เครื่องคำนวณอัตราการเติมท่อร้อยสาย
// คำนวณเปอร์เซ็นต์การเติมท่อร้อยสายตามข้อกำหนด NEC //
ตาราง NEC Table 1 บทที่ 9 ระบุเปอร์เซ็นต์การเติมท่อร้อยสายสูงสุดตามจำนวนตัวนำ ข้อจำกัดเหล่านี้ช่วยให้มั่นใจในการระบายความร้อนที่เหมาะสม ความสะดวกในการติดตั้ง และการป้องกันฉนวนหุ้มสายไฟ
53%
ตัวนำหนึ่งเส้น
ขอบเขตที่สูงขึ้นช่วยให้ดึงสายเคเบิลขนาดใหญ่เส้นเดียวได้ง่ายขึ้น
31%
ตัวนำสองเส้น
ขอบเขตที่ต่ำกว่าป้องกันการติดขัดระหว่างการติดตั้ง
40%
สามเส้นหรือมากกว่า
การเติมมาตรฐานสำหรับการติดตั้งตัวนำหลายเส้น
อัตราการเติมท่อร้อยสายคืออะไร?
อัตราการเติมท่อร้อยสายหมายถึงเปอร์เซ็นต์ของพื้นที่หน้าตัดภายในของท่อร้อยสายที่ถูกครอบครองโดยตัวนำไฟฟ้า มาตรฐานไฟฟ้าแห่งชาติ (NEC) บทที่ 9 ตารางที่ 1 กำหนดเปอร์เซ็นต์การเติมสูงสุดเพื่อให้มั่นใจในการติดตั้งที่ปลอดภัย การระบายความร้อนที่เหมาะสม และการป้องกันฉนวนหุ้มตัวนำ การเกินขอบเขตเหล่านี้อาจนำไปสู่ปัญหาในการติดตั้ง ความเสียหายของฉนวน และอันตรายจากความร้อนสูงเกินไป
เหตุผลที่มีข้อจำกัดการเติม
การระบายความร้อน
ท่อร้อยสายที่แออัดเกินไปจะกักเก็บความร้อนที่เกิดจากตัวนำที่มีกระแสไฟฟ้าไหลผ่าน ซึ่งอาจเกินอุณหภูมิที่ฉนวนรับได้และก่อให้เกิดอันตรายจากไฟไหม้
การติดตั้งและบำรุงรักษา
เปอร์เซ็นต์การเติมที่เหมาะสมช่วยให้มั่นใจว่าตัวนำสามารถดึงผ่านท่อร้อยสายได้โดยไม่ต้องใช้แรงมากเกินไป ลดเวลาในการติดตั้งและป้องกันความเสียหายของสายไฟ
การป้องกันฉนวน
ช่องว่างที่เพียงพอช่วยป้องกันการขัดสีและความเครียดทางกลต่อฉนวนหุ้มตัวนำระหว่างการติดตั้งและตลอดอายุการใช้งานของระบบไฟฟ้า
การปฏิบัติตามมาตรฐาน
ข้อกำหนดการเติมท่อร้อยสาย NEC เป็นข้อบังคับสำหรับความปลอดภัยทางไฟฟ้าและการปฏิบัติตามกฎหมาย ผู้ตรวจสอบจะตรวจสอบการคำนวณการเติมท่อร้อยสายระหว่างการอนุมัติการติดตั้ง
วิธีคำนวณอัตราการเติมท่อร้อยสาย
สูตรคำนวณอัตราการเติมท่อร้อยสาย
% การเติม = (พื้นที่สายไฟรวม ÷ พื้นที่ท่อร้อยสาย) × 100
เปอร์เซ็นต์การเติมท่อร้อยสายคำนวณโดยการหารพื้นที่หน้าตัดรวมของตัวนำทั้งหมดด้วยพื้นที่ภายในของท่อร้อยสาย จากนั้นคูณด้วย 100 ผลลัพธ์นี้ต้องไม่เกินเปอร์เซ็นต์การเติมสูงสุดที่ระบุไว้ในตาราง NEC Table 1 สำหรับจำนวนตัวนำที่ติดตั้ง
| ตัวแปร | คำอธิบาย | แหล่งข้อมูล |
|---|---|---|
