最も日常的に使用される変圧器の設置は、分電盤に電力を供給する一般的な三相 480/277 ボルト (V) から 208/120 V の Y 乾式変圧器です。多くの現場の電気技師、設計専門家、検査官は、これらの設置要件に苦労しています。電気設備の設置と検査には自信を持っている電気技師や検査官でも、建物の電源切断手段の負荷側に設置された接地型変圧器を扱うときは、はるかに不安になることがあります。一般的な小売店またはオフィススペースの分電盤に電力を供給する、接地された 480/277 V ～ 208/120 V の Y 型変圧器の基本を見てみましょう。
場所、場所、場所
この記事で取り上げている変圧器の筐体にシステム ボンディング ジャンパが取り付けられている 112.5 KVA 以下の乾式接地変圧器は、作業スペース、可燃物からの安全な距離、すぐにアクセスできる場所、および適切な設置場所に配置する必要があります。熱放散。これらの要件はどこに行けばよいでしょうか? 2017年から始めましょう全国電気規定(NEC）第450条。
変圧器は必要に応じてすぐにアクセスできますか?NECセクション 450.13?このセクションの一般的なルールは、変圧器にはすぐにアクセスできる必要があるということです。ただし、このルールには重要な追加の権限がいくつか存在します。公称 1,000 V 以下の変圧器は、屋外の壁、柱、または構造物に設置することができ、すぐにアクセスできる必要はありません。 [セクション 450.13(A) を参照。] 50 KVA を超えない変圧器は、吊り天井などの建物の中空スペースに設置することができ、すぐにアクセスできる必要はありません。 [セクション 450.13(B) を参照。] それでは、変圧器を設置する適切な場所はあるでしょうか?まあ、まだです。放熱、作業スペース、近くの可燃物の問題に依然として対処する必要があります。
変圧器は、変圧器の定格を超える熱上昇を引き起こさない方法で全負荷熱損失が処理されるように換気する必要があります。 [セクション 450.9 を参照。] 換気口のある変圧器は、これらの換気口が壁やその他の障害物によって塞がれていてはならず、変圧器の換気口と隣接する障害物との間に必要な距離をマークしなければなりません。 [セクション 450.11 を参照] 変圧器を含む電気機器室には、熱放散を助けるためにサーモスタット制御のファン ユニットが備え付けられていることがよくあります。適切に換気されていない変圧器は、動作効率が低下し、寿命が短くなる可能性があります。
w定格 112 1/2 KVA 以下の乾式変圧器は、セクション 450.21(A) に従い、可燃物から少なくとも 12 インチ離して設置する必要があります。この規則の例外は、可燃物に対する 12 インチの最小空間距離は、換気開口部を除いて完全に密閉された 1,000 V 以下の変圧器には適用されないことです。これが、当社が対象としているタイプの変圧器です。
次に、作業許可について見てみましょう。NEC第 110.26 条では、通電中に保守、検査、または調整が必要となる可能性が高い電気機器には、本セクションの作業空間を設ける必要があり、作業空間はドアまたはヒンジ付きパネルの少なくとも 90 度の開きを許容する必要があります。このセクションでは、作業スペースの幅は 30 インチまたは装置の幅のいずれか大きい方、作業スペースの高さは 6 フィート 6 インチまたは装置の高さのいずれか大きい方である必要があります。セクション 110.26(A)(4) は、吊り天井などで遭遇する可能性のある、アクセスが制限された作業スペースに対処しています。
空間の奥行きはどうでしょうか？変圧器の供給電圧は 480/277 V です。それに応じて、供給導体のどの相の対地電圧も 277 V です。表 110.26(A)(1) の要件では、露出した活線のある変圧器から 3 フィートの空間を指定しています。作業スペースの片側に部品があり、もう一方の側には充電部品や接地部品がありません。変圧器の反対側に接地部品がある場合は 3.5 フィート、変圧器の反対側に他の充電部品がある場合は 4 フィートです。これらの測定値は、変圧器エンクロージャの外側から取得されます。これで、変圧器を設置する準備が整いました。
接地と接着
