NEC 第 620 条：电梯，第一部分

详细检查国家电气规范及其对垂直运输装置的影响

朱迪思·豪克罗夫特的照片

我们通常认为 19 世纪是建筑规范的伟大时代。 涌入美国的移民潮、奴隶制的终结以及大西洋两岸蓬勃发展的工业革命点燃了新建筑的加速发展。 建筑规范被认为是保护公众免受劣质建筑商和过时建筑技术侵害的必要条件。 但是，建筑规范已经存在了许多世纪。

学习目标

阅读本文后，您应该了解：
♦ 控制室和控制空间与机房的定义含义
♦ 工作空间的用途和规格
♦ 绝缘类型和导体的最小尺寸
♦ 对馈线和支路导体的要求
♦ 电梯的馈线需求因素

巴比伦第六任国王、巴比伦帝国的缔造者汉谟拉比颁布法令：

“如果建造者为某人建造房屋而没有正确建造，并且他建造的房屋倒塌并杀死了它的主人，那么建造者应该被处死。 . . . 如果它杀死了主人的儿子，那建造者的儿子将被处死。”

如果我们快进超过 36 个世纪，我们会看到电梯技术的一些重要新发展。 Elisha Otis 的安全电梯于 1853 年推出，可在电缆断裂时防止轿厢坠落。 几年后，也就是 1880 年，维尔纳·冯·西门子 (Werner von Siemens) 建造了第一台电动电梯，为一个新行业奠定了基础，该行业将使高层建筑的实际应用成为可能，从而改变世界。

为了在现实世界中将所有这些结合在一起，必须确保这些新技术可以安全地广泛使用。 19 世纪后期，托马斯爱迪生和他的同事在曼哈顿下城建造了一个配电系统。 尽管爱迪生掌握了熔断器和过流保护的基本思想，但仍然存在许多隐患。 最后，在 1897 年，出现了第一个国家电气规范 (NEC)。 在 19 世纪末创建 NEC 的主要动力是保险承保人所经历的集体痛苦，他们因爱迪生对曼哈顿下城和然后是世界。 通过多次版本，NEC 在很大程度上减轻了广泛使用电力带来的危害，尤其是在电梯技术方面。

NEC 第 620 条涵盖电梯、杂物箱、自动扶梯、自动人行道、平台升降机和楼梯升降椅。 这些中的每一个都执行不同的功能，并且接线任务相应地有所不同。 其中最复杂的是电梯。 当您认为电梯是一个封闭的房间，有一个或多个人们自愿进入的门，以便他们可以向上或向下移动数百英尺，那么需要注意以下几点。 重量（乘客、货物、汽车和服务员机器）可能相当大，速度也很重要。 许多人每天使用这些设备进行两次或多次旅行，他们完全有信心在平安无事的经历中幸存下来，但有微小的灾难或什至不便的机会。 电梯旅行远比汽车旅行安全，遭遇灾难的几率与在自家后院被闪电击中的几率相差无几。 的确，大多数电梯事故都涉及维修工人，但即使是维修工人也不是一个非常危险的职业。          

电梯使用非常安全的部分原因是，施工和维护受到非常强大的 ASME A17.1 2007/CSA B44-07 电梯和自动扶梯安全规范的监管，其中包含整体施工和维护要求——一切都来自抗震要求机房照明。 一个更狭隘的（但具有重大影响）是无处不在的 NEC，在美国国家消防协会 (NFPA) 备受推崇的手册版本中，它用 18 个双栏页来说明电梯、自动扶梯和自动扶梯的电气设计和安装要求。相关设备。 这些要求见于第 620 条（第 6 章，特殊设备的一部分），是对 NEC 第 1-3 章的补充，该章规定了适用于大多数住宅、商业和工业场所的一般布线协议。

该守则豁免了一些不期望合规的相当广泛的领域。 例如，受公用事业专有控制且与电力的产生和分配有关的布线不受 NEC 监管。 在这里，国家电气安全规范具有管辖权。 与发电、输电和配电没有直接关系的公用事业电力结构受 NEC 监管。 一个例子是电梯，以及公用事业所有行政大楼中的所有布线。 同样，矿井中的地下布线不受 NEC 监管，尽管地下其他非矿井布线（例如地下交通隧道中的照明）也包括在内。 地下延伸的非矿用电梯的电导体和设备由 NEC 管辖。

