطة النموذجية | مراجع كهربائي بالإضافة إلى مراجع حريق، مطلوب حسابات | مراجع كهربائي |
ما الذي فشل في الواقع في مراجعة AHJ: خمس تفاصيل من مشاريع حقيقية
يقوم فريقنا الهندسي بمراجعة حزم الخزنة كل عام، حيث تمثل العناصر الخمسة نفسها معظمهاقبو NEC 450الرفض. لا أحد منهم غريب.
قبو ورق الحائط.لا يتم قبول مجموعات المسامير وألواح الحائط لمدة ثلاث ساعات، وعادةً ما يظهر هذا بعد تأطير الغرفة بالفعل.
الرصيف المفقود.تبدو العتبة التي يبلغ حجمها أربع بوصات بالنسبة لأكبر حجم من زيت المحولات تافهة حتى يتم سكب المدخل مع البلاطة.
تهوية صغيرة الحجم.قم بإجراء العملية الحسابية على وحدة بقدرة 500 كيلو فولت أمبير: ثلاث بوصات مربعة لكل كيلو فولت أمبير تعني 1500 بوصة مربعة من التهوية الطبيعية تحت 450.45. عندما تحل التهوية الميكانيكية محل الدورة الدموية الطبيعية، فإن مراجعة المرافق غالبًا ما تحدد حجم تدفق الهواء بحوالي 1.6 مرة من معدل كيلو فولت أمبير - حوالي 800 قدم مكعب في الدقيقة لنفس الوحدة - مع إنذار عندما تتجاوز درجة حرارة القبو 140 درجة فهرنهايت. ويحدد المصممون بشكل روتيني جزءًا من ذلك.
لا استنزاف على وحدة كبيرة.أي شيء يزيد عن 100 كيلو فولت أمبير يحتاج إلى مسار للنفط والماء، وينتهي عند فاصل الزيت/الماء. إن إعادة تأهيل الصرف تحت أرضية مصبوبة هي مهمة هدم.
أنبوب أجنبي من خلال القبو.يتم توجيه فروع الرشاشات وقنوات الاتصالات وخطوط المياه المنزلية عبر "تلك الغرفة الفارغة" ما لم يلحظها أحد على الرسم. 450.47 الموجود لأنه يحدث كثيرًا.
مشروع أوهايو الذي افتتح هذه المقالة فشل فيما يتعلق بالسقف الجداري، والباب، والرصيف، والتهوية - أربعة من الخمسة. كان لدى الوحدة نفسها تقرير اختبار نظيف وملف شهادة صالح.
كيف تدعم شركة Ryan Electric حزمة التعليمات البرمجية، وليس فقط المحولات
نحن شركة مصنعة للمحولات، لذا لا يمكننا صب قبوتك. ما يمكننا فعله هو إزالة التخمين من أجزاء التقديم التي تعتمد على المعدات.
تغادر كل وحدة مصنفة داخليًا نقوم بشحنها المصنع مع الوثائق التي يطلبها مراجع الحرائق فعليًا: تقارير اختبار روتينية معتمدة، وبيانات ارتفاع درجة الحرارة المتعرجة مع تدرجات النقاط الساخنة المقاسة، ولوحة الاسم وحزم الرسم التي تتوافق مع الهيكل قيد المراجعة، وملفات الشهادات التي تغطي نطاقات UL وCSA وIEEE وDEKRA وCE حسب الاقتضاء. علىمحول من النوع الجافبالنسبة للطلبات الخاصة بالغرف الكهربائية في أمريكا الشمالية، نقوم بشكل روتيني بتوفير بيانات التخليص والتهوية التي يحتاجها المراجع الميكانيكي لإغلاق الغرفة.
قامت شركة Ryan Electric بالتصنيع في جيانغسو منذ عام 2007، وتدير منشأة بمساحة 120.000 متر مربع تضم أكثر من 180 مجموعة من معدات الإنتاج والاختبار، وتحمل 37 براءة اختراع عبر التصميمات من النوع الجاف والمغمورة بالزيت. منذ عام 2023 كناإيتون شريك في المشروع المشترك، لذلك يتم الإجابة على أسئلة التعليمات البرمجية المملوءة بالسائل والنوع الجاف التي تظهر على جانبي الجدول بنفس اللغة الهندسية.
المحادثة التي توفر أكبر قدر من المال تتم عند عرض الأسعار، وليس عند الفحص. أخبرنا بالغرفة، واستراتيجية الحريق التي قبلتها AHJ من قبل، وkVA التي تحتاجها - وإذا كانت وحدة الراتنج المصبوب يمكنها إزالة القبو من الرسم بالكامل، فأنت تريد معرفة ذلك قبل صب الأساس.
الحصول على استراتيجية إطلاق النار بشكل صحيح قبل إصدار أمر الشراء
الحماية من حريق المحولاتهو أحد الأجزاء القليلة في مشروع الطاقة حيث غالبًا ما يكون القرار الأرخص هو القرار الأول. تسوية مسار الكود - قبو، أو غرفة لمدة ساعة واحدة، أو فصل خارجي، أو أمحول من النوع الجاف- قبل طلب المعدات، يتم الحفاظ على مراجعة الخطة نظيفة وتاريخ التنشيط سليمًا.
إذا كنت تحدد وحدة داخلية أو مثبتة على وسادة لمشروع في أمريكا الشمالية وتريد موردًا يشارك في استراتيجية مكافحة الحرائق بدلاً من مجرد اقتباس تصنيف كيلو فولت أمبير، فأرسل إلينا أبعاد غرفتك وإصدار الكود المطبق وملف تعريف التحميل الخاص بك. سنعود بإجابة مباشرة حول المحول الذي سيقبله الكود.
عن المؤلف:كتبه فريق الهندسة والتطبيقات في شركة Ryan Electric، وهي شريك في مشروع مشترك لشركة Eaton وشركة مصنعة معتمدة من UL/CSA للمحولات الجافة والمغمورة بالزيت والمثبتة على منصات في جيانغسو، الصين، والتي تخدم مراكز البيانات والمشاريع الصناعية والمرافق والمتجددة عبر أمريكا الشمالية والشرق الأوسط وجنوب شرق آسيا وأفريقيا.
