Na této stránce
Procento zaplnění elektroinstalační trubky je celková plocha průřezu vodičů a kabelů uvnitř trubky dělená vnitřní plochou průřezu trubky, vynásobená 100. Podle běžného rámce National Electrical Code (NEC) kapitola 9 je běžné maximální zaplnění 53 % pro jeden vodič nebo kabel, 31 % pro dva a 40 % pro více než dva. U kvalifikované elektroinstalační trubky nebo vsuvky o délce nepřesahující 24 palců lze použít limit 60 %. Vždy si ověřte vydání NEC přijaté příslušným orgánem (AHJ) a poznámky, které se vztahují k instalaci.
Samotný výpočet je jednoduchý. Většina chyb pramení z výběru nesprávné plochy: použití plochy měděného jádra vodiče namísto plochy izolovaného vodiče, použití jmenovitého obchodního rozměru trubky jako jejího vnitřního průměru nebo použití obecného průměru kabelu namísto přesného vnějšího průměru (OD) od výrobce.
Vzorec pro zaplnění trubky
Pro kruhový kabel nebo vodič s vnějším průměrem d:
A = π × d² ÷ 4Pro několik skupin vodičů nebo kabelů:
A_total = Σ(n × A_item)Procento zaplnění elektroinstalační trubky je:
Zaplnění % = A_total ÷ A_conduit × 100Kde:
| Symbol | Význam | Použijte |
|---|---|---|
d |
Konečný vnější průměr | Použijte pro kruhový kompletní kabel, pokud výrobce uvádí vnější průměr (OD) |
A_item |
Plocha jednoho vodiče nebo kabelu | Použijte příslušnou tabulku norem nebo vypočítejte z ověřeného vnějšího průměru (OD) |
n |
Množství daného vodiče nebo kabelu | Spočítejte každou položku, která fyzicky zabírá kabelový žlab |
A_total |
Součet všech obsazených ploch | Přidejte každý vodič a skupinu kabelů |
A_conduit |
Celková vnitřní plocha kabelového žlabu | Použijte hodnotu pro přesný typ kabelového žlabu a obchodní velikost |
Udržujte všechny rozměry ve stejné jednotce. Pokud je průměr v palcích, výsledná plocha je ve čtverečních palcích. Pokud je průměr v milimetrech, plocha je ve čtverečních milimetrech. Protože zaplnění je poměr, funguje kterýkoli systém jednotek, pokud je použit konzistentně.
Limity zaplnění elektroinstalačních trubek dle NEC
Tabulka 1 v kapitole 9 normy NEC stanovuje známé procentuální limity používané ve Spojených státech. Tyto limity se vztahují na vnitřní průřezovou plochu elektroinstalační trubky, nikoliv na její jmenovitý obchodní rozměr.
| Obsah nebo stav elektroinstalační trubky | Referenční hodnota maximálního zaplnění |
|---|---|
| Jeden vodič nebo kabel | 53% |
| Dva vodiče nebo kabely | 31% |
| Více než dva vodiče nebo kabely | 40% |
| Kvalifikovaná krátká spojka (nipple) nepřesahující délku 24 in | 60% |
Tyto údaje nejsou univerzálními mezinárodními pravidly. Projekty mimo rámec NEC musí využívat platné národní předpisy pro elektroinstalace, projektovou specifikaci a požadavky místních úřadů. I u projektů podle NEC zkontrolujte všechny příslušné poznámky v kapitole 9 a článek upravující zvolený systém kabelových tras.
Vícežilový kabel, optický kabel nebo ohebná šňůra se pro účely výpočtu procentuálního zaplnění obecně považují za jeden vodič. U eliptického kabelu použijte metodu plochy předepsanou normou založenou na jeho hlavním rozměru, namísto předpokladu, že jeho menší rozměr je průměrem kabelu. Sestava jednotlivých izolovaných vodičů bez celkového pláště není automaticky považována za jeden kabel; jednotlivé vodiče vypočítejte podle požadavků přijatých předpisů.