还值得一提的是，NEC 的既定目的是切实保护人员和财产免受因使用电力而引起的危害。 两个主要危险是火灾和电击或电弧闪光，但还有其他危险。 例如，支撑不足的吊扇可能会掉落并导致人身伤害或财产损失。 该规范不涉及其涵盖的设备的效率或复杂程度，除非涉及安全（在人员伤害和财产损失方面）。

许多专业人士认为 NEC 仅适用于超过一定水平的电压，但事实并非如此。 即使是不携带电能的非复合光缆也受该代码的约束。 这是因为这种材料可能会助长源自其他地方的火灾。 废弃的低压电缆堆积造成的火灾负荷可能相当大，必须加以理解和处理。 在必须采取措施以确保不产生危险情况的电梯井中尤其如此。

我们现在来看看第620条的原则要求，特别强调电梯井、机房和轿厢的布线要求。 NEC 文章通常遵循一个模板，这极大地有助于根据项目设计或现场安装级别的需要导航和快速定位任务。 第 620 条遵循这一模式，在第 I 节总则中开篇说明适用于所审议主题的范围和定义。 值得注意的是，该文章涵盖了电梯、升降机、自动扶梯、自动人行道、平台升降机和楼梯升降椅的电气设备和布线的安装。 这比 A17.1-2007/B44-07 稍宽。 然而，NEC 的主要重点是电梯，其目的是减轻与电力使用相关的危险。 （ASME 有一个单独的文件，A18.1-2008 平台升降机和楼梯升降机的安全标准）。 NEC 进一步指出，术语“轮椅升降机”已更改为“平台升降机”。

第 620 条的“定义”部分包括两个术语，用于描述不附属于井道外部的空间。 它们是：远程机房和控制室（用于电梯和杂物箱），以及远程机械空间和控制空间（用于电梯和杂物箱）。 它们与其他类似结构的区别在于它们不连接到井道的墙壁、天花板或地板的外周或表面。 在即使是少量不动产的价值也越来越高的时代，电梯设计必须努力尽可能地配置、有效控制和驱动元素，这就是这些结构的一些替代位置背后的想法。

这种设计创新需要复杂的布线策略。 传统的布线方法和材料一如既往地发挥作用，但有必要重新考虑它们的部署。 NEC 12 第 2011 节中提供的 620.2 个定义是该领域指导的起点，随后的部分列出了与当今环境非常相关的实施指南。 值得注意的是，在第 620 条中使用的这些 NEC 术语已被选择用于与 A17.1-2007 的用法相关联。 两份文件相辅相成，应结合使用。

NEC 第 620 条中定义的其他术语是控制系统、运动控制器、电机控制器、操作控制器、操作设备和信号设备。 虽然这些定义很简单，但鉴于我们每天都在距离地球表面数百英尺的地方运送大量人员，它们在现实建筑项目中的部署涉及巨大的法律和道德影响。

许多 NEC 文章都解决了电压限制问题，第 620 条也不例外。 通常，规定导体之间的电源电压不得超过 300 V（允许熟悉的 240 V 概念），但也有例外。 您可以为门控制器和门电机、分支电路和电机控制器的馈线、驱动机器电机、机器制动器和电动发电机组的电源电路提供高达 600 V 的电压。 值得一提的是，当在 NEC 中将 600 V 称为限制时，通常意味着熟悉的 600 V 标称电压系统被认为位于允许范围内，使其成为一种常见用法。

进一步规定，功率转换设备和功能相关设备的内部电压以及设备互连线路的工作电压允许更高，前提是设备和线路被列为更高的电压。 如果电压超过 600，则需要标有“危险 – 高压”字样。 汽车上的暖气和空调设备不得超过 600 V。电气设备的所有带电部件都应封闭，以防止工人和公众意外接触。

