Konformität mit dem NEC 2017 für Aufzugssteuerungen

Neue Anforderungen betreffen die ordnungsgemäße Installation. 

Traditionell hat der Konstrukteur des elektrischen Systems der Aufzugssteuerung wenig Aufmerksamkeit geschenkt. Tatsächlich wird ein komplettes Aufzugssystem für ein Projekt meistens von einem Architekten entworfen und spezifiziert, der wenig Verständnis für das elektrische Verteilungssystem hat. Aus diesem Grund besteht häufig eine Kommunikationslücke zwischen dem Konstrukteur des elektrischen Systems, dessen Entwurf typischerweise bei den erforderlichen Aufzugstrennmitteln aufhört, und dem Architekten, der das Aufzugssystem entwirft. Um dieses Problem anzugehen, hat das Code Making Panel (CMP) 12 des National Electrical Code® (NEC) während des Revisionszyklus für den NEC 620 auf mehrere vorgeschlagene Änderungen an Artikel 2017 reagiert, die sich mit der ordnungsgemäßen Installation von Aufzugssteuerungen befassen.   

Die Vorschläge führten dazu, dass neue Anforderungen in den NEC 2017 aufgenommen wurden für: 

• Kennzeichnung der Kurzschlussfestigkeit der Aufzugssteuerung (SCCR) durch den Hersteller der Aufzugssteuerung. 
• Verstärkung von NEC 110.3(B) und NEC 110.10, um zu verlangen, dass die mit SCCR gekennzeichnete Aufzugssteuerung gleich oder größer als der berechnete und markierte verfügbare Kurzschluss-(Fehler-)Strom an der Aufzugssteuerung ist. 
• Kennzeichnung des verfügbaren Kurzschluss-(Fehler-)Stroms an der Steuerung durch den Geräteerrichter. 

In diesem Artikel werden auch andere Code-Anforderungen erörtert, darunter die selektive Koordinierung für Aufzüge, die von Notstromversorgungssystemen, gesetzlich vorgeschriebenen Standby- oder kritischen Betriebsstromversorgungen oder mehreren Aufzügen versorgt werden, die von einer einzigen Zuleitung versorgt werden, und die Nebenschlussauslösung von Aufzügen, in denen sich der Aufzugsausrüstungsraum und/oder -schacht befinden verfügt über eine Sprinkleranlage zur Brandbekämpfung. Abschließend werden typische Installationen und die Einhaltung all dieser Anforderungen diskutiert. 

SCCR- und Kurzschlussstrom-Kennzeichnungsanforderungen für Geräte 

Der Grund, warum NEC CMP 12 diese Anforderungen hinzugefügt hat, wie in den Panel-Statements gezeigt, hängt direkt mit der Sorge zusammen, dass Aufzugssteuerungen an Orten installiert werden können, an denen der verfügbare Fehlerstrom hoch sein kann und der Inspektor möglicherweise nicht in der Lage ist, den SCCR eindeutig zu bestimmen der Aufzugssteuerung, es sei denn, es ist auf dem Gerät gekennzeichnet. Das Gremium stellte ferner klar, dass der markierte SCCR-Wert für den verfügbaren Fehlerstrom angemessen sein muss, um eine sichere Installation zu gewährleisten. Um die Durchsetzung zu unterstützen, musste das Panel zusätzlich den verfügbaren Fehlerstrom an der Aufzugssteuerung markieren. Nachfolgend finden Sie eine Zusammenfassung dieser neuen NEC-Abschnitte 2017: 

• 620.16(A) Hersteller müssen ihre Aufzugsteuertafeln mit einem Ausrüstungs-SCCR kennzeichnen. Der SCCR kann auf der Auflistung und Kennzeichnung eines Montageproduktstandards oder einer zugelassenen Analysemethode wie UL 508A, Supplement SB basieren.
• 620.16(B) Wenn der SCCR des Aufzugsteuerpults nicht gleich oder größer als der verfügbare Fehlerstrom ist, darf das Aufzugsteuerpult nicht installiert werden.
• 620.51(D)(2) Ein Aufzugsteuerpult muss jetzt mit dem maximal verfügbaren Fehlerstrom zusammen mit dem Datum, an dem die Berechnung durchgeführt wurde, feldmarkiert werden. Wenn sich der verfügbare Fehlerstrom ändert, muss diese Feldmarkierung überarbeitet werden. 

