Калькулятор заполнения кабелепровода (NEC)

Что такое калькулятор заполнения кабелепровода?

Калькулятор заполнения кабелепровода подсказывает, помещается ли группа проводов в отрезок электрического кабелепровода в соответствии с нормами. Если втиснуть слишком много проводников в трубу, это удерживает тепло, затрудняет протяжку проводов и может повредить изоляцию — поэтому National Electrical Code (NEC) ограничивает, какую долю внутреннего сечения кабелепровода могут занимать проводники. Этот инструмент сравнивает суммарную площадь ваших проводов с этим пределом и показывает заполнение в процентах вместе с ясным результатом «прошло» или «не прошло».

Вы выбираете типоразмер кабелепровода, сечение провода в AWG и число проводников, которые планируете проложить. Калькулятор выполняет расчёт площадей по таблицам NEC, так что вы подбираете трассу за секунды, а не листаете справочники норм.

Как это работает?

Каждый расчёт сводится к сравнению двух площадей: места, которое нужно проводам, и места, которое допускает кабелепровод.

Площадь проводников. Каждый проводник заданного типа и AWG имеет фиксированную площадь сечения, приведённую в NEC, глава 9, таблица 5. Для $n$ одинаковых проводников суммарная площадь меди с изоляцией равна:

Площадь кабелепровода. Полная внутренняя площадь кабелепровода при 100 % заполнении берётся из NEC, глава 9, таблица 4 и зависит от типа кабелепровода (этот калькулятор использует EMT) и его типоразмера.

Процент заполнения. Заполнение — это отношение двух величин, выраженное в процентах:

Допустимый предел. NEC, глава 9, таблица 1 задаёт максимально допустимое заполнение по числу проводников:

Если процент заполнения не превышает предел, трасса проходит; если он выше, нужен кабелепровод большего размера или меньше проводников.

Разобранный пример

Предположим, вы протягиваете пять проводников 12 AWG THHN через EMT 3/4”.

• Один проводник 12 AWG THHN имеет площадь $0.0133 \text{ in}^2$ (таблица 5).
• Пять из них: $A_{\text{wires}} = 5 \times 0.0133 = 0.0665 \text{ in}^2$.
• Внутренняя площадь EMT 3/4” равна $0.533 \text{ in}^2$ (таблица 4).
• Заполнение: $\dfrac{0.0665}{0.533} \times 100 = 12.48\%$.

Поскольку проводников три или больше, предел составляет $40\%$. Заполнение $12.48\%$ значительно ниже $40\%$, поэтому трасса проходит — EMT 3/4” с запасом достаточно велик, оставляя много места для добавления новых цепей в будущем.

Практические замечания

• Этот инструмент предполагает одинаковые проводники. Формула умножает площадь одного провода на количество, что точно, когда каждый проводник одного типа и AWG. Для смеси сечений сложите площадь из таблицы 5 для каждого проводника по отдельности и сравните сумму с допустимой площадью кабелепровода.
• Правило 40 / 31 / 53 касается тепла и протяжки, а не только места. Одному проводнику разрешено 53 %, потому что одиночный провод легко протягивается; два проводника снижаются до 31 % (геометрия оставляет неудобные зазоры); три и более устанавливаются на 40 %.
• Используйте размеры проводника для того типа провода, который вы действительно прокладываете. Площади здесь приведены для THHN/THWN. У XHHW, RHW или проводов с более толстой изоляцией площади больше, и они заполняют кабелепровод быстрее, поэтому проверяйте нужный столбец таблицы 5.
• Заземляющие проводники тоже считаются. Включите защитный заземляющий проводник в подсчёт — он занимает место в кабелепроводе, хотя обычно не несёт ток.
• Оставляйте запас. Остановиться ровно на пределе — значит затруднить протяжку. Целитесь заметно ниже потолка, как в примере выше, чтобы будущие дополнения не заставляли перекладывать проводку. Подбор самих проводов — отдельный шаг: сочетайте это с калькулятором закона Ома и калькулятором ватт в амперы, чтобы подтвердить допустимый ток цепи.

Часто задаваемые вопросы

Почему предел равен 40 % для трёх и более проводов? NEC ограничивает заполнение, чтобы проводники не перегревались и оставался достаточный зазор для протяжки проводов без сдирания изоляции. Сорок процентов — давно устоявшаяся точка баланса для трёх и более проводников.

Имеет ли значение толщина стенки самого кабелепровода? Да — калькулятор уже использует внутреннюю площадь кабелепровода, а не его номинальный типоразмер. Именно поэтому EMT 3/4” имеет внутреннюю площадь $0.533 \text{ in}^2$, а не площадь буквального круга диаметром 3/4 дюйма.

Что, если моё заполнение превышает предел? Перейдите к следующему типоразмеру кабелепровода или уменьшите число проводников. Можно также разделить цепи на две меньшие трассы. Перепроверьте калькулятор ампер в ватты, если при изменении размера вы пересматриваете нагрузку.