在较早的 NEC 部分 110.26(A) 中，所有工作场所都需要可能需要检查、调整、维修或维护的电气设备的工作空间。 此要求适用于可能需要维修、检查或维护的所有控制器、断开装置和其他电气设备。 主要关注的是确保工人在发生电弧故障事件的可怕情况下可以安全逃生。

电击伤的常见情况是电击——当电流通过人体时。 另一种情况是当存在线对线或线对地电弧爆炸时暴露在爆炸性爆炸中。 电能不会穿过人体，但靠近爆炸意味着强烈的热量和震荡冲击波可能会造成严重伤害。 发生此类事件后，受影响的工人能够逃离该区域并获得帮助非常重要。 为此，NEC 在可能需要维修的电气设备周围提供了足够的工作空间。 基本要求是对于在 600 V 或更低额定电压下运行的设备的各种深度的最小净距离，取决于对地电压和到绝缘或接地表面或暴露带电部件的横向距离（在电梯机房中不是问题）。 该净工作空间必须为 30 英寸宽或设备的宽度，以较大者为准。 它不需要完全以设备为中心，相邻设备的工作空间可能会重叠。 在所有情况下，工作空间必须允许设备门或铰链面板至少开启 90°。

至于高度，工作空间必须从坡度、地板或平台延伸到 6-1/2 英尺或设备的高度，以较大者为准。 附加要求涉及逃生路线。 如果设备的额定电流超过 1200 安培且宽度超过 6 英尺，则需要第二扇门。 门必须沿行进方向打开，并配备应急杆、压力板或其他通常锁定但在简单压力下打开的装置。 这一要求背后的想法是受伤的工人可能有严重的手部烧伤并且无法操作传统的门把手。 在电梯机房中，空间可能首先是有限的，因此必须在设计过程的早期就考虑到工作空间的要求，以免需要进行难以想象的返工。 此外，有必要无限期地考虑未来工人的安全。

第 620 条第 II 部分涉及电梯工作中使用的导体，涵盖了几个重要要求。 来自立管的井道门互锁接线必须是阻燃的，并且具有适用于不低于 200°C (392°F) 的温度的绝缘，远高于大多数管道或电缆应用所需的温度。 因此，认识到需要门互锁功能。

同样，也强调了随行电缆的完整性。 表 400.4 中给出了适用于该应用的可接受类型的电线，该表出现在前一章中，并列出了各种类型的电梯电缆，用于未分类和危险场所的照明和控制。 NEC 2011 第 620.21(2)(b) 条规定，符合第 400 条（表 400.4）要求的硬线和初级硬线被允许作为汽车上的固定布线和车上设备之间的柔性连接。车门或大门。 （“Hard-service”和“junior hard-service”是适用于 30 多种软线的商品名称，均以字母 S 开头。它们具有不同的特性，例如耐油性和各种绝缘材料成分，例如热塑性弹性体。其中许多用于便携式照明。）

为了实现灵活性和耐用性，移动电缆采用更细的绞合方式，并在可能的情况下分成离散的导体。 实现这一点的一种方法是并联导线，即连接两端的线路，使它们在物理上类似于两根导线，但在电气上是一根。 这种策略可以提高移动电缆的灵活性，但它与 NEC 关于导体并联的一般规则相悖，后者通常以非常大的尺寸进行，以避免笨重的拉线和端接。 在驾车穿过商业化的郊区时，您经常会看到大型零售杂货店（制冷负荷大的地方）的并联导体。 NEC 规则规定并联导体的最小尺寸为 1/0 AWG，这对于电梯随行电缆来说太大了。 因此，对于此应用，照明电路的最小尺寸减小到 20 AWG。

馈线和分支电路导体需要具有指定的载流量：

• 为单个电机供电的导体的载流量不小于第 430.22(A) 和 (E) 节确定的电机铭牌电流的百分比。 电梯电机本质上是间歇性工作。 此外，由于电机具有比其他负载更高的启动电流，过流保护协议对它们来说是独一无二的，并且有些违反直觉。 如果要以传统方式保护整个馈线/分支电路组件，则电机会在达到运行速度之前很久就停机。 因此，仅对电源线进行短路保护，并在更靠近电机的位置提供过载保护。  
• 为单个电机控制器供电的导体的载流量不应小于电机控制器铭牌额定电流加上所有其他连接的负载。
• 为单个电源变压器供电的导体的载流量不应小于电源变压器加上所有其他连接负载的铭牌额定电流。
• 为一个以上的电机、电机控制器或电源变压器供电的导体的载流量不小于设备铭牌额定电流加上所有其他连接负载的总和。

