Калькулятор заполнения кабелепровода
// РАСЧЕТ ПРОЦЕНТА ЗАПОЛНЕНИЯ КАБЕЛЕПРОВОДА В СООТВЕТСТВИИ С ТРЕБОВАНИЯМИ NEC //
Таблица 1 Главы 9 NEC устанавливает максимальные проценты заполнения кабелепровода в зависимости от количества проводников. Эти ограничения обеспечивают надлежащий теплоотвод, простоту монтажа и защиту изоляции проводов.
53%
Один проводник
Более высокий предел облегчает протяжку одного большого кабеля
31%
Два проводника
Более низкий предел предотвращает заклинивание при монтаже
40%
Три или более
Стандартное заполнение для установки нескольких проводников
Что такое заполнение кабелепровода?
Заполнение кабелепровода — это процент внутренней площади поперечного сечения кабелепровода, занимаемый электрическими проводниками. Национальный электротехнический кодекс (NEC) Глава 9 Таблица 1 устанавливает максимальные проценты заполнения для обеспечения безопасного монтажа, надлежащего теплоотвода и защиты изоляции проводников. Превышение этих пределов может привести к трудностям при монтаже, повреждению изоляции и опасности перегрева.
Почему существуют ограничения по заполнению
Теплоотвод
Переполненные кабелепроводы удерживают тепло, выделяемое токонесущими проводниками, что может превысить температурные характеристики изоляции и создать опасность возгорания.
Монтаж и обслуживание
Правильные проценты заполнения гарантируют, что проводники можно протянуть через кабелепровод без чрезмерного усилия, сокращая время монтажа и предотвращая повреждение проводов.
Защита изоляции
Адекватное расстояние предотвращает истирание и механическое напряжение изоляции проводников во время монтажа и в течение всего срока службы электрической системы.
Соответствие нормам
Требования NEC к заполнению обязательны для электробезопасности и юридического соответствия. Инспекторы проверяют расчеты заполнения кабелепровода при утверждении монтажа.
Как рассчитать заполнение кабелепровода
Формула заполнения кабелепровода
Заполнение % = (Общая площадь проводов ÷ Площадь кабелепровода) × 100
Процент заполнения кабелепровода рассчитывается путем деления общей площади поперечного сечения всех проводников на внутреннюю площадь кабелепровода с последующим умножением на 100. Этот результат не должен превышать максимальный процент заполнения, указанный в Таблице 1 NEC для установленного количества проводников.
| Переменная | Описание | Источник |
|---|---|---|
| Общая площадь проводов | Сумма площадей поперечного сечения всех проводников, включая изоляцию | NEC Таблица 5 (Глава 9) |
| Площадь кабелепровода | Внутренняя площадь поперечного сечения кабелепровода | NEC Таблица 4 (Глава 9) |
| Заполнение % | Процент кабелепровода, занятый проводниками | Рассчитанный результат |
| Макс. заполнение % | Максимально допустимое заполнение на основе количества проводников | NEC Таблица 1 (Глава 9) |
Понимание типов кабелепровода
Различные типы кабелепровода имеют разную толщину стенок, что влияет на внутреннюю площадь и вместимость проводников. Выбор зависит от среды установки, требований к механической защите и местных нормативных требований.
Тонкостенный стальной кабелепровод для внутреннего применения. Наиболее распространенный выбор для коммерческих и жилых установок благодаря легкой конструкции и простоте монтажа.
Стальной кабелепровод со средней толщиной стенки, обеспечивающий большую механическую защиту, чем EMT. Подходит как для внутренней, так и для наружной установки с повышенной физической прочностью.
Толстостенный стальной кабелепровод, обеспечивающий максимальную физическую защиту. Требуется в опасных местах и зонах, подверженных серьезным физическим повреждениям.
Неметаллический кабелепровод для подземного применения и агрессивных сред. Стандартная толщина стенки подходит для большинства применений прямого закапывания и заделки в бетон.