| พื้นที่สายไฟรวม | ผลรวมของพื้นที่หน้าตัดของตัวนำทั้งหมดรวมฉนวน | ตาราง NEC Table 5 (บทที่ 9) |
| พื้นที่ท่อร้อยสาย | พื้นที่หน้าตัดภายในของท่อร้อยสาย | ตาราง NEC Table 4 (บทที่ 9) |
| % การเติม | เปอร์เซ็นต์ของท่อร้อยสายที่ถูกครอบครองโดยตัวนำ | ผลลัพธ์ที่คำนวณได้ |
| % การเติมสูงสุด | การเติมสูงสุดที่อนุญาตตามจำนวนตัวนำ | ตาราง NEC Table 1 (บทที่ 9) |
ทำความเข้าใจประเภทท่อร้อยสาย
ท่อร้อยสายประเภทต่างๆ มีความหนาของผนังที่แตกต่างกัน ส่งผลต่อพื้นที่ภายในและความสามารถในการบรรจุตัวนำ การเลือกขึ้นอยู่กับสภาพแวดล้อมในการติดตั้ง ข้อกำหนดการป้องกันทางกล และข้อกำหนดของกฎหมายท้องถิ่น
ท่อเหล็กผนังบางสำหรับการใช้งานภายในอาคาร เป็นตัวเลือกที่ได้รับความนิยมมากที่สุดสำหรับการติดตั้งเชิงพาณิชย์และที่อยู่อาศัยเนื่องจากโครงสร้างน้ำหนักเบาและติดตั้งง่าย
ท่อเหล็กผนังความหนาปานกลางให้การป้องกันทางกลที่มากกว่า EMT เหมาะสำหรับการติดตั้งทั้งภายในและภายนอกอาคารพร้อมความแข็งแรงทางกายภาพที่เพิ่มขึ้น
ท่อเหล็กผนังหนาให้การป้องกันทางกายภาพสูงสุด จำเป็นต้องใช้ในสถานที่อันตรายและพื้นที่ที่อาจเกิดความเสียหายทางกายภาพอย่างรุนแรง
ท่อไม่ใช่โลหะสำหรับใต้ดินและสภาพแวดล้อมที่มีการกัดกร่อน ความหนาของผนังมาตรฐานเหมาะสำหรับการฝังใต้ดินโดยตรงและการฝังในคอนกรีตส่วนใหญ่
ท่อ PVC ผนังหนาที่มีความแข็งแรงทางกลเพิ่มขึ้น ใช้ในกรณีที่ต้องการการป้องกันทางกายภาพเพิ่มเติมหรือสำหรับการติดตั้งกลางแจ้งเหนือพื้นดิน
การเปรียบเทียบพื้นที่ภายในท่อร้อยสาย (ตร.นิ้ว)
| ขนาดมาตรฐาน | 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 |
แหล่งข้อมูล: ตาราง NEC Table 4 บทที่ 9 - ขนาดและเปอร์เซ็นต์พื้นที่ของท่อร้อยสายและท่อ
ฉนวนส่งผลต่อการคำนวณการเติมอย่างไร
ประเภทฉนวนหุ้มสายไฟมีผลกระทบอย่างมากต่อการเติมท่อร้อยสายเนื่องจากพื้นที่ตัวนำทั้งหมดรวมทั้งตัวนำโลหะและเสื้อหุ้มฉนวน วัสดุฉนวนและความหนาที่แตกต่างกันส่งผลให้เส้นผ่านศูนย์กลางโดยรวมแตกต่างกันสำหรับขนาดตัวนำเดียวกัน
THHN/THWN-2
สายไฟก่อสร้างอเนกประสงค์ที่ใช้กันทั่วไปที่สุด ฉนวนเทอร์โมพลาสติกพร้อมเสื้อหุ้มไนลอนให้ความต้านทานความชื้นและความร้อนที่ยอดเยี่ยมสำหรับสถานที่แห้งและเปียก
การรับรองอุณหภูมิ: 90°C แห้ง, 75°C เปียก