Einhaltung dieser neuen Anforderungen 

Um diese Anforderungen zu erfüllen, muss eine Kette von Ereignissen eintreten: 

1. Der Konstrukteur des elektrischen Systems berechnet den maximal verfügbaren Fehlerstrom an der Aufzugssteuerung. 
2. Der Konstrukteur des elektrischen Systems muss diese Informationen an die Person weitergeben, die für die Spezifikation der Aufzugssteuerung verantwortlich ist, was meistens der Architekt ist. 
3. Die für die Beschaffung des Aufzugsteuerpults verantwortliche Partei muss den minimal akzeptablen SCCR oder den maximal verfügbaren Fehlerstrom dort angeben, wo die Steuerung installiert wird. 
4. Der Hersteller der Aufzugssteuerung muss den erforderlichen SCCR der Aufzugssteuerung wie in der Spezifikation der Aufzugssteuerung angegeben bestimmen und einen SCCR der Aufzugssteuerung bereitstellen, der gleich oder größer als der verfügbare Fehlerstrom ist, der in den Konstruktionsunterlagen angegeben ist, wenn mehrere Aufzugssteuerungen an verschiedenen Orten vorhanden sind . 

Mit diesen neuen NEC-Anforderungen besteht nun die Möglichkeit, dass ein Aufzugssteuerungs-SCCR erforderlich ist, das höher ist als das, was Aufzugshersteller in der Vergangenheit bereitgestellt haben. Daher sollten sich Hersteller von Aufzugssteuerungen bemühen, ihre Designs zu überdenken, um kostspielige Systemdesignänderungen zu vermeiden. Beispielsweise kann eine typische Aufzugssteuerung herkömmlicherweise SCCR-Nennwerte von 5–10 kA haben. Es ist jedoch wahrscheinlich, dass dies für viele Aufzugssteuerungen nicht hoch genug für den verfügbaren Fehlerstrom ist, an dem sie letztendlich installiert werden. 

Einige Hersteller von Aufzugsteuerungen glauben, dass dies ein Problem ist, das der Konstrukteur und Installateur des elektrischen Systems angehen und beheben muss, indem er dem System eine Impedanz hinzufügt, um den verfügbaren Fehlerstrom zu senken. Dies kann jedoch zu einem dramatischen Anstieg der Kosten, der Platzverfügbarkeit (oder des Fehlens davon) und einer verringerten Effizienz führen. Eine Methode zur Reduzierung des verfügbaren Fehlerstroms besteht beispielsweise darin, einen Trenntransformator vor der Aufzugssteuerung hinzuzufügen. 

Viele neue Gebäude beinhalten ein Aufzugsdesign, das keinen Geräteraum enthält (manchmal als Aufzüge ohne Maschinenraum (MRL) bezeichnet). Alle Geräte in einem MRL-Design sind innerhalb des Aufzugsschachts oder Außenabteils in der Nähe des Aufzugsschachts installiert, einschließlich der Aufzugssteuerung und der Aufzugstrenneinrichtung. Bei diesen Installationen ist es am besten, die Aufzugssteuerung so auszulegen, dass der SCCR der Aufzugssteuerung für den verfügbaren Fehlerstrom angemessen ist. Dies kann leicht erreicht werden, wenn der Hersteller von Aufzugssteuerungen Komponenten in Kombination mit Überstromschutzgeräten verwendet, die mit hochkombinierten SCCRs getestet und gelistet sind. In vielen Fällen sind die für dieses Schutzniveau geeigneten Überstromschutzgeräte eher strombegrenzende Sicherungen als ein herkömmlicher Leistungsschalter. In diesem Fall ist es möglicherweise am besten, wenn der Hersteller der Aufzugssteuerung die Aufzugstrenneinrichtung (oft als Leistungsschalter angeboten) nicht einschließt, sondern den Installateur stattdessen eine separate abgesicherte Trennvorrichtung bereitstellen lässt, um NEC 620.51(A) zu entsprechen und auch eine zu erreichen hoher SCCR für die Aufzugssteuerung, wenn Sicherungen bereitgestellt werden, wie von der Aufzugssteuerung angegeben und auf dem Typenschild der Aufzugssteuerung gekennzeichnet sind.   