较小载流量的馈线导体允许用于组安装，并且在电梯工作中很常见。 需求系数在表 620.14 中给出，随着电机数量的增加，它允许显着降低。 需求系数范围从 1.00（单个馈线上的一部电梯）到 0.72（单个馈线上的 10 部或更多部电梯）。 这个想法很简单。 随着更多电梯数量的增加，它们同时运行的可能性会降低，因此允许降低馈线载流量。

第三部分，布线，着眼于可能安装在井道、轿厢、机房和相关空间中的布线类型。 基本接线方式有刚性金属、刚性非金属或中间金属导管； 电气金属或刚性非金属管； 线槽； 或 MC、MI 或 AC 型电缆，除非另有许可。 必要时可免除随行电缆。

此外，井道内还允许使用三种布线类别，每种都有例外。 允许在立管和信号设备和操作设备之间使用 2 类功率限制电路中使用的电缆，前提是这些电缆有支撑和保护免受物理损坏，并且是护套和阻燃类型的。 允许使用在 30 V (42 VDC) 或更低电压下运行、具有类似支撑和保护、带护套和阻燃的所列设备的软线和电缆部分。 在不超过 6 英尺的井道中，允许使用这些额外的接线方法：

• 柔性金属导管
• 液密柔性金属导管
• 液密柔性非金属导管
• 软线和电缆，或组合在一起并用胶带缠绕或有绳的导体，允许没有滚道，如果它们是列出的设备、驱动机器或驱动机器制动器的一部分

位于坑内的油底壳或油回收泵允许用绳索连接。 绳索应为耐用、耐油型，长度不超过 6 英尺。 在汽车中，允许使用这些额外的接线方法：

• 柔性金属导管、液密性柔性金属或非金属导管，3/8 英寸或更大，长度不超过 6 英尺
• 硬线和初级硬线可用作轿厢固定布线与轿门或大门上的设备之间的柔性连接。 硬线只能用作轿顶操作装置或轿顶工作灯的灵活连接。

长度不超过 6 英尺的汽车总成允许使用以下附加接线方法：

• 柔性金属导管
• 液密柔性金属导管
• 液密柔性非金属导管
• 软线和电缆（与井道内的条件相同）

在机房内，允许使用以下附加接线方法：

• 控制面板和机器电机、机器制动器、电动发电机组、断开装置之间允许使用 3/8 英寸或更大、长度不超过 6 英尺的柔性金属、液密柔性金属或液密柔性非金属导管和泵电机和阀门。 一个例外规定允许安装长度超过 3 英尺的液密柔性金属导管或 8/6 英寸或更大的液密柔性非金属导管。
• 如果电动发电机、机器电机或抽油机电机和阀门位于控制设备附近或下方，并提供长度不超过 6 英尺的超长终端引线，则允许延长此类引线以直接连接到控制器不考虑承载能力要求的接线柱。 在机器和控制室中，控制器、启动器和类似设备之间允许有辅助排水沟。
• 作为所列设备的组件并在 30 V (42 VDC) 或更低电压下运行的电路中使用的软线和电缆允许长度不超过 6 英尺，前提是软线和电缆得到支撑并受到保护免受物理损坏，并且是夹套阻燃型。
• 在现有或列出的设备上，允许将导线组合在一起并用胶带或绳捆扎起来，而无需安装在管道中。 此类电缆组应以不超过 3 英尺的间隔进行支撑，并放置在防止物理损坏的位置。
• 长度不超过 6 英尺的阻燃型软线和电缆允许在机房内防止物理损坏，而无需安装在管道中。 它们应是所列设备、驱动机器或驱动机器制动器的一部分。