接地型 Y 変圧器では、変圧器から 2 次側の最初の切断手段までの位置にシステム ボンディング ジャンパを設置します。このシステム ボンディング ジャンパ接続は、変圧器の筐体内で行われると、Y 構成の中心点から x/o 端子を経由して、通常は電流が流れない変圧器の金属筐体と直接接触する端子バーまでの経路を提供します。この端子バーは、接地導体、供給側ボンディング ジャンパー、通常は電流が流れない金属製筐体、機器の接地導体、接地電極導体、および場合によっては金属製水道管の接続を接続するために使用されます (後で説明します)。これは後で）。 2014年現在、NECセクション 450.10(A) では、これらの接続用に端子バーを提供することが求められており、バーは換気開口部の上に取り付けてはなりません。
また、変圧器の二次側の最初の切断手段にシステムボンディングジャンパを接続することも選択できます。システム ボンディング ジャンパ接続がこの位置で行われると、接地電極導体の接続もこの時点で行われます。このタイプの接続はあまり一般的ではないため、このオプションについては別の機会に説明します。
分電盤に電力を供給する一般的な 480/277 V ～ 208/120 V の Y 型変圧器では、通常、変圧器と変圧器の筐体から分電盤に供給される 5 つの導体があります。これは、3 つの非接地相導体、1 つの接地された中性線、および電源側のボンディング ジャンパーで構成されます。この電源側のボンディング ジャンパーは、多くの場合、機器の接地線として誤って認識され、設置者が不適切に使用することになります。NECセクション 250.122 を参照して、導体のサイズを決定します。NECセクション 250.102 または非柔軟性金属レースウェイを使用する必要があります。セクション 250.122 を使用すると、一般に導体のサイズが小さくなり、電源側のボンディング ジャンパーが障害を迅速に解消するのに十分な電流を流す能力が制限されます。このタイプの変圧器の機器接地導体は、一次側電源導体とともに変圧器の筐体に配線され、寸法は次のとおりです。NECセクション250.122。
接地された中性線は、変圧器筐体内のシステム ボンディング ジャンパに接続した後、金属配電盤筐体または接地された金属部品に接触しない端子バーに接続されます。これを分電盤の筐体内で「ニュートラルをフローティングする」と呼ぶ人もいます。 (ではありませんコード学期）。この分電盤から供給される分岐回路およびフィーダ回路の中性線およびその他の接地導体は、分電盤筐体内の接地端子バーに接続されます。供給側のボンディング ジャンパは、金属製の分電盤エンクロージャに接触する端子に接続され、分電盤から供給される分岐回路およびフィーダの機器接地導体は、この端子バーに接続されます。これらの接地および変圧器によって供給される分電盤での接地接続は、通常のフィーダーによって供給される分電盤とほぼ同じ方法で行われます。
この用途における接地電極導体は、システム ボンディング ジャンパが接地電極に接続されている変圧器の端子バーから配線されます。接地支持構造 (以前はこの電極を建物または構造物の金属フレームと呼んでいました) の金属に接続することは、おそらく電極を提供する最も一般的な手段です。 2017年NECこれにより、建物の鉄鋼または最も近くにある有効に接地された水道管から始まり、次にこれらのいずれかが利用できない場合に他のタイプの電極に優先順位を付けるのではなく、建物の接地電極システムに接続することが可能になりました。地面支持構造内の金属への接続を使用する場合は、変圧器が供給される領域で水道管を忘れずに接着する必要があります。ちょっと待って、サービスで金属製の水道管を接着しましたよね？はい、やりました。ただし、これとは別に新たな派生システムを作成しました。変圧器を介して生成された電流は、変圧器の X/O タップを介して Y 変圧器巻線の中点に戻ろうとします。
必要に応じて、変圧器が供給されるエリアの水道管を接着します。NECセクション 250.104 (D)(1) は、水道管に流れる可能性のある不快な電流、および水道管との接触の結果発生する可能性のある障害に対して低インピーダンスの経路を提供します。接地支持構造の金属から配水管までボンディング ジャンパーを使用することが許可されています。つまり、この方法で行う場合、変圧器の端子台に接続する必要があるのは 1 回だけです。電極システムへの接続として水道管への接続を使用する場合、この追加の水管接合ステップは必要ありません。
変圧器切断手段
