Cara Menghitung Pengisian Konduit: Rumus, Batas Pengisian NEC, OD Kabel, dan Contoh Pengerjaan

Persentase pengisian konduit adalah total luas penampang konduktor dan kabel di dalam raceway dibagi dengan luas penampang internal raceway, dikalikan 100. Di bawah kerangka kerja National Electrical Code (NEC) Bab 9 yang umum, pengisian maksimum normal adalah 53% untuk satu konduktor atau kabel, 31% untuk dua, dan 40% untuk lebih dari dua. Nipel konduit atau pipa yang memenuhi syarat dengan panjang tidak lebih dari 24 inci dapat menggunakan batas 60%. Selalu verifikasi edisi NEC yang diadopsi oleh otoritas yang berwenang (AHJ) dan catatan yang berlaku untuk instalasi tersebut.

Perhitungannya sendiri sederhana. Sebagian besar kesalahan berasal dari pemilihan luas yang salah: menggunakan luas tembaga konduktor alih-alih luas konduktor berisolasi, menggunakan ukuran nominal perdagangan konduit sebagai diameter dalamnya, atau menggunakan diameter kabel generik alih-alih diameter luar (OD) yang tepat dari produsen.

Rumus Pengisian Konduit

Untuk kabel atau konduktor bulat dengan diameter luar d:

A = π × d² ÷ 4

Untuk beberapa kelompok konduktor atau kabel:

A_total = Σ(n × A_item)

Persentase pengisian konduit adalah:

Fill % = A_total ÷ A_conduit × 100

Dimana:

Simbol	Arti	Menggunakan
d	Diameter luar akhir	Gunakan untuk kabel bulat yang sudah jadi jika produsen menyediakan OD
A_item	Luas satu konduktor atau kabel	Gunakan tabel kode yang berlaku atau hitung dari OD yang terverifikasi
n	Kuantitas konduktor atau kabel tersebut	Hitung setiap item yang secara fisik menempati raceway
A_total	Jumlah dari semua area yang ditempati	Tambahkan setiap kelompok konduktor dan kabel
A_conduit	Total area internal raceway	Gunakan nilai untuk jenis raceway dan ukuran nominal yang tepat

Jaga semua dimensi dalam satuan yang sama. Jika diameter dalam inci, luas yang dihasilkan dalam inci persegi. Jika diameter dalam milimeter, luas dalam milimeter persegi. Karena pengisian adalah rasio, sistem satuan mana pun dapat digunakan jika diterapkan secara konsisten.

Batas Pengisian Konduit NEC

Tabel 1 Bab 9 NEC menetapkan batas persentase yang umum digunakan di Amerika Serikat. Batas tersebut berlaku untuk luas penampang internal raceway, bukan untuk angka ukuran nominal perdagangannya.

Isi atau kondisi raceway	Referensi pengisian maksimum
Satu konduktor atau kabel	53%
Dua konduktor atau kabel	31%
Lebih dari dua konduktor atau kabel	40%
Nipel kualifikasi tidak lebih panjang dari 24 in	60%

Angka-angka ini bukanlah aturan internasional yang universal. Proyek di luar kerangka kerja NEC harus menggunakan aturan pengabelan nasional yang berlaku, spesifikasi proyek, dan persyaratan otoritas setempat. Bahkan pada proyek NEC, periksa semua catatan Bab 9 yang berlaku dan pasal yang mengatur jalur kabel (raceway) yang dipilih.

Kabel multikonduktor, kabel serat optik, atau kabel fleksibel umumnya diperlakukan sebagai satu konduktor untuk tujuan persentase pengisian. Untuk kabel elips, gunakan metode area yang ditentukan kode berdasarkan dimensi mayornya alih-alih menganggap dimensi minornya sebagai diameter kabel. Rakitan konduktor berisolasi individual tanpa pelindung keseluruhan tidak secara otomatis dianggap sebagai satu kabel; hitung konduktor individual sesuai dengan aturan yang diadopsi.

Pilih Area yang Benar Sebelum Menghitung

Peta input berikut mencegah tiga kesalahan perhitungan yang paling umum.