Толстостенный ПВХ кабелепровод с увеличенной механической прочностью. Используется там, где требуется дополнительная физическая защита или для надземных наружных установок.
Сравнение внутренней площади кабелепровода (кв. дюйм.)
| Типоразмер | EMT | IMC | RMC | PVC-40 | PVC-80 |
|---|---|---|---|---|---|
| 1/2" | 0.304 | 0.342 | 0.314 | 0.285 | 0.217 |
| 3/4" | 0.533 | 0.586 | 0.549 | 0.508 | 0.409 |
| 1" | 0.864 | 0.959 | 0.887 | 0.832 | 0.688 |
| 1-1/4" | 1.496 | 1.647 | 1.526 | 1.453 | 1.237 |
| 2" | 3.356 | 3.630 | 3.408 | 3.291 | 2.874 |
| 3" | 8.846 | 9.371 | 8.846 | 8.477 | 7.566 |
| 4" | 15.68 | 16.46 | 15.68 | 15.13 | 13.63 |
Источник: NEC Таблица 4, Глава 9 - Размеры и процентная площадь кабелепровода и труб
Как изоляция влияет на расчеты заполнения
Тип изоляции провода существенно влияет на заполнение кабелепровода, поскольку общая площадь проводника включает как металлический проводник, так и его изоляционную оболочку. Различные изоляционные материалы и толщины приводят к разным общим диаметрам для одного и того же размера проводника.
THHN/THWN-2
Наиболее распространенный универсальный строительный провод. Термопластичная изоляция с нейлоновой оболочкой обеспечивает отличную влаго- и термостойкость для сухих и влажных мест.
Температурный рейтинг: 90°C сухие, 75°C влажные
Лучше всего для: Общая жилая и коммерческая проводка, установка в кабелепровод
Изоляция: Тонкая нейлоновая оболочка минимизирует общий диаметр, максимизируя вместимость кабелепровода
THWN
Влаго- и термостойкая термопластичная изоляция. Аналогична THHN, но специально рассчитана на влажные места с немного другим составом изоляции.
Температурный рейтинг: 75°C влажные места
Лучше всего для: Влажные места, наружные установки, зоны с высокой влажностью
Изоляция: Сравнимый диаметр с THHN для большинства размеров проводов
XHHW
Сшитая полиэтиленовая изоляция, обеспечивающая превосходную термостойкость. Отлично подходит для высокотемпературных применений и питающих цепей с большой нагрузкой.
Температурный рейтинг: 90°C сухие, 75°C влажные
Лучше всего для: Вводы питания, фидеры, высокотемпературные среды
Изоляция: Более толстая изоляция увеличивает общий диаметр, уменьшая вместимость кабелепровода
Площади проводников, включая изоляцию (кв. дюйм.)
| Размер AWG | THHN/THWN-2 | THWN | XHHW |
|---|---|---|---|
| 14 AWG | 0.0097 | 0.0097 | 0.0139 |
| 12 AWG | 0.0133 | 0.0133 | 0.0181 |
| 10 AWG | 0.0211 | 0.0211 | 0.0243 |
| 8 AWG | 0.0366 | 0.0366 | 0.0437 |
| 6 AWG | 0.0507 | 0.0507 | 0.0590 |
| 4 AWG | 0.0824 | 0.0824 | 0.0814 |
| 2 AWG | 0.1158 | 0.1158 | 0.1146 |
| 1/0 AWG | 0.1855 | 0.1855 | 0.1825 |
| 4/0 AWG | 0.3237 | 0.3237 | 0.3197 |
Источник: NEC Таблица 5, Глава 9 - Размеры изолированных проводников и монтажных проводов
Реальные сценарии заполнения кабелепровода
Пример 1: Жилая ответвительная цепь
Сценарий: Три проводника 12 AWG THHN в кабелепроводе EMT 1/2" (типичная цепь 15А или 20А)
Площадь провода (каждого)
0.0133 in²
Общая площадь проводов
0.0399 in²
Площадь кабелепровода
0.304 in²
Процент заполнения
13.1%
Результат: СООТВЕТСТВУЕТ - Значительно в пределах лимита заполнения 40% для трех или более проводников. Это стандартная жилая установка.
