Trådstyrke, dimensionering og kabeltyper: NEC reference og praktisk vejledning

Hvad er minimum kredsløbsampacitet?

Minimum kredsløbsampacity (MCA) er den mindste strømbærende kapacitet et kredsløbs ledninger skal have for sikkert at forsyne et bestemt stykke udstyr. Det er en beregnet værdi - ikke udstyrets løbende strømstyrke - der tager højde for kontinuerlige belastningskrav, motorstartkarakteristika og kodepligtige sikkerhedsmargener. I USA regulerer National Electrical Code (NEC) Artikel 440 MCA-beregninger for motordrevet udstyr såsom HVAC-enheder, kompressorer og kølesystemer.

Standard NEC-formlen for MCA på motorkompressorudstyr er: MCA = 1,25 × (største motor FLA) summen af alle andre belastninger på kredsløbet . For eksempel vil et klimaanlæg med en kompressortegning 14A og en ventilatormotortegning 3A have en MCA på (1,25 × 14) 3 = 20,5A . Forsyningslederne skal være dimensioneret til at bære mindst 20,5A - hvilket betyder 12 AWG kobber minimum under standard NEC Tabel 310.12 betingelser, selvom de fleste installatører ville vælge 10 AWG for også at opfylde kravene til maksimal overstrømsbeskyttelse på samme typeskilt.

MCA adskiller sig fra den maksimale overstrømsbeskyttelse (MOCP), som sætter loftet for afbryder- eller sikringsstørrelsen. Ledningen skal være dimensioneret til MCA; overstrømsenheden skal være dimensioneret mellem MCA'en og MOCP'en. Begge værdier kræves i henhold til NEC 440.4(B) for at blive markeret på udstyrets typeskilt. Brug af ledning, der er mindre end MCA - selv om den er beskyttet af en korrekt størrelse afbryder - er en overtrædelse af koden og en brandfare fordi lederen ikke sikkert kan bære den kontinuerlige belastning, udstyret kræver.

Trådampacitet efter måler: kobber og aluminium

Ampacity - den maksimale kontinuerlige strøm, en leder kan bære uden at overskride dens isolationstemperaturklassificering - bestemmes af trådmåler (AWG eller kcmil), ledermateriale (kobber eller aluminium), isolationstemperaturklassificering og installationsmetode. Værdierne nedenfor er baseret på NEC-tabel 310.12 for ledere i rør eller kabler ved 60°C og 75°C isolationsklassificeringer i en 30°C omgivelse, som er de mest almindelige installationsbetingelser i den virkelige verden. Ampacitet reduceres, når flere strømførende ledere deler en ledning (derating gælder ved 4 eller flere ledere), når den omgivende temperatur overstiger 30°C, eller når ledere er bundtet i fri luft.

10 Gauge Wire Max Amps

10 AWG kobbertråd har en nominel ampacitet på 30A ved 60°C og 35A ved 75°C pr. NEC Tabel 310.12. I boligledninger - hvor de fleste enheder og afslutninger er klassificeret til 60°C - er den praktiske grænse 30A, hvilket er grunden til, at 10 AWG er parret med 30A afbrydere til elektriske tørrekredsløb, klimaanlæg til store vinduer og el-opladerforgreningskredsløb. 75°C kolonneværdien gælder kun, når alle afslutninger, enheder og udstyr på kredsløbet er klassificeret til 75°C, hvilket er tilfældet i mange kommercielle og industrielle applikationer med 75°C-klassificerede afbrydere og paneler.

Max Amps for 8 Gauge Wire

8 AWG kobbertråd bærer 40A ved 60°C og 50A ved 75°C. 60°C-værdien regulerer boliginstallationer; 8 AWG er derfor minimum for et 40A-kredsløb og bruges til store apparatkredsløb og nogle underpaneler. Ved 75°C-klassificeringen kan 8 AWG understøtte 50A-belastninger i kommercielle ledninger, hvor 75°C-afslutninger bekræftes i hele kredsløbet. Bemærk, at 8 AWG aluminiumtråd bærer 40A ved 75°C - en praktisk målerstørrelse mindre end kobber for den samme ampacitet, hvilket er grunden til, at aluminium er mindre almindeligt brugt på denne måler i forgreningskredsløb på trods af dens lavere pris pr. fod.

Ampasitet på 4 AWG kobber

4 AWG kobber er klassificeret til 70A (60°C) og 85A (75°C). Det er almindeligvis specificeret for 70A og 80A feeder kredsløb, underpanel feeds i boligtilbygninger og grenkredse til store kommercielle køkkenudstyr. Ved 75°C kan 4 AWG kobber teknisk understøtte en 85A belastning, selvom afbryderkoordination typisk lander ved 80A som den næste standardstørrelse under 85A.

Trådstørrelse til Common Service og Feeder-applikationer

Hvilken størrelse ledning til en 50 Amp afbryder?

