پهنای سیم، اندازه و انواع کابل: مرجع NEC و راهنمای عملی

حداقل ظرفیت مدار چیست؟

حداقل قدرت مدار (MCA) حداقل ظرفیت حمل جریان است که سیم‌کشی مدار باید داشته باشد تا به طور ایمن یک قطعه خاص از تجهیزات را تغذیه کند. این یک مقدار محاسبه‌شده است - نه آمپر جریان تجهیزات - که نیازهای بار مداوم، ویژگی‌های هجوم موتور، و حاشیه‌های ایمنی اجباری شده را در نظر می‌گیرد. در ایالات متحده، ماده 440 قانون ملی برق (NEC) محاسبات MCA را برای تجهیزات موتور محرکه مانند واحدهای HVAC، کمپرسورها و سیستم های تبرید کنترل می کند.

فرمول استاندارد NEC برای MCA در تجهیزات موتور کمپرسور: MCA = 1.25 × (بزرگترین موتور FLA) مجموع تمام بارهای دیگر روی مدار . به عنوان مثال، یک دستگاه تهویه مطبوع با کشش کمپرسور 14A و یک موتور فن با طراحی 3A دارای MCA برابر با (1.25×14) 3 = خواهد بود. 20.5A . اندازه هادی های منبع تغذیه باید حداقل 20.5 آمپر باشد - یعنی حداقل مس 12 AWG در شرایط استاندارد NEC جدول 310.12، اگرچه اکثر نصاب ها 10 AWG را انتخاب می کنند تا حداکثر مورد نیاز حفاظت از اضافه جریان را در همان پلاک نیز برآورده کنند.

MCA متمایز از حداکثر حفاظت جریان اضافه (MOCP) است که سقف اندازه شکن یا فیوز را تعیین می کند. سیم باید به اندازه MCA باشد. دستگاه اضافه جریان باید بین MCA و MOCP اندازه شود. هر دو مقدار توسط NEC 440.4 (B) مورد نیاز است تا روی پلاک تجهیزات علامت گذاری شوند. استفاده از سیم کوچکتر از MCA - حتی اگر توسط یک شکن با اندازه مناسب محافظت شود - نقض کد و خطر آتش سوزی است. زیرا هادی نمی تواند بار مداوم مورد نیاز تجهیزات را با خیال راحت حمل کند.

توان سیم توسط گیج: مس و آلومینیوم

شدت جریان - حداکثر جریان پیوسته ای که یک هادی می تواند بدون تجاوز از درجه حرارت عایق خود حمل کند - توسط گیج سیم (AWG یا kcmil)، مواد هادی (مس یا آلومینیوم)، درجه حرارت عایق و روش نصب تعیین می شود. مقادیر زیر بر اساس جدول NEC 310.12 برای هادی ها در مجرا یا کابل در درجه بندی عایق 60 درجه سانتی گراد و 75 درجه سانتی گراد در محیط 30 درجه سانتی گراد است که رایج ترین شرایط نصب در دنیای واقعی است. هنگامی که چند هادی حامل جریان یک مجرای مشترک دارند (در 4 یا بیشتر رسانا اعمال می شود)، هنگامی که دمای محیط از 30 درجه سانتیگراد فراتر می رود، یا هنگامی که هادی ها در هوای آزاد بسته می شوند، توان کاهش می یابد.

10 آمپر سیم گیج حداکثر

سیم مسی 10 AWG دارای قدرت نامی 30 آمپر در 60 درجه سانتیگراد و 35 آمپر در دمای 75 درجه سانتیگراد است. در جدول NEC 310.12. در سیم کشی های مسکونی - جایی که اکثر دستگاه ها و پایانه ها برای 60 درجه سانتی گراد رتبه بندی می شوند - حد عملی 30 آمپر است، به همین دلیل است که 10 AWG با قطع کننده های 30 آمپر برای مدارهای خشک کن برقی، تهویه مطبوع پنجره های بزرگ، و مدارهای شاخه شارژر EV جفت می شود. مقدار ستون 75 درجه سانتی‌گراد فقط زمانی اعمال می‌شود که تمام پایانه‌ها، دستگاه‌ها و تجهیزات موجود در مدار برای 75 درجه سانتی‌گراد درجه‌بندی شده باشند، که در بسیاری از کاربردهای تجاری و صنعتی با استفاده از بریکرها و پانل‌های درجه سانتی‌گراد 75 درجه سانتی‌گراد وجود دارد.