Selektive Koordination 

Wenn Aufzüge von Notstromversorgungssystemen, gesetzlich vorgeschriebenen Standby- oder kritischen Betriebsstromversorgungen versorgt werden, ist eine selektive Koordinierung gemäß NEC 2017 in 700.32, 701.27 oder 708.54 erforderlich. Eine selektive Koordination ist auch für mehrere Aufzüge gemäß NEC 620.62 erforderlich. Eine weitere wichtige Überlegung beim Design elektrischer Systeme für die Stromversorgung mehrerer Aufzüge ist NEC 620.62. NEC 620.62 verlangt, dass die Trennvorrichtung des Aufzugs (Sicherungsschalter oder Leistungsschalter) selektiv mit allen Überstromschutzeinrichtungen auf der Versorgungsseite koordiniert wird. Selektive Koordination wird vom NEC wie folgt definiert: „Lokalisierung eines Überstromzustands, um Ausfälle auf den betroffenen Stromkreis oder die betroffenen Geräte zu beschränken, erreicht durch die Auswahl und Installation von Überstromschutzgeräten und deren Nennwerte oder Einstellungen für den gesamten Bereich verfügbarer Überströme ab Überlast auf den maximal verfügbaren Fehlerstrom und für den gesamten Bereich der mit diesen Überströmen verbundenen Überstrom-Schutzeinrichtungsöffnungszeiten.“ 

Um dies einzuhalten, muss der Konstrukteur des elektrischen Systems den maximal verfügbaren Fehlerstrom an der Aufzugstrenneinrichtung bestimmen und sicherstellen, dass die Überstromschutzvorrichtung der Aufzugstrenneinrichtung jeden Überstromzustand bis zum maximal verfügbaren Fehlerstrom löscht, bevor vorgeschaltete Überstromgeräte dies tun arbeiten. Beachten Sie, dass die Definition den gesamten Bereich der Betriebszeiten erwähnt. Dies ist wichtig, da die Tradition, nur Zeit-Strom-Kurven für die Analyse des Betriebs von Überstromgeräten zu verwenden, normalerweise nicht ausreicht, da die Zeit-Strom-Kurven traditionell bei 0.01 Sekunden (nicht bei „Null“) enden. 

Für strombegrenzende Sicherungen sind die Informationen zum Erreichen einer selektiven Koordination seit vielen Jahren in tabellarischer Form des Sicherungsstromverhältnisses verfügbar. Diese selektiven Koordinationstabellen für strombegrenzende Sicherungen zeigen das minimale Ampere-Verhältnis, das zwischen einem Paar von Sicherungen eines bestimmten Typs oder bestimmter Typen erforderlich ist, um eine selektive Koordination zu erreichen. 

Bei Leistungsschaltern sind Zeit-Strom-Kennlinien sowie die selektiven Zuordnungstabellen des Leistungsschalterherstellers heranzuziehen. Diese Tabellen für die selektive Koordination von Leistungsschaltern können verwendet werden, um den maximalen Fehlerstrom zu identifizieren, den ein Paar von Leistungsschaltern selektiv koordinieren kann. Es ist wichtig zu beachten, dass diese selektiven Koordinierungstabellen bei Leistungsschaltern, die keine Überlappung der Zeit-Strom-Kurven der Leistungsschalter aufweisen, bei einem bestimmten Fehlerstrom auf einen Mangel an selektiver Koordinierung hinweisen können. Für einige Hersteller, wie z. B. Eaton, wurden Tests abgeschlossen, um die selektive Koordinationsfähigkeit von strombegrenzenden Sicherungen der Bussmann™-Serie mit vorgeschalteten Leistungsschaltern von Eaton zu bestimmen. 

