Защита с помощью кабелепровода в соответствии с NEC

Национальные электротехнические нормативы (National Electrical Code, NEC) появились в США в 1897 г. С 1911 г. они пересматриваются и публикуются Национальной ассоциацией пожарной защиты (National Fire Protection Association, NFPA). Новый вариант появляется каждые три года, причем всегда с существенными изменениями, связанными, как правило, с ужесточением требований, хотя в некоторых случаях нормы становятся менее жесткими или отменяются вовсе. NEC 2008 представляет собой 51 издание, которое, как и все предыдущие, нацелено на обеспечение «защиты людей и собственности от опасностей, связанных с использованием электричества».

Нормативы, утвержденные NFPA, не имеют юридической силы, но штаты и муниципалитеты вправе изменять их и принимать в качестве законов. Они применимы ко всей низковольтной проводке (за некоторыми исключениями, включая большинство сетей под управлением коммунальных предприятий и подземные коммуникации в шахтах).

ЧТЕНИЕ NEC

Главы с 1 по 4 описывают базовые спецификации на проектирование и протоколы установки для проведения электрических работ, не связанных с коммунальными сетями — в жилых домах, офисных зданиях и на производстве. Главы 5-8 уточняют содержание предыдущих и содержат требования для арендуемых помещений (Глава 5), специального оборудования (Глава 6), особых условий (глава 7) и коммуникационных систем (Глава 8). Представленные здесь правила монтажа низковольтной проводки отличаются меньшей строгостью, однако некоторые из них, наоборот, ужесточаются, особенно применительно к условиям монтажа. Поэтому, если вы беретесь за новую для себя область, к этой задаче следует отнестись с особым вниманием.

ТРУБОПРОВОД

Тонкостенные металлические трубки для прокладки проводов (Electrical Metallic Tubing, EMT) с технической точки зрения не являются трубопроводом. Этот трубопровод обычно изготавливается из тонкой оцинкованной стали и не рассчитан на свободное провисание. Муфты крепятся на месте посредством установочного крепежа, а в сырых помещениях – с помощью прессуемой арматуры.

В статье 725 NEC рассматриваются линии для удаленного управления и сигнализации (Класс 1) неограниченной и ограниченной (Класс 1, Класс 2 и Класс 3) мощности. К линиям Класса 1 по умолчанию относятся линии удаленного управления и передачи сигналов, не попадающие под ограничения по низкому напряжению и мощности для Классов 2 и 3. На самом деле, они могут поддерживать напряжение до 600 В, а номинальная выходная мощность вольт/ампер не ограничена.

КЛАСС 1

Кроме уже названных, Класс 1 включает линии удаленного управления для оборудования, неисправность которых чревата пожаром или создает риск для жизни. Оба вида, казалось бы, не связанных между собой линий отнесены к Классу 1, так как требуют специальной защиты и монтируются отдельно от низковольтных линий Класса 2 и Класса 3, а также других видов низковольтной проводки.

Линии удаленного управления для оборудования безопасности должны быть проложены с помощью кабеля, снабженного металлической оболочкой (Metallic Sheathed Cable, MC) или еще лучше защищенного. В нормативах перечислены приемлемые методы проводки: жесткий металлический трубопровод (Rigid Metal Conduit, RMC), полужесткий металлический трубопровод (Intermediate Metal Conduit, IMC), жесткий неметаллический трубопровод (Rigid Non-Metallic Conduit, RNC), EMT, изолированный кабель (Mineral Insulated Cable, MI), MC или любой другой, должным образом защищенный от физического повреждения.

Внешне RMC похож на изготовленный из оцинкованной стали водопроводную трубу с традиционными резьбовыми соединениями, но RMC предназначен для электрической проводки. Он подходит для монтажа в самых агрессивных средах. (Обратите внимание: водопроводную трубу нельзя применять в тех условиях, для которых предназначен кабелепровод. Любое подобное использование не будет соответствовать NEC, поскольку внутренняя поверхность водопроводной трубы обработана плохо и при протаскивании можно повредить провода). RMC очень дорог, а его установка занимает много времени. Если нужны фрагменты нестандартной длины, то RMC приходится обрезать, стыковать и зачищать в полевых условиях, а для отрезков большого размера нужен механический станок для сгибания арматуры. RMC приемлем только в некоторых опасных (категорийных) средах.

IMC похож на него, но несколько легче и дешевле. Его можно использовать во всех средах, но, как и RMC, широко применять его не рекомендуется.

