الكود الوطني للكهرباء

التركيبات الكهربائية
ممارسة الأسلاك حسب المنطقة أو البلد
الممارسة في أمريكا الشمالية ممارسة المملكة المتحدة
تنظيم التركيبات الكهربائية
BS 7671 لوائح الأسلاك في المملكة المتحدة IEC 60364 المعيار الدولي IEC الكود الكهربائي الكندي (CE Code) U.S. National Electrical Code (NEC)
Cabling and accessories
AC power plugs and sockets Cable tray Electrical conduit Mineral-insulated copper-clad cable Multiway switching Steel wire armoured cable Ring main unit Ring circuit Thermoplastic-sheathed cable
Switching and protection devices
AFCI ELCB Electrical busbar system Circuit breakers Disconnector Fuse Residual-current device Distribution board Consumer unit Electrical switch Earthing systems
v t e

يعد الكود الوطني للكهرباء ( NEC )، أو NFPA 70 ، معيارًا إقليميًا يمكن تبنيه للتركيب الآمن للأسلاك والمعدات الكهربائية في الولايات المتحدة . وهو جزء من سلسلة الكود الوطني للحرائق التي نشرتها الرابطة الوطنية للحماية من الحرائق (NFPA)، وهي جمعية تجارية خاصة . ^[1] وعلى الرغم من استخدام مصطلح "وطني"، إلا أنه ليس قانونًا فيدراليًا . وعادة ما يتم اعتماده من قبل الولايات والبلديات في محاولة لتوحيد تطبيقها للممارسات الكهربائية الآمنة. ^[2] في بعض الحالات، يتم تعديل NEC وتغييره وقد يتم رفضه بدلاً من اللوائح الإقليمية كما صوتت عليها الهيئات الحاكمة المحلية.

تقوم "السلطة ذات الاختصاص" بالتفتيش للتأكد من الامتثال للمعايير. ^{[3] [4]}

لا ينبغي الخلط بين NEC وقانون السلامة الكهربائية الوطني (NESC)، الذي نشره معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات (IEEE). يستخدم NESC لأنظمة الطاقة الكهربائية والاتصالات بما في ذلك الخطوط الهوائية والخطوط تحت الأرض ومحطات الطاقة الفرعية.

تم تطوير معيار NEC بواسطة لجنة NFPA المعنية بالكود الكهربائي الوطني، والتي تتكون من عشرين لجنة لوضع الكود ولجنة فنية مرتبطة. يتم رعاية العمل على معيار NEC من قبل الجمعية الوطنية للحماية من الحرائق. تمت الموافقة على معيار NEC كمعيار وطني أمريكي من قبل المعهد الوطني الأمريكي للمعايير (ANSI). يتم تحديده رسميًا باسم ANSI/NFPA 70.

نُشر قانون NEC لأول مرة في عام 1897، ويتم تحديثه ونشره كل ثلاث سنوات، حيث يُعد إصدار عام 2023 هو الإصدار الأكثر حداثة. تتبنى معظم الولايات الإصدار الأحدث في غضون بضع سنوات من نشره. وكما هو الحال مع أي قانون "موحد"، قد تحذف السلطات القضائية بانتظام بعض الأقسام أو تعدلها، أو تضيف متطلباتها الخاصة (أحيانًا بناءً على إصدارات سابقة من قانون NEC، أو الممارسات المقبولة محليًا). ومع ذلك، لم تلوم أي محكمة أي شخص على استخدام أحدث إصدار من قانون NEC، حتى عندما لم يتم تحديث الكود المحلي. ^[5]

