Kalkulator wypełnienia rury instalacyjnej (NEC)

Czym jest kalkulator wypełnienia rury instalacyjnej?

Kalkulator wypełnienia rury instalacyjnej mówi, czy grupa przewodów zgodnie z przepisami mieści się w odcinku elektrycznej rury instalacyjnej. Upchnięcie zbyt wielu żył w rurze zatrzymuje ciepło, utrudnia wciąganie przewodów i może uszkodzić izolację — dlatego National Electrical Code (NEC) ogranicza, jaką część wewnętrznego przekroju rury mogą zająć żyły. To narzędzie porównuje łączną powierzchnię przewodów z tym limitem i podaje wypełnienie jako procent, wraz z jednoznacznym wynikiem zaliczenia lub niezaliczenia.

Wybierasz rozmiar nominalny rury, przekrój przewodu w AWG oraz liczbę żył, które zamierzasz poprowadzić. Kalkulator wykonuje obliczenia powierzchni na podstawie tabel NEC, dzięki czemu dobierzesz trasę w kilka sekund, zamiast wertować księgi przepisów.

Jak to działa?

Każde obliczenie sprowadza się do porównania dwóch powierzchni: miejsca, którego potrzebują przewody, z miejscem, na które pozwala rura.

Powierzchnia żył. Każda żyła danego typu i AWG ma stałą powierzchnię przekroju podaną w Tabeli 5 Rozdziału 9 NEC. Dla $n$ identycznych żył łączna powierzchnia miedzi z izolacją wynosi:

Powierzchnia rury. Całkowita wewnętrzna powierzchnia rury przy 100 % wypełnienia pochodzi z Tabeli 4 Rozdziału 9 NEC i zależy od typu rury (ten kalkulator używa EMT) oraz jej rozmiaru nominalnego.

Procent wypełnienia. Wypełnienie to stosunek obu wielkości, wyrażony w procentach:

Dopuszczalny limit. Tabela 1 Rozdziału 9 NEC określa maksymalne dopuszczalne wypełnienie według liczby żył:

Jeśli procent wypełnienia jest równy limitowi lub niższy, odcinek przechodzi; jeśli jest wyższy, potrzebujesz większej rury lub mniejszej liczby żył.

Przykład rozwiązany

Załóżmy, że wciągasz pięć żył 12 AWG THHN przez EMT 3/4”.

• Jedna żyła 12 AWG THHN ma powierzchnię $0.0133 \text{ in}^2$ (Tabela 5).
• Pięć z nich: $A_{\text{wires}} = 5 \times 0.0133 = 0.0665 \text{ in}^2$.
• Wewnętrzna powierzchnia EMT 3/4” wynosi $0.533 \text{ in}^2$ (Tabela 4).
• Wypełnienie: $\dfrac{0.0665}{0.533} \times 100 = 12.48\%$.

Ponieważ są trzy żyły lub więcej, limit wynosi $40\%$. Wypełnienie $12.48\%$ jest znacznie poniżej $40\%$, więc odcinek przechodzi — EMT 3/4” ma z zapasem wystarczający rozmiar, z dużą przestrzenią na dodanie kolejnych obwodów w przyszłości.

Uwagi praktyczne

• To narzędzie zakłada identyczne żyły. Wzór mnoży powierzchnię jednego przewodu przez liczbę, co jest dokładne, gdy każda żyła jest tego samego typu i AWG. Przy mieszanych przekrojach dodaj powierzchnię z Tabeli 5 każdej żyły osobno i porównaj sumę z dopuszczalną powierzchnią rury.
• Reguła 40 / 31 / 53 dotyczy ciepła i wciągania, a nie tylko miejsca. Pojedynczej żyle wolno zająć 53 %, bo samotny przewód łatwo się wciąga; dwie żyły spadają do 31 % (geometria zostawia niewygodne luki); trzy lub więcej ustalają się na 40 %.
• Używaj wymiarów żyły dla typu przewodu, który faktycznie prowadzisz. Powierzchnie tutaj dotyczą THHN/THWN. XHHW, RHW lub przewody z grubszą izolacją mają większe powierzchnie i szybciej wypełniają rurę, więc sprawdź właściwą kolumnę Tabeli 5.
• Żyły uziemiające też się liczą. Uwzględnij przewód ochronny w liczeniu — zajmuje miejsce w rurze, choć normalnie nie przewodzi prądu.
• Zostaw zapas. Zatrzymanie się dokładnie na limicie utrudnia wciąganie. Celuj wyraźnie poniżej pułapu, jak w przykładzie powyżej, aby przyszłe uzupełnienia nie wymusiły przekładania instalacji. Dobór samych przewodów to osobny krok — połącz to z kalkulatorem prawa Ohma i kalkulatorem watów na ampery, aby potwierdzić obciążalność prądową obwodu.

Najczęściej zadawane pytania

Dlaczego limit wynosi 40 % dla trzech lub więcej przewodów? NEC ogranicza wypełnienie, aby zapobiec przegrzewaniu żył i pozostawić dość luzu do wciągnięcia przewodów bez zdzierania izolacji. Czterdzieści procent to od dawna ustalony punkt równowagi dla trzech lub więcej żył.

Czy grubość ścianki rury ma znaczenie? Tak — kalkulator używa już wewnętrznej powierzchni rury, a nie jej rozmiaru nominalnego. Dlatego EMT 3/4” ma wewnętrzną powierzchnię $0.533 \text{ in}^2$, a nie powierzchnię dosłownego okręgu o średnicy 3/4 cala.

Co, jeśli moje wypełnienie przekracza limit? Przejdź na kolejny rozmiar nominalny rury lub zmniejsz liczbę żył. Możesz też rozdzielić obwody na dwie mniejsze trasy. Sprawdź ponownie kalkulator amperów na waty, jeśli przy zmianie rozmiaru rozważasz na nowo obciążenie.