حداکثر آمپر برای سیم 8 گیج

سیم مسی 8 AWG 40A را در 60 درجه سانتیگراد و 50 آمپر را در 75 درجه سانتیگراد حمل می کند. مقدار 60 درجه سانتیگراد بر تاسیسات مسکونی حاکم است. بنابراین 8 AWG حداقل برای یک مدار 40A است و برای مدارهای لوازم خانگی بزرگ و برخی از پانل های فرعی استفاده می شود. در درجه بندی 75 درجه سانتی گراد، 8 AWG می تواند بارهای 50 آمپر را در سیم کشی تجاری که در آن پایانه های 75 درجه سانتی گراد در سراسر مدار تأیید می شود، پشتیبانی کند. توجه داشته باشید که سیم آلومینیومی 8 AWG 40A را در دمای 75 درجه سانتیگراد حمل می کند - یک اندازه گیج عملی کوچکتر از مس برای همان وسعت، به همین دلیل است که آلومینیوم با وجود هزینه کمتر برای هر فوت، کمتر در این گیج در سیم کشی مدار شاخه استفاده می شود.

ظرفیت 4 AWG مس

مس 4 AWG در دمای 70 آمپر (60 درجه سانتیگراد) و 85 آمپر (75 درجه سانتیگراد) رتبه بندی شده است. معمولاً برای مدارهای فیدر 70 و 80 آمپر، تغذیه‌های پنل فرعی در اضافات مسکونی و مدارهای انشعاب برای تجهیزات آشپزخانه تجاری بزرگ مشخص می‌شود. در دمای 75 درجه سانتیگراد، مس 4 AWG از نظر فنی می تواند بار 85 آمپر را پشتیبانی کند، اگرچه هماهنگی شکن معمولاً در 80 آمپر به عنوان اندازه استاندارد بعدی زیر 85 آمپر قرار می گیرد.

اندازه سیم برای برنامه های کاربردی سرویس و تغذیه معمولی

سیم قطع کننده 50 آمپر چه اندازه ای است؟

یک مدار 50A نیاز دارد مس 6 AWG یا آلومینیوم 4 AWG حداقل NEC ایجاب می کند که هادی های مدار انشعاب در مدارهای غیر موتوری و غیر HVAC کمتر از درجه جریان اضافه جریان نداشته باشند - بنابراین قطع کننده 50 آمپر به معنای سیم دارای 50 آمپر است. در دمای 75 درجه سانتیگراد، مس 8 AWG به 50 آمپر می‌رسد، اما از آنجایی که بیشتر پایانه‌های مخزن و پانل‌های مسکونی 60 درجه سانتی‌گراد هستند، ستون 60 درجه سانتی‌گراد حاکم است و محدودیت 40 آمپر 8 AWG کافی نیست. از مس 6 AWG با قطع کننده 50 آمپر برای مدارهای استاندارد 240 ولتی مسکونی مانند شارژرهای سطح 2 EV، جکوزی ها و محدوده ها استفاده کنید.

اندازه سیم برای سرویس 100 آمپر

برای ورودی خدمات مسکونی 100A یا فیدر، 2 AWG مس یا 1/0 AWG آلومینیوم انتخاب استاندارد است. در دمای 75 درجه سانتیگراد، مس 2 AWG 115A را حمل می کند - حاشیه کافی بالای 100A برای سرویس. هادی های ورودی سرویس مجاز به استفاده از ستون 75 درجه سانتیگراد به ازای NEC 230.42 هستند زیرا اتصالات سمت تاسیسات و پایه کنتور بر این اساس رتبه بندی می شوند. گزینه مس فشرده تر اما گران تر است. آلومینیوم انتخابی مقرون به صرفه برای سرویس های طولانی تر است و ماده غالب برای کابل ورودی خدمات مسکونی در آمریکای شمالی است.