Před výpočtem zvolte správnou plochu
Následující vstupní mapa předchází třem nejčastějším výpočetním chybám.
| Instalovaná položka | Zdroj správné plochy | Nenahrazujte |
|---|---|---|
| Samostatný izolovaný instalační vodič, jako je THHN/THWN-2 | Tabulka přípustných průřezů izolovaných vodičů pro příslušné vydání normy a konstrukci vodiče | Průřez holého měděného vodiče podle označení AWG nebo mm² |
| Kulatý vícežilový, ovládací, datový, koaxiální nebo optický kabel | Vnější průměr hotového kabelu od výrobce, přepočtený na plochu průřezu | Průřez vodiče, obecný katalogový průměr nebo velikost konektoru |
| Eliptický nebo plochý kabel | Metoda vyžadovaná příslušnou normou, běžně využívající hlavní rozměr jako efektivní kruhový průměr | Pouze vedlejší průměr |
| EMT, RMC/GRC, PVC nebo jiný elektroinstalační kanál | Uvedená vnitřní plocha pro konkrétní řadu elektroinstalačních kanálů a jmenovitý rozměr | Jmenovitý obchodní rozměr považovaný za vnitřní průměr |
Jednotlivé vodiče: Použijte uvedenou plochu izolace
Označení AWG nebo mm² popisuje velikost vodiče; nezahrnuje tloušťku instalované izolace. Dva vodiče se stejnou plochou měděného jádra mohou zabírat různé plochy v elektroinstalačním kanálu, protože se liší typy jejich izolace nebo konstrukcí. Pro výpočet dle NEC použijte příslušnou hodnotu z kapitoly 9, tabulky 5 nebo jiné tabulky požadované pro konkrétní konstrukci vodiče.
Příloha C může urychlit výpočet, pokud jsou všechny vodiče stejné velikosti a typu. Pokud jsou velikosti vodičů nebo typy izolace smíšené, použijte základní metodu plochy podle kapitoly 9 namísto výběru nesouvisející vyhledávací tabulky pro stejné velikosti.
Kompletní kabely: Rozhodující je vnější průměr (OD) od výrobce
U hotového kabelu zjistěte jmenovitý nebo maximální vnější průměr z konkrétního technického listu výrobku. Plášť, stínění, výplně, pancéřování, lože a výrobní tolerance určují prostor, který kabel zabírá. Kabel změřte, pokud to vyžaduje návod k instalaci nebo pokud se skutečný výrobek může podstatně lišit od plánované hodnoty.
Na stránkách Kalkulačka zaplnění chrániček VIOX obsahuje běžné předvolby vnějších průměrů kabelů pro předběžné plánování a umožňuje zadání vlastního vnějšího průměru. Údaje výrobce pro vybraný kabel mají vždy přednost před obecnou předvolbou.
Velikost kabelového vedení: Použijte vnitřní plochu, nikoliv označení obchodní velikosti
Jednopalcová chránička nemá vnitřní průměr 1,000 palce. Vnitřní rozměry se liší u elektroinstalačních kovových trubek (EMT), tuhých kovových chrániček (RMC/GRC), PVC Schedule 40, PVC Schedule 80 a dalších kabelových vedení. Použijte položku v tabulce pro konkrétní řadu chrániček a obchodní velikost.
Výpočet zaplnění chrániček krok za krokem
Tento postup použijte pro instalace se stejnou velikostí, smíšenou velikostí nebo pro hotové kabely:
- Identifikujte platná pravidla. Zaznamenejte jurisdikci, přijatou verzi normy, článek o elektroinstalačních trubkách a zda vedení splňuje podmínky pro zvláštní ustanovení, jako je pravidlo pro krátké trubky (nipple rule).
- Uveďte vše, co se v elektroinstalační trubce nachází. Zaznamenejte typ každého vodiče nebo kabelu, izolaci nebo konstrukci, množství a zdroj rozměrů.
- Získejte plochu každého obsazeného průřezu. Použijte příslušnou tabulku vodičů nebo vypočítejte plochu kruhového kabelu z ověřeného vnějšího průměru (OD).
- Vynásobte plochu množstvím. Proveďte toto samostatně pro každou skupinu.
- Sečtěte všechny skupiny. Výsledkem je
A_total. - Získejte vnitřní plochu kabelového žlabu. Použijte přesný typ a obchodní rozměr.
- Vypočítejte procento zaplnění. Vydělte
A_totalpodleA_conduit, poté vynásobte 100. - Aplikujte správný limit. Porovnejte s 53%, 31%, 40%, 60% nebo jiným limitem vyžadovaným platnými předpisy.
- V případě potřeby zvětšete velikost kabelového žlabu. Opakujte výpočet s použitím vnitřní plochy dalšího kandidáta. Nevyhovující výsledek nezaokrouhlujte směrem dolů.
- Dokončete samostatné technické kontroly. Potvrďte úpravu proudové zatížitelnosti, poloměr ohybu, tahové napětí, boční tlak, riziko zaseknutí kabelu, oddělení, uzemnění a podrobnosti instalace.