RNC, всем знакомый трубопровод ПВХ, приемлем для всех сред за исключением самых агрессивных. Он относительно дешев, работать с ним просто, но имеются некоторые недостатки. Одна из проблем заключается в значительно большем, чем у стали, коэффициенте расширения, поэтому в длинных сегментах телескопическое соединение невозможно. При высоких температурах могут возникнуть прогибы, особенно в длинных горизонтальных сегментах снаружи здания. RNC хорошо подходит для коррозионных и влажных сред, таких как коровники, и для подземных работ. В любом случае для электрических работ не допускается использовать водопроводную трубу ПВХ — только серый стандартный трубопровод с защитой от ультрафиолета.

EMT — предпочтительный трубопровод для проводки Класса 1 и большинства других, требующих наличия кабелепровода. Его легко обрезать и изгибать с помощью специальных инструментов; он значительно дешевле RMC. При крепеже с разрешенными интервалами (см. Статью 358 NEC), провисание и термальное расширение не создают проблем. Монтажникам низковольтной проводки рекомендуется освоить этот вид работ.

MI обеспечивает прекрасную защиту, допускается для агрессивных сред, но редко применяется, поскольку установка, особенно оконцовка, очень трудоемка. Кабелепровод MI состоит из проводников, имеющих огнеупорную минеральную изоляцию, сформированную под большим давлением. Он заключен во влаго- и газонепроницаемую монолитную медную или сделанную из легированной стали оболочку. При обрезке необходимо установить оконцовочный крепеж, чтобы предотвратить попадание влаги.

MC, на первый взгляд, выглядит как старый BX, который применялся много лет назад в домашней проводке. Он состоит из труб, заключенных в гофрированную или цельную гибкую оболочку, как правило, алюминиевую. Выпускается в рулонах длиной 76 м (250 футов), удобных для работы. Эта оболочка разрезается с помощью ручного резака MC, и там, где это разрешено, его можно срастить
с EMT с помощью коробки 4 х4, чтобы пройти скрытые места или обойти препятствия там, где изгибать EMT не следует. Поскольку статьей 330.104 предусматривается применение небольших медных проводников вплоть до толщины 18 AWG, МС пригоден для некоторых низковольтных проводок.

ЗАЩИТА С ПОМОЩЬЮ КАБЕЛЕПРОВОДА

Помимо приложений удаленного управления и передачи сигналов Класса 1, включая оборудование контроля безопасности, существует множество ситуаций, когда необходима защита с помощью кабелепровода. Например, при монтаже проводки Класса 2 и Класса 3 нельзя укладывать в один лоток провода для электрического освещения, силовой кабель, кабель Класса 1, кабель пожарной сигнализации с неограниченной мощностью и кабели средней мощности для широкополосных коммуникаций с питанием по сети. Однако в лотках линии Класса 2 и Класса 3 могут размещаться в кабелепроводах для того, чтобы отделить их от кабелей Класса 1, кабелей пожарной сигнализации с неограниченной мощностью и кабелей средней мощности для широкополосных коммуникаций. Обратите внимание: размещение кабелей Класса 2 и Класса 3 внутри лотка с силовым кабелем и проводами электрического освещения исключается, даже если один из них или сразу оба находятся в трубопроводе.

Аналогично в Главе 8, посвященная коммуникационным системам, утверждается, что эти провода и кабели должны находиться, по крайней мере, в двух дюймах (5 см) от проводов электрического освещения, силовых кабелей Класса 1, кабелей пожарной сигнализации с неограниченной мощностью и сетевых кабелей средней мощности для широкополосных коммуникаций. Однако если кабели одной из категорий находятся в кабелепроводе, разные по уровню напряжения и мощности кабели допускается размещать достаточно близко друг от друга — ближе двух дюймов.

Итак, существует определенный параллелизм в том, как в NEC трактуются линии удаленного управления и передачи сигналов и другие виды низковольтной проводки. Но есть множество важных отличий, поэтому прежде чем начинать осваивать новую сферу деятельности, следует изучить «Национальные электротехнические нормативы», а также другие государственные спецификации и местные законы.

Если инспектор энергонадзора укажет на то, что кабель проложен неправильно, то переделка потребует больших расходов, а сроки выполнения проекта придется перенести. Хуже, когда ошибка при проектировании или установке не будет своевременно обнаружена, что создает угрозу человеческой жизни. NEC содержит ряд примеров, показывающих, когда требуется защита с помощью кабелепровода. Статьи 720, 725, 760, 770 и Глава 8 имеют ссылки на другие статьи NEC.

ОПАСНЫЕ ЗОНЫ

При обсуждении прокладки низковольтных кабелей и кабелепроводов, особенно если кабель монтируется в опасном (категорийном) месте, следует внимательно ознакомиться с рядом статей документа — с 500 по 517.