Shunt-Auslösung 

Wenn im Aufzugsschacht und/oder im Geräteraum ein Sprinkler-Feuerlöschsystem installiert ist, verlangt der Aufzugscode, dass die Hauptstromversorgung des Aufzugs vor dem Aufbringen von Wasser unterbrochen wird. Dies wird typischerweise über einen Arbeitsstromauslöser erreicht.   

Je nach Kundenwunsch stehen hierfür Optionen zur Verfügung. Die einfachste Option ist die Verwendung eines Leistungsschalters mit Arbeitsstromauslöser entweder in der Zuleitung, die den Aufzug versorgt, oder in der Aufzugsunterbrechung. Bei Aufzügen mit Batterieabsenksystemen muss ein zusätzlicher Kontakt bereitgestellt und verdrahtet werden, um das Batterieabsenksystem zu deaktivieren, wenn die Aufzugstrennvorrichtung zu Wartungszwecken manuell betätigt wird. NFPA 72 verlangt, dass der Steuerstromkreis zwischen dem Brandmeldesystem und dem Arbeitsstromauslöser auf Integrität überwacht wird. Zusätzlich muss die Überspannungsauslösespannung auch von der Brandmeldeanlage überwacht werden. Ein Spannungsverlust am Steuerstromkreis für die Trennvorrichtung muss ein Überwachungssignal verursachen, das an der Steuereinheit angezeigt wird und eine Fernmeldung erfordert. In einigen Fällen kann es erforderlich sein, den Arbeitsstromauslöser zu testen oder einen Kontakt den Arbeitsstromauslöser von mehr als einem Aufzug betätigen zu lassen. Gemäß dem NEC 2017 muss die Trennung, wenn der Aufzug als Notfallsystemlast bestimmt ist, durch ein Überspannungsschutzgerät (SPD) geschützt werden. Alle diese Optionen und die spezielle Verdrahtung können eine Herausforderung darstellen, je nach Standort des Leistungsschalters mit Arbeitsstromauslöser und wer für die Bereitstellung dieser zusätzlichen Optionen verantwortlich ist. Aus diesem Grund bieten mehrere Hersteller einen All-in-One-Shunt-Trip-Trennschalter für Aufzüge an, der alle vorverdrahteten Zubehörteile enthält, die zur Einhaltung der verschiedenen Code-Abschnitte erforderlich sind. 

Typische Aufzugsinstallationen 

Der Architekt hat die Wahl zwischen Traktions- oder hydraulischen Aufzügen. Traktionsaufzüge sind in der Regel schneller und energieeffizienter als Hydraulikaufzüge und werden häufig für Hochhäuser verwendet. Hydraulische Aufzüge sind in der Regel kostengünstiger und werden für Gebäude mit bis zu fünf bis sechs Stockwerken verwendet. Traktionsaufzüge werden typischerweise in einer „Bank von Aufzügen“ installiert, wo abgesicherte Schalter oder Leistungsschalter in einer Schalttafel in dem Maschinenraum angeordnet sind, der die Bank von Aufzügen bedient. Jeder abgesicherte Schalter oder Leistungsschalter in der Schalttafel wird als Aufzugstrenner verwendet. Hydraulische Aufzugsanlagen werden typischerweise von der Hauptschalttafel versorgt und haben einen abgesicherten Aufzugsschalter oder Leistungsschalter im Maschinenraum, der als Aufzugstrennschalter dient. 