سیم آلومینیومی 1/0 برای سرویس 100 آمپر

آلومینیوم 1/0 AWG در دمای 75 درجه سانتیگراد 120 آمپر است ، آن را به اندازه هادی استاندارد برای ورودی سرویس های مسکونی 100A و کاربردهای فیدر در هنگام استفاده از آلومینیوم تبدیل می کند. در کابل ورودی سرویس (نوع SEU یا SER) و در مجرای کانال از پایه متر تا پانل اصلی مشخص شده است. استفاده از آلومینیوم 1/0 برای سرویس 100 آمپر در پایانه های 75 درجه سانتیگراد کاملاً با NEC مطابقت دارد که در قطع کننده های اصلی و پایه های کنتور برق استاندارد است. اتصالات آلومینیومی در این اندازه به ترکیب آنتی اکسیدانی در تمام پایانه ها و بند یا کانکتورهای دارای رتبه آلومینیومی نیاز دارند - عدم استفاده از سخت افزار دارای رتبه آلومینیومی یکی از دلایل اصلی گرم شدن بیش از حد در انتهای هادی آلومینیومی است.

ظرفیت 1/0 مس

مس 1/0 AWG در دمای 60 درجه سانتیگراد 125 آمپر و در دمای 75 درجه سانتیگراد 150 آمپر را حمل می کند. برای فیدرهای سرویس 125 و 150 آمپر، تغذیه‌های زیرپانل و مدارهای شاخه تجاری بزرگ استفاده می‌شود. گام با ظرفیت قابل توجه بین 1/0 و 3/0 مس (150A در مقابل 200A در دمای 75 درجه سانتیگراد) این دو اندازه را به ترتیب انتخاب استاندارد برای کاربردهای خدمات 150A و 200A می کند.

ظرفیت سیم مسی 3/0

مس 3/0 AWG در دمای 165 آمپر (60 درجه سانتیگراد) و 200 آمپر (75 درجه سانتیگراد) درجه بندی شده است. ، آن را به هادی استاندارد برای ورودی خدمات مسکونی 200A و کاربردهای فیدر اصلی تبدیل می کند. یک پانل اصلی 200A که با مجرای 3/0 مس از پایه متر تغذیه می شود، رایج ترین پیکربندی برای ساخت و سازهای مسکونی جدید در ایالات متحده است. برای سرویس آلومینیوم 200A، معمولاً 350 کیلو سانتی‌متر مورد نیاز است - از نظر فیزیکی بسیار بزرگ‌تر از مس 3/0، که نشان می‌دهد چرا مس در جایی که پر کردن مجرا یا فضای مسیریابی فیزیکی محدود است ترجیح داده می‌شود.

8/4 بذر Cord Ampacity

SOOW یک نوع کابل برق قابل حمل است - نام آن به صورت زیر تقسیم می شود: S (درجه سرویس، 600 ولت)، O (جلف بیرونی مقاوم در برابر روغن)، O (عایق مقاوم در برابر روغن)، W (مقاوم در برابر آب و هوا و آب). این یک سیم قابل حمل انعطاف پذیر و چند هادی است که برای برق موقت، اتصالات تجهیزات صنعتی، ژنراتورها و توزیع برق مرحله/رویداد استفاده می شود. 8/4 SOOW یعنی چهار هادی، هر کدام 8 AWG.

ظرفیت کابل های انعطاف پذیر توسط جدول NEC 400.5 (A) تنظیم می شود که جدا از جداول ampacity سیم کشی ثابت است. 8 هادی AWG در یک سیم منعطف دارای 40 آمپر در هر هادی هستند در جدول NEC 400.5(A)(1) برای سیم هایی با 4 یا کمتر هادی حامل جریان. در یک سیم 8/4 SOOW که برای برق سه فاز استفاده می شود (سه هادی داغ به اضافه یک زمین)، سه هادی جریان را حمل می کنند - در محدوده 4 هادی - بنابراین درجه بندی 40A بدون کاهش اعمال می شود. سیم معمولاً با اتصالات قفل پیچشی (NEMA L14-30 یا L15-50 برای ژنراتورها و کاربردهای معمولی) خاتمه می یابد و برای سرویس 40 آمپر در 600 ولت رتبه بندی می شود.

