Calcolatore di riempimento del tubo (NEC)

Cos’è un calcolatore di riempimento del tubo?

Un calcolatore di riempimento del tubo ti dice se un gruppo di cavi entra a norma in un tratto di tubo elettrico. Stipare troppi conduttori in un tubo intrappola il calore, rende difficile il tiraggio dei cavi e può danneggiare l’isolamento — per questo il National Electrical Code (NEC) limita la quota della sezione interna di un tubo che i conduttori possono occupare. Questo strumento confronta l’area combinata dei tuoi cavi con quel limite e riporta il riempimento come percentuale, insieme a un esito chiaro di superato o non superato.

Scegli il diametro nominale del tubo, la sezione del cavo in AWG e quanti conduttori intendi posare. Il calcolatore esegue il calcolo delle aree a partire dalle tabelle NEC, così dimensioni una canalizzazione in pochi secondi invece di sfogliare i manuali normativi.

Come funziona?

Ogni calcolo si riduce al confronto di due aree: lo spazio richiesto dai cavi rispetto allo spazio consentito dal tubo.

Area dei conduttori. Ogni conduttore di un dato tipo e AWG ha un’area di sezione fissa riportata nella Tabella 5 del Capitolo 9 del NEC. Per $n$ conduttori identici l’area totale di rame più isolamento è:

Area del tubo. L’area interna totale del tubo al 100 % di riempimento proviene dalla Tabella 4 del Capitolo 9 del NEC e dipende dal tipo di tubo (questo calcolatore usa l’EMT) e dal suo diametro nominale.

Percentuale di riempimento. Il riempimento è il rapporto tra i due, espresso in percentuale:

Limite consentito. La Tabella 1 del Capitolo 9 del NEC fissa il riempimento massimo consentito in base al numero di conduttori:

Se la percentuale di riempimento è pari o inferiore al limite, il tratto supera la verifica; se è superiore, serve un tubo più grande o meno conduttori.

Esempio svolto

Supponiamo che tu stia tirando cinque conduttori 12 AWG THHN attraverso EMT da 3/4”.

• Un conduttore 12 AWG THHN ha un’area di $0.0133 \text{ in}^2$ (Tabella 5).
• Cinque di essi: $A_{\text{wires}} = 5 \times 0.0133 = 0.0665 \text{ in}^2$.
• L’area interna dell’EMT da 3/4” è $0.533 \text{ in}^2$ (Tabella 4).
• Riempimento: $\dfrac{0.0665}{0.533} \times 100 = 12.48\%$.

Poiché ci sono tre o più conduttori, il limite è $40\%$. Il riempimento del $12.48\%$ è ben al di sotto del $40\%$, quindi il tratto supera la verifica — l’EMT da 3/4” è abbondantemente capiente, con ampio spazio per aggiungere altri circuiti in seguito.

Note pratiche

• Questo strumento presuppone conduttori identici. La formula moltiplica l’area di un cavo per il numero, il che è esatto quando ogni conduttore è dello stesso tipo e AWG. Per una miscela di sezioni, somma singolarmente l’area della Tabella 5 di ciascun conduttore e confronta la somma con l’area consentita del tubo.
• La regola del 40 / 31 / 53 riguarda il calore e il tiraggio, non solo lo spazio. A un singolo conduttore è consentito il 53 % perché un cavo isolato si tira facilmente; due conduttori scendono al 31 % (la geometria lascia vuoti scomodi); tre o più si assestano al 40 %.
• Usa le dimensioni del conduttore per il tipo di cavo che posi davvero. Le aree qui sono per il THHN/THWN. L’XHHW, l’RHW o i cavi con isolamento più spesso hanno aree maggiori e riempiono il tubo più in fretta, quindi controlla la colonna corretta della Tabella 5.
• Anche i conduttori di terra contano. Includi il conduttore di terra dell’apparecchiatura nel conteggio: occupa spazio nel tubo anche se normalmente non trasporta corrente.
• Lascia margine. Fermarsi esattamente al limite rende difficile il tiraggio. Punta ben al di sotto del tetto, come nell’esempio sopra, così che le aggiunte future non impongano un rifacimento. Dimensionare i cavi stessi è un passaggio a parte — abbina questo a un calcolatore della legge di Ohm e a un calcolatore da watt ad ampere per confermare la portata di corrente del circuito.

Domande frequenti

Perché il limite è del 40 % per tre o più cavi? Il NEC limita il riempimento per evitare che i conduttori si surriscaldino e per lasciare spazio sufficiente a tirare i cavi senza scorticare l’isolamento. Il quaranta per cento è il punto di equilibrio consolidato da tempo per tre o più conduttori.

Lo spessore della parete del tubo conta? Sì — il calcolatore usa già l’area interna del tubo, non il suo diametro nominale. Ecco perché l’EMT da 3/4” ha un’area interna di $0.533 \text{ in}^2$ invece dell’area di un cerchio letterale da 3/4 di pollice.

Cosa succede se il mio riempimento supera il limite? Passa al diametro nominale di tubo successivo o riduci il numero di conduttori. Puoi anche suddividere i circuiti su due tratti più piccoli. Ricontrolla il calcolatore da ampere a watt se stai riconsiderando il carico durante il ridimensionamento.