Řešený příklad 1: Devět samostatných vodičů stejné velikosti
Předpokládejme výpočet podle NEC pro devět vodičů 12 AWG THHN v 3/4palcové trubce EMT. Pro tento příklad jsou použity tabulkové hodnoty:
- plocha jednoho vodiče 12 AWG THHN:
0,0133 in²; - celková vnitřní plocha 3/4palcové trubky EMT:
0,533 in²; - platný limit pro více než dva vodiče:
40%.
Krok 1: Výpočet celkové plochy vodičů
A_total = 9 × 0,0133 = 0,1197 in²Krok 2: Výpočet procenta zaplnění
Zaplnění % = 0,1197 ÷ 0,533 × 100 = 22,5 %Krok 3: Porovnání s limitem
Maximální povolená plocha při 40 % je:
A_allowed = 0,533 × 0,40 = 0,2132 in²Protože 0,1197 in² je pod 0,2132 in², a 22,51 % je pod 40 %, kombinace vyhovuje výpočtu zaplnění plochy.
Tento výsledek nedokončuje dimenzování vodičů. Počet proudových vodičů může vyvolat úpravu proudové zatížitelnosti a tento počet se určuje podle jiných pravidel, než jsou pravidla pro fyzické položky započítávané do zaplnění kabelových tras.
Řešený příklad 2: Jeden vícežilový kabel s použitím skutečného vnějšího průměru
Předpokládejme jeden kruhový vícežilový kabel s výrobcem uváděným vnějším průměrem 0,750 in instalovaný v 1-1/4palcové trubce EMT. Použijte vnitřní průměr EMT 1,380 in pro tento názorný geometrický příklad.
Krok 1: Výpočet plochy kabelu
A_cable = π × 0,750² ÷ 4 = 0,4418 in²Krok 2: Výpočet plochy kabelové trasy
A_conduit = π × 1,380² ÷ 4 = 1,4957 in²Krok 3: Výpočet procentuálního zaplnění
Zaplnění % = 0,4418 ÷ 1,4957 × 100 = 29,51 %Jeden vícežilový kabel je pro účely tohoto porovnání procentuálního zaplnění považován za jeden kabel, takže referenční limit je 53 %. Při 29,51 % kombinace vyhovuje kontrole zaplnění plochy.
Před převzetím instalace potvrďte, že vnější průměr (OD) uváděný výrobcem odpovídá přesné konstrukci kabelu a že rozměry kabelové trasy odpovídají příslušné tabulce. Ověřte také minimální poloměr ohybu a limity tahu; velký kabel může vyhovět z hlediska zaplnění, ale přesto může být obtížné nebo nevhodné jej instalovat na trase s několika ohyby.
Řešený příklad 3: Smíšené vnější průměry kabelů a nejbližší vyhovující kabelová trasa
Předpokládejme, že nízkonapěťová trasa obsahuje:
- osm kabelů Cat6, každý
0,236 invnější průměr; - dva koaxiální kabely RG6, každý
0,275 invnější průměr.
Tyto vnější průměry jsou plánovacími vstupy pro tento příklad. Pro projekt použijte skutečné rozměry od vybraných výrobců.
Krok 1: Výpočet plochy každé skupiny
Jeden kabel Cat6:
A_Cat6 = π × 0.236² ÷ 4 = 0.0437 in²Osm kabelů Cat6:
8 × 0.0437 = 0.3499 in²Jeden kabel RG6:
A_RG6 = π × 0.275² ÷ 4 = 0.0594 in²Dva kabely RG6:
2 × 0.0594 = 0.1188 in²Celková obsazená plocha:
A_total = 0.3499 + 0.1188 = 0.4687 in²Krok 2: Kontrola 1palcové trubky EMT
Při použití vnitřní plochy přibližně 0.8643 in²:
Zaplnění % = 0.4687 ÷ 0.8643 × 100 = 54.21%Deset kabelů vyžaduje referenční limit pro více než dva vodiče ve výši 40 %, takže 1palcová trubka EMT nevyhovuje.
Krok 3: Kontrola 1-1/4palcové trubky EMT
Při použití vnitřní plochy přibližně 1,4957 in²:
Zaplnění % = 0,4687 ÷ 1,4957 × 100 = 31,31 %Trubka EMT 1-1/4 palce vyhovuje kontrole zaplnění plochy na 40 % . Poskytuje také větší rezervu pro protahování a budoucí kapacitu než elektroinstalační trubka zvolená přesně na maximum.
Tento příklad se zabývá pouze fyzickou plochou. Ověřte povolené kombinace kabelů, požadavky na oddělení, protipožární ucpávky, podpěry, poloměr ohybu a veškerá pravidla komunikačních systémů platná pro danou instalaci.