Et 50A kredsløb kræver 6 AWG kobber eller 4 AWG aluminium som minimum. NEC kræver, at grenkredsløbsledere er dimensioneret til ikke mindre end overstrømsenhedens klassificering for ikke-motoriske, ikke-HVAC-kredsløb - så 50A afbryder betyder 50A-klassificeret ledning. Ved 75°C når 8 AWG kobber 50A, men fordi de fleste boligbeholdere og panelafslutninger er klassificeret til 60°C, styrer 60°C-søjlen, og 8 AWG's 40A-grænse er utilstrækkelig. Brug 6 AWG kobber med en 50A-afbryder til standard 240V-kredsløb, såsom EV Level 2-opladere, boblebade og områder.

Ledningsstørrelse for 100 Amp service

For en 100A boligserviceindgang eller feeder, 2 AWG kobber eller 1/0 AWG aluminium er standardudvalget. Ved 75°C bærer 2 AWG kobber 115A — tilstrækkelig margin over 100A til tjenesten. Serviceindgangsledere har tilladelse til at bruge 75°C-søjlen i henhold til NEC 230.42, fordi forsyningsside- og meterbaseforbindelser er klassificeret i overensstemmelse hermed. Kobberindstillingen er mere kompakt, men dyrere; aluminium er det omkostningseffektive valg til længere servicekørsler og er det dominerende materiale til indgangskabel til boligservice i Nordamerika.

1/0 aluminiumsledning til 100 Amp service

1/0 AWG aluminium er klassificeret til 120A ved 75°C , hvilket gør den til standardlederstørrelsen til 100A-indgangs- og foderapplikationer til boliger, når der bruges aluminium. Det er specificeret i serviceindgangskabel (SEU- eller SER-type) og i ledningsføringer fra målerens base til hovedpanelet. Brug af 1/0 aluminium til 100A service er fuldt NEC-kompatibelt ved 75°C afslutninger, hvilket er standard ved hovedafbrydere og forsyningsmålerbaser. Aluminiumsforbindelser i denne størrelse kræver antioxidantforbindelse ved alle termineringer og aluminiumsklassificerede ører eller stik - manglende brug af aluminiumklassificeret hardware er en førende årsag til overophedning ved aluminiumsledertermineringer.

Ampasitet på 1/0 kobber

1/0 AWG kobber bærer 125A ved 60°C og 150A ved 75°C. Den bruges til 125A og 150A servicetilførsler, underpaneltilførsler og store kommercielle kredsløb. Det betydelige ampacitetstrin mellem 1/0 og 3/0 kobber (150A vs 200A ved 75°C) gør disse to størrelser til standardvalget for henholdsvis 150A og 200A serviceapplikationer.

3/0 kobbertråds ampacitet

3/0 AWG kobber er klassificeret til 165A (60°C) og 200A (75°C) , hvilket gør den til standardlederen til 200A boligindgang og hovedføderapplikationer. Et 200A hovedpanel, der tilføres 3/0 kobber i ledningen fra målerens base, er den mest almindelige konfiguration til nybyggeri i boliger i USA. Til 200A aluminiumsservice kræves typisk 350 kcmil - væsentligt større fysisk end 3/0 kobber, hvilket illustrerer, hvorfor kobber foretrækkes, hvor rørfyldning eller fysisk routingplads er begrænset.

8/4 SOOW ledningsstyrke

SOOW er en bærbar netledningstype — betegnelsen opdeles som: S (servicekvalitet, 600V), O (oliebestandig ydre kappe), O (oliebestandig isolering), W (vejr- og vandafvisende). Det er en fleksibel, multi-leder bærbar ledning, der bruges til midlertidig strøm, industrielt udstyrsforbindelser, generatorer og scene-/begivenhedsstrømfordeling. 8/4 SOOW betyder fire ledere, hver 8 AWG.

Ampasiteten af ​​fleksible ledninger er styret af NEC Tabel 400.5(A), som er adskilt fra ampacitetstabellerne med faste ledninger. 8 AWG-ledere i en fleksibel ledning er normeret til 40A pr. leder under NEC Tabel 400.5(A)(1) for ledninger med 4 eller færre strømførende ledere. I en 8/4 SOOW-ledning, der bruges til trefaset strøm (tre varme ledere plus en jord), fører tre ledere strøm - inden for 4-ledergrænsen - så 40A-klassificeringen gælder uden derating. Ledningen afsluttes typisk med twist-lock-konnektorer (NEMA L14-30 eller L15-50 til almindelige generator- og sceneapplikationer) og klassificeret til 40A service ved 600V.

SOOW-ledning bør ikke bruges som erstatning for faste bygningsledninger. Den er klassificeret til bærbar og midlertidig brug, og NEC Artikel 400 forbyder brugen af ​​den som en permanent ledningsmetode. Det er heller ikke klassificeret til direkte nedgravning eller installation inde i vægge.

Kabel designet til direkte nedgravning

Direkte nedgravningskabel er specielt konstrueret til at blive installeret under jorden uden ledning, i direkte kontakt med jord. Det kræver en kappe og isoleringssystem, der modstår fugtindtrængning, jordkemikalier, jordtryk og temperaturcyklus uden at forringes i løbet af en 25-40 års levetid. Standard indendørs kabeltyper - NM-B (Romex), THHN eller SOOW-ledning - er ikke klassificeret til direkte nedgravning og vil svigte hurtigt, når de nedgraves.