سیم SOOW نباید به عنوان جایگزینی برای سیم کشی ثابت ساختمان استفاده شود. این برای استفاده قابل حمل و موقت رتبه بندی شده است و NEC ماده 400 استفاده از آن را به عنوان یک روش سیم کشی دائمی ممنوع کرده است. همچنین برای دفن مستقیم یا نصب در داخل دیوارها رتبه بندی نمی شود.

کابل طراحی شده برای دفن مستقیم

کابل دفن مستقیم به طور خاص طراحی شده است تا در زیر زمین بدون کانال و در تماس مستقیم با خاک نصب شود. این نیاز به یک پوشش و سیستم عایق دارد که در برابر نفوذ رطوبت، مواد شیمیایی خاک، فشار زمین و چرخه دما بدون کاهش در طول عمر کاری 25 تا 40 سال مقاومت کند. انواع استاندارد کابل های داخلی - NM-B (Romex)، THHN، یا SOOW cord - برای دفن مستقیم درجه بندی نشده اند و در هنگام دفن به سرعت از بین می روند.

انواع کابل دفن مستقیم اولیه که توسط NEC شناخته شده است عبارتند از:

• UF-B (فیدر زیرزمینی و کابل مدار شاخه): استاندارد دفن مستقیم مسکونی هادی ها به صورت جداگانه عایق بندی شده و در یک ژاکت جامد PVC محصور می شوند که فواصل بین هادی ها را پر می کند و مقاومت در برابر رطوبت را در سراسر مقطع کابل ایجاد می کند. UF-B برای 60 درجه سانتیگراد در شرایط مرطوب درجه بندی شده است و به حداقل عمق دفن 24 اینچ برای دفن مستقیم یا 12 اینچ در صورت محافظت با GFCI مطابق جدول NEC 300.5 نیاز دارد.
• USE-2 (ورودی خدمات زیرزمینی): برای برنامه های دفن مستقیم و ورودی خدمات رتبه بندی شده است. هادی‌های USE-2 در برابر نور خورشید مقاوم هستند و درجه حرارت 90 درجه سانتی‌گراد در شرایط مرطوب یا خشک دارند که آنها را برای سیم‌کشی سیستم فتوولتائیک و سرویس‌های جانبی از ترانسفورماتور برق تا پایه کنتور مناسب می‌سازد.
• THWN-2 / XHHW-2 در مجرا: برای فیدرهای زیرزمینی با ظرفیت بالاتر، هادی‌های مجزا با رتبه‌بندی مکان مرطوب از کانال PVC Schedule 40 یا Schedule 80 کشیده می‌شوند - مجرا به عنوان حفاظت مکانیکی عمل می‌کند، و حداقل عمق دفن کانال در ترانچ کم‌تر است (18 اینچ برای لوله PVC قابل دفن مستقیم در هر Table C5 NEC).
• کابل سینی دارای امتیاز دفن مستقیم (TC-ER): در کاربردهای صنعتی و کاربردی برای قدرت چند رسانا و مدارهای کنترلی که بدون مجرا در مقیاس های بزرگتر مدفون شده اند استفاده می شود.

صرف نظر از نوع کابل، نصب دفن مستقیم باید شامل یک نوار اخطار در 12 اینچ بالای کابل باشد تا به بیل‌های مکانیکی آینده هشدار دهد، و همه اتصالات باید در جعبه‌های اتصال قابل دسترس یا با کیت‌های اتصال ژله‌ای و ضدآب که برای دفن مستقیم درجه بندی شده‌اند ساخته شوند - مهره‌های سیم استاندارد و نوار الکتریکی در زیر زمین ضد رطوبت نیستند.