في الولايات المتحدة ، قد يواجه أي شخص، بما في ذلك المدينة التي تصدر تصاريح البناء، دعوى مسؤولية مدنية عن الإهمال في خلق موقف يؤدي إلى خسارة الأرواح أو الممتلكات. أولئك الذين فشلوا في الالتزام بأفضل الممارسات المعروفة للسلامة تم اعتبارهم مهملين. لقد دفعت هذه المسؤولية والرغبة في حماية السكان المدن إلى تبني وإنفاذ قوانين البناء التي تحدد المعايير والممارسات للأنظمة الكهربائية (وكذلك الأقسام الأخرى مثل أنظمة المياه والوقود والغاز). وهذا يخلق نظامًا يمكن للمدينة من خلاله تجنب الدعاوى القضائية بشكل أفضل من خلال تبني مجموعة قياسية واحدة من قوانين قانون البناء. وقد أدى هذا إلى أن تصبح NEC مجموعة قياسية بحكم الأمر الواقع لمتطلبات الكهرباء. ^[6] سيكون الكهربائي المرخص قد أمضى سنوات من التدريب في دراسة وممارسة متطلبات NEC قبل الحصول على ترخيصه.

تم تطوير التمديد المخصص لإلغاء التنشيط والتفكيك (D&D) لمعيار الكود الكهربائي الذي حدده قانون الكهرباء الوطني نظرًا لأن معايير الهندسة الحالية ومتطلبات الكود لا تعالج بشكل كافٍ المواقف الفريدة التي تنشأ أثناء أنشطة إلغاء التنشيط والتفكيك في مرافق وزارة الطاقة الأمريكية (DOE). هناك حاجة إلى الإرشادات الإضافية لتوضيح قانون الكهرباء الحالي لهذه المواقف. توفر وثيقة الإرشادات إرشادات حول كيفية تفسير مواد مختارة من NFPA 70، "قانون الكهرباء الوطني" (NEC)، وخاصة بعض المواد ضمن المادة 590، "الطاقة المؤقتة"، لأنشطة إلغاء التنشيط والتفكيك الكهربائية في مواقع وزارة الطاقة. ^[7]

يحتوي NEC أيضًا على معلومات حول التعريف الرسمي لـ HAZLOC والمعايير ذات الصلة التي قدمتها إدارة السلامة والصحة المهنية والتعامل مع المواقع الخطرة مثل الأجواء المتفجرة.

يتوفر قانون الانتخابات الوطني في شكل كتاب مجلد يحتوي على حوالي 1000 صفحة. وقد أصبح متاحًا في شكل إلكتروني منذ إصداره عام 1993. وعلى الرغم من تحديث القانون كل ثلاث سنوات، فإن بعض الولايات القضائية لا تتبنى الإصدار الجديد على الفور.

يتوفر NEC أيضًا كنموذج ترميز رقمي مقيد يمكن قراءته عبر الإنترنت مجانًا على منصات حوسبة معينة تدعم برنامج العارض المقيد؛ ومع ذلك لا يمكن حفظ هذه النسخة الرقمية أو نسخها أو طباعتها.

في الولايات المتحدة ، لا يمكن حماية القانون الوضعي بحقوق الطبع والنشر ويمكن الوصول إليه ونسخه بحرية من قبل أي شخص. ^[8] عندما تطور منظمة المعايير نموذج ترميز جديدًا ولم يتم قبوله بعد من قبل أي سلطة قضائية كقانون، فإنه لا يزال ملكية خاصة لمنظمة المعايير وقد يُمنع القارئ من تنزيل النص أو طباعته للعرض دون اتصال بالإنترنت. للحصول على هذا الامتياز، لا يزال يتعين شراء نموذج الترميز إما كوسائط مطبوعة أو بتنسيق إلكتروني (مثل PDF ). بمجرد قبول نموذج الترميز كقانون، فإنه يفقد حماية حقوق الطبع والنشر ويمكن الحصول عليه بحرية دون تكلفة.