切断手段は変圧器の見える範囲に配置する必要があります。視界内にあるためには、変圧器と切断手段が相互に見え、距離が 50 フィート以内でなければなりません。切断手段が変圧器の視界内にない場合、切断手段はセクション 110.25 に従ってロック可能でなければならず、変圧器フィールドには切断手段の位置がマークされている必要があります。変圧器の一次側に電力を供給するブレーカーは、この目的によく使用されます。よくある質問は、「適切な定格の非ヒューズ安全スイッチは、この切断手段に適しているでしょうか?」というものです。はい。
一次側非接地導体
この設置における変圧器の一次側保護は 125% を超えないため、二次保護は必要ありません。 [セクション 450.3 (B) を参照。] 45 KVA ワイ 480/277 V 変圧器の一次側には、125 パーセントで 54.19 アンペア、合計 67.73 アンペアの導体電流容量が必要です。 (45,000 /830.4 = 54.19 x 1.25 = 67.73) 導体のサイズはこの数値に基づきます。表 450.3(B) の注 1 により、変圧器を保護する過電流装置の次の標準サイズである 70 アンペアに切り上げることができ、セクション 240.4(B) により、一次側の導体の過電流保護を切り上げることができます。次の標準サイズである 70 アンペアにも対応します。
二次側非接地導体
当社の配電盤に供給される変圧器の二次側導体のサイズは、いくつかの要因に基づいて決定されます。 1 つ目は、変圧器の二次側から供給される分電盤によって提供される負荷です。接続された負荷に電力を供給するのに十分な大きさの導体を用意する必要があるのは当然のことです。さらに、これらの導体は、供給される負荷よりも大きくなる可能性がある最小サイズである必要があります。これはタップ ルールの基本的な概念です。二次導体は、地絡または短絡状態で変圧器一次側の供給側の過電流装置を開放するのに十分な電流を流すのに十分な電流容量を持っている必要があります。
これらの導体が 25 フィート以下の場合、導体の最小サイズは、一次側過電流装置のサイズに変圧器の一次側と二次側の電圧比を乗じた 1/3 でなければなりません。 480 対 208 は 2.3 の比率です。 45 KVA 変圧器の場合、一次側過電流装置のサイズは 70 アンペアまで許容されます。負荷側導体の電流容量は、一次側過電流装置の値の 1/3 (この場合は 23.34 アンペア) に一次対二次電圧比 2.3 を乗じた値以上でなければなりません。したがって、二次導体の最小電流容量は 53.68 アンペアでなければなりません。これは本質的に、電圧比を考慮した 25 フィートのタップ規則です。 [セクション 240.21(C)(6) を参照。] 二次側導体が 10 フィート以下の場合、一次側を保護する過電流装置の定格に一次対二次電圧比を乗じた値は、二次側導体の電流容量の 10 倍を超えてはなりません。 。 70 アンペアの回路ブレーカーで電源側を保護された 45 KVA 変圧器の比率 2.3 を乗算すると、二次導体の最小電流容量は 16.1 アンペア、つまり電圧比率後の一次過電流装置のサイズの 1/10 になります。が適用されます。これは標準の 10 フィート タップ ルールと非常に似ています。
すでに説明したように、二次導体には最小サイズがありますが、端子サイズで発生する可能性のあるもの以外に最大サイズはありません。変圧器が定格を超えて動作すると、発熱が大きくなり、寿命が短くなることに注意してください。説明した 45 KVA 変圧器の場合、二次導体の最適負荷は 125 アンペアを超えません。
変圧器に 125% を超えない供給側保護が備わっている場合、二次側での過電流保護なしで導体を変圧器の二次側に接続することが許可されます。これらの導体の過負荷保護は、二次側導体の終端に設けられています。 [セクション 240.21(C) を参照。] 過負荷保護は導体の定格を超えてはならず、NEC セクション 240.4 で許可されている次の標準サイズの過電流デバイスに切り上げることは許可されません。 [分電盤の保護についてはセクション 408.36 を参照。]
前述の説明は、変圧器にシステム ボンディング ジャンパを使用した、112.5 KVA 以下での一般的な 480/277 V ～ 208/120 V Y 乾式変圧器の設置に基づいています。この設置はおそらく商業オフィスや小売スペースで見られる最も一般的なタイプの変圧器配置です。これは、考えられる多数の変圧器構成のうちの 1 つのタイプにすぎません。これらの基本に関する確実な実用的な知識は、あらゆる電圧または位相配置の変圧器の設置要件を理解するのに非常に貴重であることがわかります。