Wie bereits erwähnt, umfassen herkömmliche Installationen eines Traktions- oder Hydraulikaufzugs einen separaten Maschinenraum. Die überwiegende Mehrheit der den Aufzug bedienenden Ausrüstung befindet sich in diesem Raum (dh die Aufzugssteuerung). In diesem Raum können sich auch befinden, sind aber nicht beschränkt auf: Abluftventilator, Kühleinheit (je nach örtlichen Anforderungen und/oder Anforderungen des jeweiligen Aufzugsanbieters), Beleuchtung, Sprach- und/oder Datenübertragungsleitung für das Notruftelefon der Aufzugskabine , primär abgesicherter Trennschalter der Aufzugssteuerung, Shunt-Auslösekreis der Aufzugszuführung (dh Shunt-Auslöseschalter), Sicherungsschalter der Aufzugskabinenbeleuchtung und Komfortsteckdose(n).   

MRL-Aufzugsanlagen enthalten die Aufzugssteuerung und häufig die primäre Trenneinrichtung in einem praktischen Paket, das sich im Aufzugsschacht befindet. Der Platz innerhalb des Schachts ist jedoch häufig begrenzt, und daher müssen möglicherweise viele Zusatzkomponenten (Überbrückungsauslöser, abgesicherte Trennschalter) außerhalb des Aufzugsschachts angeordnet werden. Für Konstrukteure ist es wichtig, dies während der Entwurfsphase mit dem Architekten und Eigentümer zu kommunizieren, da dies Auswirkungen auf den Platzbedarf an anderer Stelle in der Einrichtung hat, um elektrische Geräte unterzubringen. 

Eine herkömmliche Aufzugsinstallation (die einen Maschinenraum umfasst) erfordert einen Zugang innerhalb des Aufzugsschachts. Steckdosen und Beleuchtung für Wartungszwecke sind am Fuß der Grube und in einigen Fällen (abhängig vom Aufzugshersteller) am oberen Ende des Aufzugsschachts erforderlich. Es ist wichtig, dass sich der Konstrukteur mit dem Architekten abstimmt, um die Konstruktionsgrundlagen des Aufzugsherstellers zu bestimmen, um festzustellen, ob und wann zusätzliche Stromversorgung und Beleuchtung erforderlich sind.   

Es ist äußerst wichtig, dass der Konstrukteur mit der zuständigen örtlichen Behörde (AHJ) kommuniziert, um die Brandmeldeanforderungen für die jeweilige Aufzugsanlage zu ermitteln. Obwohl MRL-Konstruktionen seit vielen Jahren im Handel erhältlich sind, ist ihre Verwendung einigen AHJs möglicherweise noch unbekannt. Konstruktionspraktiken, die in einigen Rechtsräumen akzeptabel sind, sind es in anderen möglicherweise nicht. Wie immer gilt in allen Fällen der beste Rat: Machen Sie Ihre Hausaufgaben, kommunizieren Sie häufig und dokumentieren Sie getroffene Entscheidungen. Zwischen der Konstruktions- und der Installationsphase eines Projekts können Jahre vergehen. Eine gute Dokumentation ist von entscheidender Bedeutung, um sich daran zu erinnern, welche Entscheidungen getroffen wurden und warum. 

Zusammenfassung 

Mit den neuen Anforderungen an die Aufzugssteuerung wird dem Aufzugssystem mehr Aufmerksamkeit geschenkt. Erstens ist nun klar, dass Aufzugssteuerungen vom Hersteller mit ihrem SCCR gekennzeichnet werden müssen. Der Konstrukteur muss den verfügbaren Fehlerstrom an der Aufzugssteuerung gegenüber dem Installateur identifizieren, damit eine Aufzugssteuerung mit angemessenem SCCR bereitgestellt werden kann. Wenn dies nicht erfolgt und der verfügbare Fehlerstrom den SCCR der Aufzugssteuerung übersteigt, müssen andere Lösungen zur Reduzierung des Fehlerstroms überprüft werden oder Geräteänderungen und Feldbewertungen sind möglicherweise erforderlich. Darüber hinaus sind bei der Installation die Anforderungen an selektive Koordination und Nebenschlussauslösung zu beachten. 

Nachdruck mit Genehmigung von Dan Neeser, Compliance with the 2017 NEC for Elevator Controllers (Richardson: IAEI News Magazine, November/Dezember 1997), 10–18.