Item yang sedang dipasang	Sumber area yang benar	Jangan mengganti
Kabel bangunan berisolasi tunggal, seperti THHN/THWN-2	Tabel area konduktor berisolasi yang berlaku untuk edisi kode yang diadopsi dan konstruksi konduktor	Area tembaga telanjang dari penunjukan AWG atau mm²
Kabel bulat multikonduktor, kontrol, data, koaksial, atau serat optik	OD kabel jadi dari pabrikan, dikonversi ke area	Ukuran konduktor, rata-rata katalog generik, atau ukuran konektor
Kabel elips atau kabel pipih	Metode yang disyaratkan oleh kode yang berlaku, umumnya menggunakan dimensi utama sebagai diameter lingkaran efektif	Diameter minor saja
EMT, RMC/GRC, PVC, atau raceway lainnya	Area internal yang terdaftar untuk keluarga raceway dan ukuran perdagangan yang tepat	Ukuran perdagangan nominal yang diperlakukan sebagai diameter dalam

Konduktor Individu: Gunakan Area Berinsulasi yang Terdaftar

Penunjukan AWG atau mm² mendeskripsikan ukuran konduktor; ini tidak termasuk ketebalan isolasi yang terpasang. Dua konduktor dengan area tembaga yang sama dapat menempati area raceway yang berbeda karena jenis isolasi atau konstruksinya berbeda. Untuk perhitungan NEC, gunakan nilai yang berlaku dari Bab 9 Tabel 5 atau tabel lain yang diperlukan untuk konstruksi konduktor yang tepat.

Lampiran C dapat mempercepat perhitungan ketika semua konduktor memiliki ukuran dan jenis yang sama. Ketika ukuran konduktor atau jenis isolasi dicampur, gunakan metode area Bab 9 yang mendasarinya daripada memilih pencarian ukuran yang sama yang tidak relevan.

Kabel Jadi: Kontrol OD Pabrikan

Untuk kabel jadi, dapatkan OD nominal atau maksimum dari lembar data produk yang tepat. Jaket, layar, pengisi, pelindung (armor), bedding, dan toleransi manufaktur menentukan ruang yang ditempati kabel. Ukur kabel saat panduan pemasangan memerlukannya atau saat produk aktual mungkin berbeda secara material dari nilai perencanaan.

The Kalkulator Pengisian Konduit VIOX mencakup preset OD kabel umum untuk perencanaan awal dan memungkinkan entri OD kustom. Data pabrikan untuk kabel yang dipilih selalu diutamakan daripada preset generik.

Ukuran Raceway: Gunakan Area Internal, Bukan Label Ukuran Perdagangan

Konduit 1 inci tidak memiliki diameter dalam 1,000 inci. Dimensi internal berbeda di antara electrical metallic tubing (EMT), rigid metal conduit (RMC/GRC), PVC Schedule 40, PVC Schedule 80, dan raceway lainnya. Gunakan entri tabel untuk keluarga raceway dan ukuran perdagangan yang tepat.

Perhitungan Pengisian Konduit Langkah demi Langkah

Gunakan urutan ini untuk pemasangan ukuran yang sama, ukuran campuran, atau kabel jadi:

1. Identifikasi aturan yang berlaku. Catat yurisdiksi, edisi kode yang diadopsi, pasal raceway, dan apakah jalur tersebut memenuhi syarat untuk kondisi khusus apa pun seperti aturan nipple.
2. Daftarkan semua yang ada di dalam raceway. Catat setiap jenis konduktor atau kabel, isolasi atau konstruksi, kuantitas, dan sumber dimensi.
3. Dapatkan setiap area yang terisi. Gunakan tabel konduktor yang berlaku atau hitung area kabel bulat dari OD yang terverifikasi.
4. Kalikan area dengan kuantitas. Lakukan ini secara terpisah untuk setiap kelompok.
5. Tambahkan semua grup. Hasilnya adalah A_total.
6. Dapatkan luas internal raceway. Gunakan tipe dan ukuran perdagangan yang tepat.
7. Hitung persentase pengisian. Bagi A_total berdasarkan A_conduit, kemudian kalikan dengan 100.
8. Terapkan batas yang benar. Bandingkan dengan 53%, 31%, 40%, 60%, atau batas berbeda yang disyaratkan oleh aturan yang berlaku.
9. Tingkatkan ukuran raceway jika perlu. Ulangi perhitungan menggunakan luas internal kandidat berikutnya. Jangan membulatkan hasil yang tidak memenuhi syarat ke bawah.
10. Selesaikan pemeriksaan teknis terpisah. Konfirmasikan penyesuaian ampacity, radius tekukan, tegangan tarik, tekanan dinding samping, risiko kabel tersangkut, pemisahan, pembumian, dan detail pemasangan.

Contoh Pengerjaan 1: Sembilan Konduktor Individual dengan Ukuran Sama

Asumsikan perhitungan NEC untuk sembilan konduktor 12 AWG THHN dalam EMT 3/4-inci. Untuk contoh ini, nilai tabel yang diadopsi adalah:

• luas satu konduktor 12 AWG THHN: 0,0133 in²;
• total luas internal EMT 3/4 inci: 0,533 in²;
• batas yang berlaku untuk lebih dari dua konduktor: 40%.