يتألف NEC من مقدمة وتسعة فصول وملاحق من A إلى J والفهرس. تحدد المقدمة الغرض والنطاق والتنفيذ والقواعد أو المعلومات ذات الطبيعة العامة. تغطي الفصول الأربعة الأولى التعريفات والقواعد الخاصة بالتركيبات (الجهد، والتوصيلات، والعلامات، وما إلى ذلك)، والدوائر وحماية الدوائر، وطرق ومواد الأسلاك (أجهزة الأسلاك، والموصلات، والكابلات، وما إلى ذلك)، والمعدات العامة (الأسلاك، والمقابس، والمفاتيح، والسخانات، وما إلى ذلك). وتتناول الفصول الثلاثة التالية الإشغالات الخاصة (المخاطر العالية على عدة أشخاص)، والمعدات الخاصة (اللافتات، والآلات، وما إلى ذلك) والظروف الخاصة (أنظمة الطوارئ، وأجهزة الإنذار، وما إلى ذلك). ويتناول الفصل الثامن المتطلبات الإضافية لأنظمة الاتصالات (الهاتف، والراديو/التلفزيون، وما إلى ذلك) ويتكون الفصل التاسع من جداول تتعلق بخصائص الموصلات والكابلات والقنوات، من بين أمور أخرى. تتعلق الملاحق AJ بالمعايير المرجعية والحسابات والأمثلة والجداول الإضافية للتنفيذ السليم لمختلف مواد الكود (على سبيل المثال، عدد الأسلاك التي تناسب مجرى واحد) ومرسوم اعتماد النموذج.

تحتوي المقدمة والفصول الثمانية الأولى على أجزاء مرقمة، ومقالات، وأقسام (أو قوائم أو جداول)، وبند، وتفاصيل، وإدراجات/استبعادات، وإدراجات/استبعادات دقيقة، واستثناءات مكتوبة بخط مائل، ومواد توضيحية - تفسيرات ليست جزءًا من القواعد. يتم ترميز المقالات بالأرقام والحروف، مثل ###.###(A)(#)(a). على سبيل المثال، يمكن قراءة 805.133(A)(1)(a)(1) على النحو التالي "المادة 805، القسم 133، البند (أ) الفصل عن الموصلات الأخرى، المحدد (1) في مسارات السباق، وصواني الكابلات، والصناديق،... الإدراج (أ) الدوائر الأخرى، الإدراج الدقيق (1) الفئة 2 والفئة 3...." ويمكن العثور عليها في الفصل 8، الجزء الرابع طرق التركيب داخل المباني. بالنسبة للمراجع الداخلية، يتم تقسيم بعض المقالات الطويلة إلى "أجزاء" بأرقام رومانية (الأجزاء I وII وIII وما إلى ذلك).

يتم ترقيم كل مقالة من مقالات التعليمات البرمجية بناءً على الفصل الذي توجد فيه. توجد طرق التوصيل المقبولة من قبل NEC في الفصل 3، وبالتالي فإن جميع مقالات تعليمات برمجية لطرق التوصيل المعتمدة تقع في حدود 300. وقد كانت هناك جهود جارية لبعض الوقت لجعل التعليمات البرمجية أسهل في الاستخدام. تتضمن بعض هذه الجهود استخدام نفس الامتداد لكل من مقالات التعليمات البرمجية ودعم طرق التوصيل.

كما تنشر NFPA أيضًا دليل NEC الذي يتكون من 1497 صفحة (لكل إصدار جديد من NEC) والذي يحتوي على الكود بالكامل، بالإضافة إلى الرسوم التوضيحية والشروحات الإضافية، والمراجع المتبادلة المفيدة داخل الكود وإلى الإصدارات السابقة من الكود. والشروحات هي للإشارة فقط ولا يمكن فرضها.