Zkontrolujte výsledek pomocí kalkulačky zaplnění trubek VIOX
Použijte kalkulačku k porovnání EMT, RMC/GRC, PVC Schedule 40 a PVC Schedule 80, zadejte dvě skupiny kabelů nebo vlastní vnější průměry a určete první vyhovující jmenovitý rozměr v rámci zvolené řady elektroinstalačních trubek.
Kalkulačka je pomůcka pro předběžné plánování. Před nákupem nebo instalací ověřte její vstupní údaje podle přesných technických listů kabelů, přijatého vydání normy, certifikace elektroinstalační trubky a požadavků příslušného orgánu (AHJ).
Co výsledek vyhovujícího zaplnění neprokazuje
Zaplnění elektroinstalační trubky odpovídá na jednu otázku: jaká část vnitřního průřezu trasy je obsazena? Neprokazuje, že vodiče mají dostatečnou proudovou zatížitelnost nebo že kabely lze instalovat bez poškození.
| Samostatná kontrola | Proč zůstává nezbytná |
|---|---|
| Úprava proudové zatížitelnosti | Více proudových vodičů v jedné trase může vyžadovat úpravu, i když je fyzické zaplnění pod limitem |
| Úbytek napětí | Oblast kabelového žlabu neukazuje, zda je odpor vodiče přijatelný pro danou zátěž a délku trasy |
| Tahová síla | Délka kabelu, ohyby, tření, způsob zatahování a konstrukce vodiče určují tahové namáhání |
| Tlak na boční stěnu | Kabel může být poškozen v místě, kde tahová síla působí v ohybu |
| Riziko zaseknutí kabelu | Tři nebo více podobných kabelů se mohou v ohybech vzpříčit i při zaplnění pod maximální povolenou plochu |
| Minimální poloměr ohybu | Kabel se může vejít do kabelového žlabu, ale přesto nemusí být schopen sledovat trasu, aniž by překročil limit ohybu. |
| Oddělení a systémová pravidla | Napájecí, řídicí, komunikační, požární a optické obvody mohou mít dodatečné požadavky na trasování. |
| Rezervní kapacita | Návrh na maximální povolené hodnoty podle norem může ponechat jen málo praktického prostoru pro zatahování nebo budoucí rozšíření. |
Pokyny společnosti Southwire pro instalaci kabelů definují poměr zaseknutí jako vnitřní průměr trubky dělený vnějším průměrem kabelu a identifikují běžnou rizikovou oblast pro tři podobné kabely. Považujte to za vstup pro analýzu tahu, nikoliv jako náhradu za příslušnou normu, údaje výrobce kabelu nebo výpočet tahu specifický pro danou trasu.
Pro výběr vodičů nad rámec fyzické plochy trasy použijte příručku VIOX pro Dimenzování kabelů dle IEC, úbytek napětí, snížení zatížitelnosti a kapacita kabelových žlabů. Pro výpočty ztrát na dlouhých vedeních viz příručku pro úbytek napětí a ztráty ve vedení. Jedná se o samostatné projekční úkoly, které by neměly být odvozovány z výsledku zaplnění elektroinstalační trubky.
Kontrolní seznam pro ověření zaplnění elektroinstalačních trubek
Před schválením velikosti elektroinstalačního systému ověřte vše následující:
- jurisdikci projektu a verzi přijaté normy pro elektroinstalace;
- přesnou řadu elektroinstalačního systému, obchodní velikost a vnitřní plochu;
- typ izolace vodiče a příslušná oblast tabulky;
- výrobce hotového kabelu, číslo dílu, konstrukce a skutečný vnější průměr;
- úprava vícežilových, eliptických nebo svazkových sestav;
- správný limit pro jeden, dva, více než dva nebo kvalifikační vsuvku;
- aritmetika pro každou skupinu kabelů a převod jednotek;
- korekce proudové zatížitelnosti a teplotní omezení vodičů;
- počet ohybů, poloměr ohybu, tahová síla, tlak na boční stěnu a riziko zaseknutí;
- požadavky na oddělení obvodů, uzemnění, utěsnění, protipožární ucpávky a vlivy prostředí;
- praktická rezerva pro protahování a plánovaná budoucí kapacita.
Pokud je jakýkoli vstup nejistý, neřešte nejistotu zaokrouhlením dolů. Získejte přesná data o vodičích, kabelech a elektroinstalačních kanálech, poté výpočet opakujte nebo použijte kalkulačku zaplnění trubek VIOX k ověření revidované kombinace.