Langkah 1: Hitung Total Luas Konduktor

A_total = 9 × 0,0133 = 0,1197 in²

Langkah 2: Hitung Persentase Pengisian

Fill % = 0,1197 ÷ 0,533 × 100 = 22,51%

Langkah 3: Bandingkan dengan Batas

Luas maksimum yang diizinkan pada 40% adalah:

A_allowed = 0,533 × 0,40 = 0,2132 in²

Karena 0,1197 in² berada di bawah 0,2132 in², dan 22,5% berada di bawah 40%, kombinasi tersebut lolos perhitungan pengisian area.

Hasil ini tidak menyelesaikan penentuan ukuran konduktor. Jumlah konduktor pembawa arus dapat memicu penyesuaian ampacity, dan jumlah tersebut ditentukan berdasarkan aturan yang berbeda dari item fisik yang dihitung untuk pengisian raceway.

Contoh Pengerjaan 2: Satu Kabel Multikonduktor Menggunakan OD Aktual

Asumsikan satu kabel multikonduktor bulat dengan OD yang dipublikasikan pabrikan sebesar 0,750 inci dipasang di dalam EMT 1-1/4 inci. Gunakan diameter dalam EMT sebesar 1,380 inci untuk contoh geometri transparan ini.

Langkah 1: Hitung Luas Kabel

A_cable = π × 0.750² ÷ 4 = 0.4418 in²

Langkah 2: Hitung Luas Raceway

A_conduit = π × 1.380² ÷ 4 = 1.4957 in²

Langkah 3: Hitung Persentase Pengisian

Fill % = 0.4418 ÷ 1.4957 × 100 = 29.51%

Satu kabel multikonduktor dianggap sebagai satu kabel untuk perbandingan persentase ini, sehingga batas referensinya adalah 53%. Pada 29.51%, kombinasi tersebut lolos pemeriksaan pengisian luas.

Sebelum menerima instalasi, pastikan bahwa OD dari produsen berlaku untuk konstruksi kabel yang tepat dan dimensi raceway sesuai dengan tabel yang berlaku. Verifikasi juga radius tekukan minimum dan batas penarikan; kabel yang besar dapat lolos pemeriksaan pengisian namun tetap sulit atau tidak cocok untuk dipasang di sepanjang jalur dengan beberapa tikungan.

Contoh Pengerjaan 3: OD Kabel Campuran dan Raceway Berikutnya yang Lolos

Asumsikan jalur tegangan rendah berisi:

• delapan kabel Cat6, masing-masing 0,236 inci OD;
• dua kabel koaksial RG6, masing-masing 0,275 inci OD.

OD ini adalah input perencanaan untuk contoh tersebut. Gunakan dimensi aktual dari produsen yang dipilih untuk sebuah proyek.

Langkah 1: Hitung Luas Setiap Grup

Satu kabel Cat6:

A_Cat6 = π × 0.236² ÷ 4 = 0.0437 in²

Delapan kabel Cat6:

8 × 0.0437 = 0.3499 in²

Satu kabel RG6:

A_RG6 = π × 0.275² ÷ 4 = 0.0594 in²

Dua kabel RG6:

2 × 0,0594 = 0,1188 in²

Total area yang ditempati:

A_total = 0,3499 + 0,1188 = 0,4687 in²

Langkah 2: Periksa EMT 1 inci

Menggunakan area internal sekitar 0,8643 in²:

Persentase pengisian = 0,4687 ÷ 0,8643 × 100 = 54,2%

Sepuluh kabel memerlukan batas referensi lebih-dari-dua sebesar 40%, jadi EMT 1 inci tidak memenuhi syarat.

Langkah 3: Periksa EMT 1-1/4 inci

Menggunakan area internal sekitar 1,4957 in²:

Isian % = 0,4687 ÷ 1,4957 × 100 = 31,31%

EMT 1-1/4 inci lolos pemeriksaan isian area 40%. Ini juga memberikan margin penarikan dan kapasitas masa depan yang lebih besar daripada raceway yang dipilih tepat pada batas maksimum.

Contoh ini hanya membahas area fisik. Konfirmasikan kombinasi kabel yang diizinkan, persyaratan pemisahan, firestopping, penyangga, radius tekukan, dan aturan sistem komunikasi apa pun yang berlaku untuk instalasi tersebut.

Periksa Hasilnya dengan Kalkulator Isian Konduit VIOX

Gunakan kalkulator untuk membandingkan EMT, RMC/GRC, PVC Schedule 40, dan PVC Schedule 80, masukkan dua grup kabel atau OD kustom, dan identifikasi ukuran perdagangan pertama yang lolos dalam keluarga raceway yang dipilih.