De primære direkte nedgravningskabeltyper, der anerkendes af NEC, omfatter:

• UF-B (underjordisk føder og forgreningskredsløbskabel): Bolig direkte begravelse standard. Ledere er individuelt isoleret og indkapslet i en solid PVC-kappe, der udfylder mellemrummene mellem lederne og giver fugtmodstand i hele kabeltværsnittet. UF-B er normeret til 60°C under våde forhold og kræver en minimumsgravdybde på 24 tommer for direkte nedgravning eller 12 tommer, når GFCI-beskyttet ifølge NEC Tabel 300.5.
• USE-2 (underjordisk serviceindgang): Klassificeret til direkte begravelse og serviceindgangsapplikationer. USE-2-ledere er modstandsdygtige over for sollys og klassificeret til 90°C under våde eller tørre forhold, hvilket gør dem velegnede til ledninger til fotovoltaiske systemer og service-laterale løb fra forsyningstransformatoren til målerens base.
• THWN-2 / XHHW-2 i ledning: For underjordiske feeders med højere ampacitet trækkes individuelle ledere med vådplaceringsklassificeringer gennem PVC Schedule 40 eller Schedule 80 ledning - kanalen tjener som den mekaniske beskyttelse, og kanalens nedgravningsdybde er lavere (18 tommer for PVC-rør pr. NEC-tabel 300. kabel5) end direkte nedgravningskabel.
• Kabel til direkte nedgravning (TC-ER): Anvendes i industri- og forsyningsapplikationer til flerlederstrøm- og kontrolkredsløb begravet uden ledning i større skalaer.

Uanset kabeltype bør direkte nedgravningsinstallationer omfatte et advarselstape begravet 12 tommer over kablet for at advare fremtidige gravemaskiner, og alle splejsninger skal udføres i tilgængelige samledåser eller med gelfyldte, vandtætte splejsningssæt, der er klassificeret til direkte nedgravning - standard ledningsmøtrikker og elektrisk tape er ikke fugttætte og vil svigte under jorden.

Riser vs Plenum-kabel: Hvad er forskellen?

Stigrør og plenum er brandmodstandsklassificeringer for kommunikations- og lavspændingskabel - ikke elektrisk strømkabel - der styrer, hvor specifikke kabeltyper kan installeres baseret på, hvordan de opfører sig i en bygningsbrand. Klassificeringerne eksisterer, fordi kabelkappe og isoleringsforbindelser, når de brænder, kan frigive giftige gasser og sprede flammer gennem bygningsluftveje. NEC (artikel 800 for kommunikation, artikel 770 og 820 for fiber og koaksial) og bygningsreglementet påbyder specifikke kabelklassificeringer for specifikke steder.

Plenum kabel (CMP)

Et plenum er ethvert rum, der bruges til luftcirkulation i en bygnings HVAC-system - inklusive luftrummet over faldlofter (når det bruges som returluftplenum) og hævede adgangsgulve, der bruges til luftfordeling. Plenum-klassificeret kabel (mærket CMP for Communications Multipurpose Plenum) skal opfylde de strengeste brandmodstands- og røgudviklingsstandarder: UL 910 (Steiner Tunnel test), som måler både flammespredning og røgtæthed. Plenum-kabelkapper er typisk lavet af røgfattige, flammehæmmende forbindelser såsom fluoreret ethylenpropylen (FEP) eller specielt formuleret PVC. Plenumkabel er påkrævet ved kode i ethvert kabel, der føres gennem plenumluftrum. Det er det dyreste kabelklassificeringsniveau.

Stigrør (CMR)

Riser-rated kabel (CMR) er testet i henhold til UL 1666 (Riser Flame Test), som evaluerer kablets evne til at modstå flammeudbredelse lodret mellem etager - det kritiske problem i en skakt, trappeopgang eller rørføring, der passerer gennem gulvenheder. Stigrørskabel skal selvslukke og ikke føre flammer fra en etage til en anden, men det behøver ikke at opfylde kravene til lav røgetæthed for plenumkabel. Stigrørskabel bruger standard PVC eller lignende kapper og koster mindre end plenum. Den er velegnet til lodrette forløb i lednings- eller kabelbakker, der passerer gennem gulve, men ikke kommer ind i plenumluftrum.

Substitutionshierarkiet

NEC-regler for erstatning af kabelklassificering følger et strengt hierarki: plenum (CMP) kan erstatte riser (CMR), general purpose (CM) eller begrænset brug (CMX) kabel hvor som helst . Stigerrør kan erstatte et kabel til generelle formål eller begrænset brug. Almindelige kabler kan ikke bruges i stigrør eller plenumrum. Det betyder, at en installatør altid kan bruge et kabel med højere klassifikation i stedet for et lavere klassificeret kabel, men aldrig omvendt. Den praktiske implikation: en bygning, der er kablet udelukkende med plenum-klassificeret kabel, er fuldt ud kodificeret overalt, men til væsentligt højere materialeomkostninger end at bruge stigrør i skakter og plenum kun i luftbehandlingsrum.