Зоны Класса I, Сегмент 1 представляют самую большую опасность. Зона Класса I (не путать с проводкой Класса 1) определяется как среда, в которой воспламеняющиеся газы или испарения воспламеняющейся жидкости находятся или могут находиться в воздухе в количествах, достаточных для взрыва или образования воспламеняющейся смеси. Зона Класса II считается опасной из-за присутствия воспламеняющейся пыли. Класс II менее опасен, чем Класс I, однако и в этой зоне не исключается риск сильного взрыва, поскольку мелкие дисперсные частицы имеют большую совокупную площадь поверхности и находятся в контакте с атмосферным кислородом. Частицы металла, такого как алюминий или магний, требуют особого внимания, поскольку являются проводниками электричества.

Зоны Класса III характеризуются наличием легко воспламеняющихся волокон. Кроме того, к ним относятся помещения, где обрабатываются, производятся или используются материалы, из которых образуются воспламеняющиеся летучие вещества, но эти волокна и/или летучие вещества будут присутствовать в воздухе в виде взвеси в количествах, недостаточных для образования воспламеняющихся смесей. Класс III менее опасен, чем Класс II или I, тем не менее, такие зоны требуют применения специальных мер, поскольку представляют большую угрозу для жизни и собственности, чем проводка в некатегорийных зонах.

В каждом из трех классов есть два подраздела. Зоны Сегмента 1 всегда представляют большую опасность, чем зоны Сегмента 2, как правило, из-за способов обработки материалов или удаленности от этих материалов.

Таким образом, существует шесть различных зон, для каждой из которых предусматриваются различные методы прокладки кабеля и материалы. Чем выше в иерархии (самый высокий Класс I, Сегмент 1), тем дороже материалы и сложнее установка.

Проектировщики и монтажники должны знать обо всех опасных (категорийных) зонах строительной площадки и действовать соответственно. Наилучшая стратегия — разместить кабель и оборудование вне категорийной зоны или, например, внутри зоны Сегмента 2, а не в зоне Сегмента 1. Если необходимо проложить кабель без ограничения мощности внутри категорийной зоны, то наличие кабелепровода обязательно. Требованиям, установленным для зоны Класса I, Сегмент 1, удовлетворяют RMC или IMC.

Кабелепровод необходим и в других ситуациях, что оговаривается в соответствующих статьях. Один из примеров приводится в Статье 620, которая касается грузоподъемников, грузовых лифтов и эскалаторов, движущихся дорожек, подъемных платформ и лестничных лифтов. Статья 620.21, озаглавленная «Методы прокладки проводов», требует, чтобы для проводов и оптического волокна предусматривалось применение класса MC или выше. Для прокладки низковольтных кабелей предпочтительным решением (там, где это разрешено) будет EMT, с которым легко работать. Кроме того, в большинстве случаев он соответствует NEC и подходит для такой среды. (Обратите внимание: контактный кабель, связывающий кабину лифта с внешним миром, не может находиться в кабелепроводе, и поэтому на него требования не распространяются).

Существует множество других исключений. Например, кабели, расположенные в шахте лифта и используемые на линиях с ограниченной мощностью Класс 2, могут прокладываться между коллекторными гребешками, сигнальным оборудованием и работающими устройствами, если они должным образом закреплены и защищены от физического повреждения, помещены в кожух и имеют огнезащитное покрытие.

МЕСТНЫЕ НОРМАТИВЫ

Необходимо выяснить, какие требования предъявляются в отношении конкретных работ. Не забудьте о местных законах, которые могут быть более строгими, а также о специализированных документах, например, NFPA 72-2007 и National Fire Alarm Code.

Как уже говорилось, в определенных ситуациях требуются MC (или лучше) и/или кабелепроводы. Более того, монтажники и проектировщики обязаны анализировать ситуацию и превышать нормативы в тех случаях, когда нестандартные условия могут негативно повлиять на функциональность или безопасность проводки. По этой и другим причинам полезно рассмотреть возможность использования EMT для прокладки кабелей для удаленного управления, передачи сигналов и коммуникаций даже в тех случаях, когда это условие не является обязательным. Достоинство такого монтажа, в первую очередь, в том, что внешне он выглядит аккуратнее. Кроме того, кабель в кабелепроводе не нужно удалять, даже если он уже не используется. При необходимости его легко вытащить, и функционирующая кабельная проводка не будет повреждена.

Вы можете использовать Категорию 5e для организации сети из нескольких компьютеров. Для последующей модернизации до Категории 6 или оптического волокна кабель любого вида легко проложить, используя старый кабель в качестве тягового троса. Как только вы установили кабелепровод, вся самая трудная работа уже позади.

Дэвид Херрес — лицензированный электрик и технический писатель, специализирующийся на темах, посвященных электричеству. Его статьи опубликованы во многих отраслевых журналах. С ним можно связаться по адресу: electriciansparadise@hughes.net или через сайт: http://www.electriciansparadise.com.