Kalkulator ini merupakan alat bantu perencanaan awal. Verifikasi inputnya terhadap lembar data kabel yang tepat, edisi kode yang diadopsi, daftar raceway, dan persyaratan AHJ sebelum pengadaan atau pemasangan.

Apa yang Tidak Dibuktikan oleh Hasil Pengisian yang Lolos

Pengisian conduit hanya menjawab satu pertanyaan: berapa banyak luas penampang internal raceway yang terisi? Hal ini tidak membuktikan bahwa konduktor memiliki ampacity yang memadai atau bahwa kabel dapat dipasang tanpa kerusakan.

Pemeriksaan terpisah	Mengapa hal ini tetap diperlukan
Penyesuaian ampacity	Banyak konduktor pembawa arus dalam satu raceway dapat memerlukan penyesuaian meskipun pengisian fisik berada di bawah batas
Penurunan tegangan	Luas raceway tidak menunjukkan apakah resistansi konduktor dapat diterima untuk beban dan panjang lintasan tersebut
Tegangan tarik	Panjang kabel, tekukan, gesekan, metode penarikan, dan konstruksi konduktor menentukan tegangan tarik
Tekanan dinding samping	Kabel dapat rusak di tempat tegangan tarik bekerja di sekitar tekukan
Risiko kabel tersangkut	Tiga kabel serupa atau lebih dapat terjepit di tekukan meskipun berada di bawah batas pengisian luas maksimum
Radius tekukan minimum	Kabel mungkin muat di dalam raceway namun tidak dapat mengikuti jalur tanpa melebihi batas tekukannya
Aturan pemisahan dan sistem	Sirkuit daya, kontrol, komunikasi, alarm kebakaran, dan serat optik mungkin memiliki persyaratan perutean tambahan
Kapasitas cadangan	Desain maksimum sesuai kode mungkin menyisakan sedikit ruang praktis untuk penarikan atau penambahan di masa mendatang

Panduan instalasi kabel Southwire mendefinisikan rasio jam sebagai diameter dalam conduit dibagi dengan OD kabel dan mengidentifikasi wilayah risiko umum untuk tiga kabel serupa. Perlakukan hal tersebut sebagai input analisis penarikan, bukan sebagai pengganti kode yang berlaku, data produsen kabel, atau perhitungan penarikan khusus jalur.

Untuk pemilihan konduktor di luar area jalur fisik, gunakan panduan VIOX untuk penentuan ukuran kabel IEC, penurunan tegangan, derating, dan kapasitas trunking. Untuk perhitungan rugi-rugi jarak jauh, lihat panduan penurunan tegangan dan rugi-rugi saluran. Ini adalah tugas desain terpisah dan tidak boleh disimpulkan dari hasil pengisian konduit.

Daftar Periksa Verifikasi Pengisian Konduit

Sebelum menyetujui ukuran raceway, verifikasi semua hal berikut:

• yurisdiksi proyek dan edisi kode pengabelan yang diadopsi;
• keluarga raceway, ukuran perdagangan, dan luas internal yang tepat;
• jenis isolasi konduktor dan luas tabel yang berlaku;
• produsen kabel jadi, nomor komponen, konstruksi, dan OD aktual;
• perlakuan terhadap rakitan multikonduktor, elips, atau bundel;
• batas satu, dua, lebih-dari-dua, atau nipple kualifikasi yang benar;
• aritmatika untuk setiap grup kabel dan konversi satuan;
• penyesuaian ampacity dan batasan suhu konduktor;
• jumlah tekukan, radius tekukan, tegangan tarik, tekanan dinding samping, dan risiko macet;
• pemisahan sirkuit, pembumian, penyegelan, penahan api, dan persyaratan lingkungan;
• margin penarikan praktis dan kapasitas masa depan yang direncanakan.

Jika ada input yang tidak pasti, jangan selesaikan ketidakpastian tersebut dengan pembulatan ke bawah. Dapatkan data konduktor, kabel, dan raceway yang tepat, kemudian ulangi perhitungan atau gunakan kalkulator pengisian conduit VIOX untuk memverifikasi kombinasi yang telah direvisi.

Sumber Teknis

• NFPA 70, informasi pengembangan dan akses National Electrical Code
• Demonstrasi NFPA LiNK: menghitung pengisian conduit menggunakan NEC
• Southwire: 20 Praktik Terbaik untuk Diikuti Selama Instalasi Kabel
• Kalkulator Pengisian Konduit VIOX