تشير العديد من متطلبات NEC إلى الأجهزة والأجهزة "المدرجة" أو "المُسمَّاة"، وهذا يعني أن العنصر قد تم تصميمه وتصنيعه واختباره أو فحصه ووضع علامة عليه وفقًا لمتطلبات وكالة الإدراج. لكي يتم إدراجه ، يجب أن يفي الجهاز بمتطلبات الاختبار والمتطلبات الأخرى التي تحددها وكالة الإدراج مثل Underwriters Laboratories (UL) أو SGS North America أو Intertek (المعروفة سابقًا باسم ETL) أو Canadian Standards Association (CSA) أو FM Approvals (FM). هذه أمثلة على "مختبرات الاختبار المعترف بها وطنيًا" (NRTL) المعتمدة من إدارة السلامة والصحة المهنية التابعة لوزارة العمل الأمريكية (OSHA) بموجب متطلبات 29 CFR 1910.7. ^[9] فقط الجهاز المدرج يمكنه حمل العلامة التجارية المدرجة (أو "العلامة") لوكالة الإدراج. عند دفع رسوم التحقيق لتحديد الملاءمة، يتم بدء التحقيق. ولكي يتم تصنيف الجهاز على أنه مناسب لغرض معين (على سبيل المثال "الأماكن الرطبة"، "المدى المنزلي")، يجب اختباره لهذا الاستخدام المحدد من قبل وكالة الإدراج ثم وضع الملصق المناسب على الجهاز. يتم دفع رسوم لوكالة الإدراج لكل عنصر مصنف على هذا النحو، أي لكل ملصق. ستطلب معظم وكالات الإدراج الوطنية أيضًا فحص مرافق وعمليات الشركة المصنعة كدليل على أن المنتج سيتم تصنيعه بشكل موثوق وبنفس صفات العينة أو العينات المقدمة للتقييم. قد تجري وكالة الإدراج الوطنية أيضًا اختبارات عينات دورية للمنتجات الجاهزة للتأكد من الالتزام بمعايير تصميم السلامة أثناء الإنتاج. نظرًا لسمعة وكالات الإدراج هذه، فإن "السلطة ذات الاختصاص" (أو "AHJ" - كما تُعرف عادةً) ستقبل بسرعة أي جهاز أو جهاز أو قطعة من المعدات تحمل مثل هذه الملصق، بشرط أن يستخدم المستخدم النهائي أو المثبت المنتج وفقًا لتعليمات الشركة المصنعة والقيود المفروضة على معيار الإدراج. ومع ذلك، فإن السلطة ذات الاختصاص، بموجب أحكام قانون الكهرباء الوطني، لديها السلطة لرفض الموافقة حتى على المنتجات المدرجة والمصنفة. وعلى نحو مماثل، يجوز لهيئة قضائية مختصة إصدار موافقة كتابية على تركيب أو منتج لا يلبي متطلبات NEC أو متطلبات القائمة، على الرغم من أن هذا يتم عادة فقط بعد مراجعة مناسبة للظروف المحددة لحالة أو موقع معين.

تتناول المادة 210 "الدوائر الفرعية" (على النقيض من دوائر الخدمة أو التغذية) والمقابس والتجهيزات الموجودة في الدوائر الفرعية. مجلة البناء والصيانة الكهربائية، الدوائر الفرعية، الجزء 2. هناك متطلبات لعدد أدنى من الفروع، ووضع المقابس، وفقًا لموقع وغرض مخرج المقبس. تم تلخيص عشرة عناصر مهمة في المادة 210 في كتاب التعليمات البرمجية. ^[10]

تم تصميم أنظمة الأسلاك المغذية والدوائر الفرعية في المقام الأول للموصلات النحاسية . تم إدراج الأسلاك المصنوعة من الألومنيوم بواسطة Underwriters Laboratories لتطبيقات الأسلاك الداخلية وأصبحت مستخدمة بشكل متزايد حوالي عام 1966 بسبب تكلفتها المنخفضة. ومع ذلك، قبل عام 1972، تم تصنيع السلك المصنوع من الألومنيوم ليتوافق مع سبائك الألومنيوم من سلسلة 1350، ولكن تم اعتبار هذه السبائك في النهاية غير مناسبة للدوائر الفرعية بسبب التآكل الجلفاني حيث يتلامس النحاس والألومنيوم، مما يؤدي إلى ضعف الاتصال ومقاومة تدفق التيار ومشاكل ارتفاع درجة حرارة الموصل وخطر الحريق المحتمل. اليوم، تمت الموافقة على سلك ألومنيوم جديد (AA-8000) للدوائر الفرعية التي لا تسبب التآكل حيث تتلامس مع النحاس، ولكنها غير متوفرة بسهولة ولا يتم تصنيعها بحجم أقل من #8 AWG. وبالتالي، يتم استخدام السلك النحاسي حصريًا تقريبًا في الدوائر الفرعية.