کابل رایزر در مقابل پلنوم: تفاوت چیست؟

رایزر و پلنوم رتبه‌بندی‌های مقاومت در برابر آتش برای ارتباطات و کابل ولتاژ پایین - نه کابل برق - هستند که بر اساس نحوه عملکرد آنها در آتش‌سوزی ساختمان، محل نصب کابل‌های خاص را تعیین می‌کنند. این رتبه‌بندی‌ها به این دلیل وجود دارد که پوشش کابل و ترکیبات عایق هنگام سوختن، می‌توانند گازهای سمی آزاد کنند و شعله‌ها را از طریق مسیرهای هوای ساختمان پخش کنند. NEC (ماده 800 برای ارتباطات، مواد 770 و 820 برای فیبر و کواکسیال) و کدهای ساختمانی، درجه بندی کابل های خاصی را برای مکان های خاص الزامی می کند.

کابل پلنوم (CMP)

پلنوم هر فضایی است که برای گردش هوا در سیستم تهویه مطبوع ساختمان استفاده می‌شود - از جمله فضای هوایی بالای سقف‌های قطره‌ای (زمانی که به عنوان پلنوم هوای برگشتی استفاده می‌شود) و طبقات دسترسی مرتفعی که برای توزیع هوای مطبوع استفاده می‌شوند. کابل دارای رتبه Plenum (با علامت CMP برای Plenum چند منظوره ارتباطات) باید دقیق‌ترین استانداردهای مقاومت در برابر آتش و تولید دود را رعایت کند: UL 910 (تست تونل استاینر)، که هم گسترش شعله و هم چگالی دود را اندازه‌گیری می‌کند. روکش های کابل Plenum معمولا از ترکیبات کم دود و مقاوم در برابر شعله مانند اتیلن پروپیلن فلوئوردار (FEP) یا PVC با فرمول خاص ساخته می شوند. کابل پلنوم در هر کابلی که از فضاهای هوای پلنوم عبور می کند طبق کد مورد نیاز است. این گران‌ترین ردیف رتبه‌بندی کابل است.

کابل رایزر (CMR)

کابل رایزر (CMR) با استاندارد UL 1666 (آزمایش شعله بالابر) آزمایش شده است، که توانایی کابل را برای مقاومت در برابر انتشار شعله به صورت عمودی بین طبقات ارزیابی می کند - نگرانی مهم در یک شفت، راه پله یا مجرای عبوری که از مجموعه های کف می گذرد. کابل رایزر باید خود خاموش شود و شعله را از یک طبقه به طبقه دیگر منتقل نکند، اما نیازی به برآورده کردن الزامات تراکم دود کم کابل پلنوم ندارد. کابل رایزر از ژاکت های PVC استاندارد یا مشابه استفاده می کند و هزینه کمتری نسبت به پلنوم دارد. برای مسیرهای عمودی در کانال یا سینی کابل که از طبقات عبور می کنند اما وارد فضاهای هوای پلنوم نمی شوند مناسب است.

سلسله مراتب جایگزینی

قوانین جایگزینی رتبه کابل NEC از یک سلسله مراتب دقیق پیروی می کند: Plenum (CMP) می تواند جایگزین کابل رایزر (CMR)، عمومی (CM) یا استفاده محدود (CMX) در هر مکانی شود. . رایزر می تواند جایگزین کابل برای مصارف عمومی یا استفاده محدود شود. کابل منظور عمومی را نمی توان در فضاهای رایزر یا پلنوم استفاده کرد. این بدان معناست که یک نصاب همیشه می تواند از یک کابل با رتبه بالاتر به جای کابل با رتبه پایین تر استفاده کند، اما هرگز برعکس. مفهوم عملی: ساختمانی که به طور کامل با کابل دارای رتبه بندی پلنوم کابلی شده است، در همه جا کاملاً مطابق با قوانین است، اما با هزینه مواد به طور قابل توجهی بالاتر از استفاده از رایزر در شفت ها و پلنوم فقط در فضاهای حمل و نقل هوا.