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전선관 충전율은 전선관 내부의 도체 및 케이블의 총 단면적을 전선관의 내부 단면적으로 나눈 후 100을 곱한 값입니다. 일반적인 미국 전기 규정(NEC) 제9장 체계에 따르면, 일반적인 최대 충전율은 도체 또는 케이블이 1개일 경우 53%, 2개일 경우 31%, 2개 초과일 경우 40%입니다. 길이가 24인치를 넘지 않는 적격 전선관 또는 튜빙 니플은 60% 제한을 사용할 수 있습니다. 관할 당국(AHJ)이 채택한 NEC 판본과 설치에 적용되는 주석을 항상 확인하십시오.
계산 자체는 간단합니다. 대부분의 오류는 잘못된 면적을 선택하는 데서 발생합니다. 절연 도체 면적 대신 도체 구리 면적을 사용하거나, 공칭 전선관 규격(trade size)을 내경으로 사용하거나, 정확한 제조사의 외경(OD) 대신 일반적인 케이블 직경을 사용하는 경우가 이에 해당합니다.
전선관 충전 공식
외경을 가진 원형 케이블 또는 도체의 경우 d:
A = π × d² ÷ 4여러 도체 또는 케이블 그룹의 경우:
A_total = Σ(n × A_item)전선관 점유율은 다음과 같습니다:
점유율 % = A_total ÷ A_conduit × 100Where:
| 기호 | 의미 | 사용 |
|---|---|---|
d |
완성 외경 | 제조업체에서 OD를 제공하는 원형 완성 케이블에 사용 |
A_item |
단일 도체 또는 케이블의 단면적 | 해당 규정 표를 사용하거나 검증된 OD로부터 계산하십시오 |
n |
해당 도체 또는 케이블의 수량 | 레이스웨이를 물리적으로 점유하는 모든 항목을 계산하십시오 |
A_total |
점유된 모든 면적의 합계 | 모든 도체 및 케이블 그룹을 추가하십시오 |
A_conduit |
레이스웨이의 총 내부 면적 | 정확한 레이스웨이 유형 및 규격 사이즈에 대한 값을 사용하십시오 |
모든 치수를 동일한 단위로 유지하십시오. 직경이 인치 단위이면 결과 면적은 제곱인치 단위입니다. 직경이 밀리미터 단위이면 면적은 제곱밀리미터 단위입니다. 충전율은 비율이므로 일관되게 사용하기만 하면 어떤 단위 시스템이든 상관없습니다.
NEC 전선관 충전율 제한
NEC 제9장 표 1은 미국에서 사용되는 익숙한 백분율 제한을 규정합니다. 이는 전선관의 공칭 규격 번호가 아닌 내부 단면적에 적용됩니다.
| 전선관 내부 내용물 또는 상태 | 최대 충전율 기준 |
|---|---|
| 단일 도체 또는 케이블 | 53% |
| 두 개의 도체 또는 케이블 | 31% |
| 두 개를 초과하는 도체 또는 케이블 | 40% |
| 24 in 이하의 니플(nipple) 규정 | 60% |
이 수치들은 보편적인 국제 규정이 아닙니다. NEC 프레임워크 외부의 프로젝트는 해당 국가의 배선 규정, 프로젝트 사양 및 지역 당국의 요구 사항을 사용해야 합니다. NEC 프로젝트의 경우에도 모든 해당 9장 주석과 선택된 배선관을 관할하는 조항을 확인하십시오.
다심 케이블, 광섬유 케이블 또는 유연성 코드는 일반적으로 점유율 계산 목적상 하나의 도체로 취급됩니다. 타원형 케이블의 경우, 단축을 케이블 직경으로 간주하지 말고 장축을 기준으로 코드에서 규정한 면적 산출 방식을 사용하십시오. 전체 피복이 없는 개별 절연 도체 조립체는 자동으로 하나의 케이블로 간주되지 않으므로, 채택된 규정에 따라 개별 도체를 계산하십시오.
계산 전 올바른 면적 선택
다음 입력 맵은 가장 흔한 세 가지 계산 오류를 방지합니다.
| 설치 항목 | 올바른 면적 출처 | 대체하지 마십시오 |
|---|---|---|
| THHN/THWN-2와 같은 개별 절연 건축용 전선 | 채택된 규격 판 및 도체 구조에 적용 가능한 절연 도체 면적 표 | AWG 또는 mm² 규격에 따른 나구리 도체 면적 |
| 원형 다심 케이블, 제어 케이블, 데이터 케이블, 동축 케이블 또는 광케이블 | 제조사의 완성 케이블 외경(OD), 면적으로 환산 | 도체 규격, 일반 카탈로그 평균값 또는 커넥터 규격 |
| 타원형 또는 평형 케이블 | 적용 규격에서 요구하는 방법으로, 일반적으로 장축을 유효 원형 직경으로 사용 | 단축만 사용 |
| EMT, RMC/GRC, PVC 또는 기타 배관 | 해당 배관 계열 및 규격(trade size)에 대해 명시된 내부 면적 | 내경으로 간주되는 공칭 규격(nominal trade size) |
개별 도체: 명시된 절연 면적 사용
AWG 또는 mm² 표기는 도체 크기를 나타내며, 설치된 절연 두께는 포함하지 않습니다. 구리 면적이 동일한 두 도체라도 절연 유형이나 구조가 다르면 서로 다른 배관 면적을 차지할 수 있습니다. NEC 계산의 경우, Chapter 9 Table 5 또는 해당 도체 구조에 필요한 다른 표의 적용 값을 사용하십시오.