يُشترط وجود قاطع دائرة عطل أرضي (GFCI) لجميع المقابس في الأماكن الرطبة المحددة في الكود. كما يحتوي قانون NEC على قواعد حول عدد الدوائر والمقابس التي يجب وضعها في مسكن سكني معين، ومدى المسافة بينها في نوع معين من الغرف، بناءً على طول السلك النموذجي للأجهزة الصغيرة.

اعتبارًا من عام 1962، اشترطت اللجنة الوطنية للطاقة أن تكون منافذ الطاقة المنزلية الجديدة التي تعمل بجهد 120 فولت، للاستخدام العام، مؤرضة ومستقطبة . وتنفذ موصلات NEMA هذه المتطلبات.

يسمح NEC أيضًا بمقابس من النوع الأرضي في الأسلاك غير المؤرضة المحمية بواسطة GFCI؛ وينطبق هذا فقط عند استبدال المقابس القديمة غير المؤرضة بمقابس مؤرضة، ويجب وضع علامة "لا يوجد أرضي للمعدات" و"محمية بواسطة GFCI" على المقابس الجديدة.

لقد اشترط قانون 1999 أن يتم تأريض مقابس التيار الكهربائي الجديدة التي تبلغ قوتها 120/240 فولت، مثل تلك الخاصة بالمواقد الكهربائية والمجففات، أيضًا، الأمر الذي يستلزم وجود فتحة رابعة في واجهتها. وغالبًا ما تؤدي التغييرات في المعايير إلى خلق مشاكل للأعمال الجديدة في المباني القديمة.

على عكس قواطع الدائرة والصمامات، التي لا تفتح الدائرة إلا عندما يتجاوز التيار قيمة ثابتة لفترة زمنية محددة، فإن جهاز GFCI يقطع الخدمة الكهربائية عندما يتسرب أكثر من 4 إلى 6 مللي أمبير من التيار في أي من الموصلات إلى الأرض. يكتشف GFCI اختلال التوازن بين التيار في الجانب "الساخن" والتيار في الجانب "المحايد". يمكن لمقبس GFCI واحد أن يعمل كحماية للعديد من المقابس التقليدية الموجودة في اتجاه مجرى النهر. تأتي أجهزة GFCI في العديد من التكوينات بما في ذلك قواطع الدائرة والأجهزة المحمولة والمقابس.

هناك جهاز أمان آخر تم تقديمه مع قانون 1999 وهو قاطع الدائرة الكهربائية بسبب خطأ القوس الكهربائي (AFCI). يكتشف هذا الجهاز الأقواس الكهربائية من الساخن إلى المحايد والتي يمكن أن تتطور عندما يتآكل العزل بين الأسلاك أو يتلف. في حين أن الأقواس الكهربائية من الساخن إلى المحايد لن تتسبب في تعثر جهاز GFCI لأن التيار لا يزال متوازنًا، فإن الدوائر الكهربائية في جهاز AFCI تكتشف تلك الأقواس الكهربائية وستغلق الدائرة. تحل أجهزة AFCI بشكل عام محل قاطع الدائرة الكهربائية في الدائرة. وفقًا لقانون الكهرباء الوطني لعام 1999، فإن حماية AFCI مطلوبة في البناء الجديد على جميع الدوائر الكهربائية 15 و20 أمبير و125 فولت إلى غرف النوم. ^[11]

تتطلب NEC أن تكون موصلات الدائرة الكهربائية داخل مسار أو كابل أو خندق أو سلك أو صينية كابلات. هناك حاجة إلى حماية إضافية مثل كابل NM داخل مسار إذا تعرضت طريقة التركيب لأضرار مادية وفقًا لما تحدده السلطة المختصة.