เหมาะสำหรับ: การเดินสายทั่วไปในที่อยู่อาศัยและเชิงพาณิชย์ การติดตั้งท่อร้อยสาย
ฉนวน: เสื้อหุ้มไนลอนบางช่วยลดเส้นผ่านศูนย์กลางโดยรวม เพิ่มความจุของท่อร้อยสาย
THWN
ฉนวนเทอร์โมพลาสติกทนความชื้นและความร้อน คล้ายกับ THHN แต่ได้รับการรับรองโดยเฉพาะสำหรับสถานที่เปียกด้วยองค์ประกอบฉนวนที่แตกต่างกันเล็กน้อย
การรับรองอุณหภูมิ: 75°C สถานที่เปียก
เหมาะสำหรับ: สถานที่เปียก การติดตั้งกลางแจ้ง พื้นที่ที่มีความชื้นสูง
ฉนวน: เส้นผ่านศูนย์กลางเทียบเท่า THHN สำหรับขนาดสายไฟส่วนใหญ่
XHHW
ฉนวนโพลีเอทิลีนเชื่อมขวางให้ความต้านทานความร้อนที่เหนือกว่า เหมาะสำหรับการใช้งานที่อุณหภูมิสูงและวงจรฟีดเดอร์ที่รับโหลดหนัก
การรับรองอุณหภูมิ: 90°C แห้ง, 75°C เปียก
เหมาะสำหรับ: ทางเข้าบริการ ฟีดเดอร์ สภาพแวดล้อมอุณหภูมิสูง
ฉนวน: ฉนวนหนาขึ้นเพิ่มเส้นผ่านศูนย์กลางโดยรวม ลดความจุของท่อร้อยสาย
พื้นที่ตัวนำรวมฉนวน (ตร.นิ้ว)
| ขนาด 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 |
แหล่งข้อมูล: ตาราง NEC Table 5 บทที่ 9 - ขนาดของตัวนำหุ้มฉนวนและสายไฟติดตั้ง
สถานการณ์การเติมท่อร้อยสายในโลกแห่งความเป็นจริง
ตัวอย่างที่ 1: วงจรแยกสาขาในที่อยู่อาศัย
สถานการณ์: ตัวนำ THHN 12 AWG สามเส้นในท่อ EMT 1/2" (วงจร 15A หรือ 20A ทั่วไป)
พื้นที่สายไฟ (แต่ละเส้น)
0.0133 in²
พื้นที่หน้าตัดสายไฟรวม
0.0399 in²
พื้นที่หน้าตัดท่อร้อยสาย
0.304 in²
เปอร์เซ็นต์การเติม
13.1%
ผลลัพธ์: เป็นไปตามมาตรฐาน - อยู่ภายในขอบเขต 40% สำหรับตัวนำสามเส้นหรือมากกว่า นี่คือการติดตั้งมาตรฐานในที่อยู่อาศัย
ตัวอย่างที่ 2: การติดตั้งหลายวงจร
สถานการณ์: ตัวนำ THHN 12 AWG สิบสองเส้นในท่อ EMT 3/4" (สี่วงจร 3 สายร่วมท่อเดียวกัน)
พื้นที่สายไฟ (แต่ละเส้น)
0.0133 in²
พื้นที่หน้าตัดสายไฟรวม
0.1596 in²
พื้นที่หน้าตัดท่อร้อยสาย
0.533 in²
เปอร์เซ็นต์การเติม
29.9%
ผลลัพธ์: เป็นไปตามมาตรฐาน - ที่การเติม 29.9% การติดตั้งนี้ตรงตามข้อกำหนด NEC พิจารณาปัจจัยการลดกำลังสำหรับตัวนำนำกระแสมากกว่าสามเส้น
ตัวอย่างที่ 3: การติดตั้งเกินขนาด (ไม่เป็นไปตามมาตรฐาน)
สถานการณ์: ตัวนำ THHN 10 AWG สิบหกเส้นในท่อ EMT 3/4" (พยายามเดินวงจรมากเกินไป)
พื้นที่สายไฟ (แต่ละเส้น)
0.0211 in²
พื้นที่หน้าตัดสายไฟรวม
0.3376 in²
พื้นที่หน้าตัดท่อร้อยสาย
0.533 in²