Пример 2: Многоцепевая установка
Сценарий: Двенадцать проводников 12 AWG THHN в кабелепроводе EMT 3/4" (четыре 3-проводные цепи, использующие один кабелепровод)
Площадь провода (каждого)
0.0133 in²
Общая площадь проводов
0.1596 in²
Площадь кабелепровода
0.533 in²
Процент заполнения
29.9%
Результат: СООТВЕТСТВУЕТ - При заполнении 29,9% эта установка соответствует требованиям NEC. Учитывайте коэффициенты снижения для более чем трех токонесущих проводников.
Пример 3: Переполненная установка (несоответствующая)
Сценарий: Шестнадцать проводников 10 AWG THHN в кабелепроводе EMT 3/4" (попытка проложить слишком много цепей)
Площадь провода (каждого)
0.0211 in²
Общая площадь проводов
0.3376 in²
Площадь кабелепровода
0.533 in²
Процент заполнения
63.3%
Результат: НЕ СООТВЕТСТВУЕТ - Превышает лимит заполнения 40% при 63,3%. Перейдите на кабелепровод EMT 1" или уменьшите количество проводников для соответствия нормативам.
Избегайте этих ошибок при заполнении кабелепровода
Игнорирование заземляющих проводников
Заземляющие проводники оборудования должны быть включены в расчеты заполнения. Многие монтажники ошибочно исключают заземляющие провода, что приводит к нарушениям норм и провалу инспекций.
Использование неверных площадей типов изоляции
THHN, THWN и XHHW имеют разные площади поперечного сечения. Всегда используйте значения из Таблицы 5 NEC, соответствующие вашему фактическому типу изоляции, а не размеры голого проводника.
Неправильный подсчет токонесущих проводников
Нейтральные проводники, несущие несбалансированный ток, и проводники переключателей в 3-позиционных схемах учитываются при заполнении. Понимайте, какие проводники являются токонесущими для вашей конкретной установки.
Предположение, что все кабелепроводы одинаковые
EMT, IMC, RMC и ПВХ имеют разные внутренние диаметры для одного и того же типоразмера. Всегда используйте правильные значения из Таблицы 4 NEC для вашего конкретного типа кабелепровода.
Забывание о снижении номинала
Хотя это отдельно от расчетов заполнения, помните, что более трех токонесущих проводников в кабелепроводе требуют снижения номинальной токовой нагрузки согласно NEC 310.15(C)(1). Ваше заполнение может соответствовать, но ваша цепь все еще может быть превышена.
Соответствующие разделы NEC по заполнению кабелепровода
Национальный электротехнический кодекс предоставляет комплексные таблицы и требования для расчетов заполнения кабелепровода. Эти разделы работают вместе для обеспечения безопасных и соответствующих нормам установок.
| Раздел NEC | Название | Значение |
|---|---|---|
| Таблица 1 (Гл. 9) | Процент поперечного сечения кабелепровода и труб для проводников | Определяет максимальные проценты заполнения: 53% (1 проводник), 31% (2 проводника), 40% (3+ проводника) |
| Таблица 4 (Гл. 9) | Размеры и процентная площадь кабелепровода и труб | Предоставляет внутренние площади поперечного сечения для всех типов и размеров кабелепроводов |
| Таблица 5 (Гл. 9) | Размеры изолированных проводников и монтажных проводов | Перечисляет площади поперечного сечения проводников с различными типами изоляции |
| Статья 344 | Жесткий металлический кабелепровод: Тип RMC | Требования к монтажу и спецификации для жесткого металлического кабелепровода |
| Статья 358 | Электрическая металлическая труба: Тип EMT | Требования к монтажу и спецификации для кабелепровода EMT |
| Статья 352 | Жесткий поливинилхлоридный кабелепровод: Тип ПВХ | Требования к монтажу и спецификации для ПВХ кабелепровода |