إن تصنيف درجة حرارة السلك أو الكابل هو عمومًا أقصى درجة حرارة محيطة آمنة يمكن للسلك أن يحملها عند حمل كامل للطاقة دون أن يذوب عزل الكابل أو يتأكسد أو يشتعل ذاتيًا. يسخن السلك عند حمل كامل قليلاً بسبب المقاومة المعدنية للسلك، ولكن يتم أخذ هذا التسخين في الاعتبار عند تصنيف درجة حرارة الكابل. (NEC 310.10) ^[12]

تحدد NEC أعدادًا مقبولة من الموصلات في المناطق المزدحمة مثل داخل الأنابيب، والتي يشار إليها باسم تصنيف التعبئة . إذا تم تجاوز تصنيف التعبئة المقبول، فسيتم تخفيض تصنيف جميع الكابلات الموجودة في الأنابيب، مما يؤدي إلى خفض درجة حرارة التشغيل المحيطة القصوى المقبولة . يعد تخفيض التصنيف ضروريًا لأن الموصلات المتعددة التي تحمل طاقة الحمل الكامل تولد حرارة قد تتجاوز تصنيف درجة حرارة العزل الطبيعي. (NEC 310.16)

تحدد NEC أيضًا تعديلات سعة التيار للأسلاك في المسارات الدائرية المعرضة لأشعة الشمس على أسطح المنازل، بسبب التأثيرات الحرارية للإشعاع الشمسي. مجلة البناء والصيانة الكهربائية، الموصلات للاستخدام العام، الفصل 3 مقالات في NEC، بدءًا من المادة 342 من المتوقع تعديل هذا القسم ليشمل الكابلات في الإصدارات المستقبلية.

في مواقف معينة، يمكن أن يكون تصنيف درجة الحرارة أعلى من المعدل الطبيعي، كما هو الحال بالنسبة للأسلاك ذات المقبض والأنبوب حيث من غير المحتمل أبدًا أن يكون سلكان أو أكثر من الأسلاك الحاملة للحمل على مقربة من بعضهما البعض. يستخدم تركيب المقبض والأنبوب أسلاكًا معلقة في الهواء. وهذا يمنحها تصنيف تبديد حرارة أعلى من كابل NM-2 القياسي ثلاثي الأسلاك ، والذي يتضمن سلكين للحمل والعودة مجمعين بإحكام. ^[13]

تعتمد NEC، مثل العديد من معايير NFPA، على مبيعات معاييرها المحمية بحقوق الطبع والنشر لتمويل تطويرها. في عام 2016، نشرت مجموعة PUBLIC.RESOURCE.ORG, INC نسخًا من الكود عبر الإنترنت مجانًا، بحجة أنه باعتباره معيارًا تم اعتماده كقانون، فيجب أن يكون متاحًا للجمهور. تتحدى القضية طبيعة مصادر التمويل لتطوير المعايير، والتي غالبًا ما يتم اعتمادها كقانون، ولكن تم إنشاؤها بدون أموال دافعي الضرائب. ردًا على ذلك، أشارت NFPA إلى أنها تجعل نسخة مجانية من معاييرها متاحة عبر الإنترنت، وإن كان ذلك في منتدى أقل ملاءمة من المعيار المتاح للشراء. ^[14]

• الكود الكهربائي
• معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات C2
• تصنيف القطع
• لوائح الهيئة المركزية للكهرباء

• الوصول المجاني والمقيد إلى NEC عبر الإنترنت، الإصدارات من عام 1968 إلى عام 2023 (يجب التسجيل لدى NFPA للوصول إلى هذه المستندات)