เปอร์เซ็นต์การเติม
63.3%
ผลลัพธ์: ไม่เป็นไปตามมาตรฐาน - เกินขอบเขต 40% ที่ 63.3% อัพเกรดเป็นท่อ EMT 1" หรือลดจำนวนตัวนำเพื่อให้ตรงตามข้อกำหนด
หลีกเลี่ยงข้อผิดพลาดการเติมท่อร้อยสายเหล่านี้
เพิกเฉยต่อสายดิน
ตัวนำสายดินของอุปกรณ์ต้องรวมอยู่ในการคำนวณการเติม ผู้ติดตั้งหลายคนมักจะไม่นับสายดิน ส่งผลให้ละเมิดมาตรฐานและการตรวจสอบล้มเหลว
ใช้พื้นที่ประเภทฉนวนผิด
THHN, THWN และ XHHW มีพื้นที่หน้าตัดที่แตกต่างกัน ใช้ค่าตาราง NEC Table 5 ที่ตรงกับประเภทฉนวนจริงของคุณเสมอ ไม่ใช่ขนาดตัวนำเปล่า
นับตัวนำนำกระแสผิด
ตัวนำนิวทรัลที่นำกระแสไม่สมดุลและสายเดินทางในวงจรสวิตช์ 3 ทางนับรวมในการเติม เข้าใจว่าตัวนำใดเป็นตัวนำนำกระแสสำหรับการติดตั้งเฉพาะของคุณ
สมมติว่าท่อร้อยสายทั้งหมดเหมือนกัน
EMT, IMC, RMC และ PVC มีเส้นผ่านศูนย์กลางภายในที่แตกต่างกันสำหรับขนาดมาตรฐานเดียวกัน ใช้ค่าตาราง NEC Table 4 ที่ถูกต้องสำหรับประเภทท่อร้อยสายเฉพาะของคุณเสมอ
ลืมเรื่องการลดกำลัง
แม้จะแยกจากการคำนวณการเติม โปรดจำไว้ว่าตัวนำนำกระแสมากกว่าสามเส้นในท่อร้อยสายต้องมีการลดกำลังตาม NEC 310.15(C)(1) การเติมของคุณอาจเป็นไปตามมาตรฐาน แต่วงจรของคุณอาจยังคงมีขนาดใหญ่เกินไป
มาตรา NEC ที่เกี่ยวข้องกับการเติมท่อร้อยสาย
มาตรฐานไฟฟ้าแห่งชาติให้ตารางและข้อกำหนดที่ครอบคลุมสำหรับการคำนวณการเติมท่อร้อยสาย มาตราเหล่านี้ทำงานร่วมกันเพื่อให้มั่นใจในการติดตั้งที่ปลอดภัยและเป็นไปตามมาตรฐาน
| มาตรา NEC | หัวข้อ | ความเกี่ยวข้อง |
|---|---|---|
| ตารางที่ 1 (บทที่ 9) | เปอร์เซ็นต์ของหน้าตัดของท่อร้อยสายและท่อสำหรับตัวนำ | กำหนดเปอร์เซ็นต์การเติมสูงสุด: 53% (1 ตัวนำ), 31% (2 ตัวนำ), 40% (3+ ตัวนำ) |
| ตารางที่ 4 (บทที่ 9) | ขนาดและเปอร์เซ็นต์พื้นที่ของท่อร้อยสายและท่อ | ให้พื้นที่หน้าตัดภายในสำหรับท่อร้อยสายทุกประเภทและขนาด |
| ตารางที่ 5 (บทที่ 9) | ขนาดของตัวนำหุ้มฉนวนและสายไฟติดตั้ง | แสดงรายการพื้นที่หน้าตัดของตัวนำที่มีฉนวนประเภทต่างๆ |
| มาตรา 344 | ท่อเหล็กหนา: ประเภท RMC | ข้อกำหนดการติดตั้งและข้อกำหนดสำหรับท่อเหล็กหนา |
| มาตรา 358 | ท่อเหล็กบาง: ประเภท EMT | ข้อกำหนดการติดตั้งและข้อกำหนดสำหรับท่อ EMT |
| มาตรา 352 | ท่อ PVC แข็ง: ประเภท PVC | ข้อกำหนดการติดตั้งและข้อกำหนดสำหรับท่อ PVC |