长度不超过 6 英尺的配重组件允许采用以下接线方法：

• 柔性金属导管
• 液密柔性金属导管
• 液密柔性非金属导管
• 软线和电缆，或组合在一起并用胶带缠绕或有绳的导体，允许在没有电缆管道的情况下安装。 它们的位置应能防止物理损坏，应为阻燃型，并且必须是所列设备、驱动机器或驱动机器制动器的一部分。

在了解了 NEC 2011 对电梯和相关设备安装的要求后，我们将在本系列的第二部分中介绍布线方法、过流保护、接地和其他相关的 NEC 规定，该部分将刊登在 2012 年 XNUMX 月的《电梯世界》杂志上。

学习强化问题

使用以下学习强化问题来学习继续教育评估考试，可在 www.elevatorbooks.com 或本期第 111 页在线获得。
♦ 列出与电梯设计/安装有关的除 NEC 以外的主要代码。
♦ 机房的定义是什么？
♦ 为什么电压限制很重要？
♦ 哪些区域必须封闭带电部件？
♦ 为什么多部电梯允许馈线需求系数？

弧闪危害和电气安全工作实践

NEII 安全委员会

本立场文件旨在为员工从事电梯行业工作的成员提供指导，这些工作可能会使他们面临电弧闪光危险，并帮助成员遵守适用的 OSHA 和美国国家消防协会 (NFPA) 标准。 根据 NFPA 70E 的建议，美国国家电梯工业公司 (NEII) 委托独立顾问进行弧闪危害分析（符合 IEEE 标准 1584-2002，用于计算弧闪入射能量的程序），以确定在带电电梯设备上工作的员工在何种程度上存在电弧闪光危险。

根据分析，电梯/自动扶梯控制器处的弧闪边界在距暴露组件 3-16 英寸的范围内，在 18 英寸处计算的入射能量范围为 0.06 cal/cm² 到 0.95 卡/厘米²，这表明弧光对员工的危害主要是手和手臂。 避免电弧闪光危险的最可靠方法是锁定控制器的电气服务并挂牌。 如第 7 条所述 电梯行业现场员工安全手册:

“除非这是不可行的，（即：检查；故障排除；观察等），否则员工不得在有可能接触带电机械或电气危险的设备上进行任何工作，直到所有能源都被排除。 - 通电、接地或受到保护。”

如果设备必须保持通电才能工作，则应遵守有效的绝缘和安全的电气工作实践。 下面描述了几种工作实践，可用于减少在带电设备上工作时的弧光危害：

• 防护：在可能的情况下，安装临时防护装置以防止意外接触。
• 保险丝：确认安装了正确的尺寸、类型和容量。
• 个人防护装备 (PPE)：使用适当的 PPE 保护 3-16 英寸范围内的身体部位免受未采取其他防护措施的组件的伤害。 合适的 PPE 示例包括不导电的护目镜、干净的皮革或防火手套、天然纤维或防火长袖衬衫和裤子，或防火长袖工作服。
• 金属物品：在排除故障之前，请移除手表、链条、手镯、耳环、皮带扣和钥匙扣等金属物品。 见第 3 节 电梯行业现场员工安全手册.
• 仪器：使用 III 类万用表并熟悉其用途和限制。 遵循制造商的说明和注意事项。 使用经过 1,000 V 测试的 Underwriters Laboratories 或加拿大标准协会标记的示波器。
• 上锁/挂牌：当故障排除完成并且可以在设备未通电的情况下完成进一步工作时，请按照本手册第 7 节中的上锁/挂牌程序进行操作。 电梯行业现场员工 安全手册 在开始维修或服务工作之前。
• 特殊条件：在潮湿、炎热或寒冷的条件下进行故障排除需要格外小心。 工作区水、雪或冷凝造成的危险可能导致滑倒、跌倒和意外接触。 除非您可以保持鞋底/靴底干燥，否则不要进行故障排除。
• 主线断开：除非员工获得授权、经过适当培训并采取与电弧闪光危险的较高风险相称的适当措施，否则请勿打开主线断开开关盖。 如果没有向电梯控制器供电（例如，主线保险丝断开等），请建议建筑物所有者纠正这种情况。 这不是电梯公司的责任。