모든 도체의 크기와 유형이 동일한 경우 Annex C를 사용하면 계산 속도를 높일 수 있습니다. 도체 크기나 절연 유형이 혼합된 경우에는 관련 없는 동일 크기 조회표를 선택하는 대신, 기본 Chapter 9 면적 산출 방식을 사용하십시오.
완성 케이블: 제조업체 외경(OD) 기준
완성된 케이블의 경우, 정확한 제품 데이터시트에서 공칭 또는 최대 외경(OD)을 확인하십시오. 재킷, 차폐재, 충전재, 외장, 베딩 및 제조 공차에 따라 케이블이 차지하는 공간이 결정됩니다. 설치 지침에서 요구하거나 실제 제품이 계획 값과 크게 다를 수 있는 경우 케이블을 측정하십시오.
그리고 VIOX 전선관 충전율 계산기 사전 계획을 위한 일반적인 케이블 외경(OD) 프리셋을 포함하며 사용자 지정 외경(OD) 입력을 허용합니다. 선택한 케이블에 대한 제조업체 데이터가 일반 프리셋보다 항상 우선합니다.
전선관 크기: 호칭 규격 라벨이 아닌 내부 면적을 사용하십시오
1인치 전선관의 내경이 1.000인치는 아닙니다. 내부 치수는 전기 금속관(EMT), 강제 전선관(RMC/GRC), PVC Schedule 40, PVC Schedule 80 및 기타 전선관에 따라 다릅니다. 정확한 전선관 제품군 및 호칭 규격에 해당하는 표 항목을 사용하십시오.
단계별 전선관 충전율 계산
동일 크기, 혼합 크기 또는 완성된 케이블 설치 시 다음 순서를 사용하십시오:
- 적용되는 규정을 확인하십시오. 관할 구역, 채택된 코드 에디션, 레이스웨이 조항, 그리고 해당 배선 구간이 니플 규정(nipple rule)과 같은 특별 조건에 해당하는지 여부를 기록하십시오.
- 레이스웨이 내의 모든 항목을 나열하십시오. 각 도체 또는 케이블 유형, 절연체 또는 구조, 수량 및 치수 출처를 기록하십시오.
- 각 점유 면적을 구하십시오. 해당 도체 표를 사용하거나 검증된 외경(OD)으로부터 원형 케이블의 면적을 계산하십시오.
- 면적에 수량을 곱하십시오. 모든 그룹에 대해 이를 개별적으로 수행하십시오.
- 모든 그룹을 합산하십시오. 결과는 다음과 같습니다.
A_total. - 레이스웨이의 내부 면적을 구하십시오. 정확한 유형과 규격 사이즈를 사용하십시오.
- 충전율을 계산하십시오. 나누고
A_total에 의해A_conduit, 그런 다음 100을 곱하십시오. - 올바른 제한치를 적용하십시오. 53%, 31%, 40%, 60% 또는 관련 규정에서 요구하는 다른 제한치와 비교하십시오.
- 필요한 경우 레이스웨이 크기를 늘리십시오. 다음 후보의 내부 면적을 사용하여 계산을 반복하십시오. 실패한 결과값은 내림하지 마십시오.
- 별도의 엔지니어링 점검을 완료하십시오. 허용 전류 조정, 굽힘 반경, 인장력, 측벽 압력, 케이블 걸림 위험, 이격 거리, 접지 및 설치 세부 사항을 확인하십시오.
예제 1: 동일한 크기의 개별 도체 9개
3/4인치 EMT 내의 12 AWG THHN 도체 9개에 대한 NEC 계산을 가정합니다. 이 예제에서 채택된 표 값은 다음과 같습니다:
- 12 AWG THHN 도체 1개의 면적:
0.0133 in²; - 3/4인치 EMT의 총 내부 면적:
0.533 in²; - 2개 이상의 도체에 적용되는 제한:
40%.
1단계: 총 도체 면적 계산
A_total = 9 × 0.0133 = 0.1197 in²2단계: 충전율 계산
충전율 = 0.1197 ÷ 0.533 × 100 = 22.5%3단계: 제한값과 비교
40%에서의 최대 허용 면적은 다음과 같습니다:
A_allowed = 0.533 × 0.40 = 0.2132 in²왜냐하면 0.1197 in² 가 미만이고 0.2132 in², 또한 22.5%가 40% 미만이므로, 해당 조합은 배관 점유율 계산을 통과합니다.
이 결과만으로는 도체 규격 선정이 완료되지 않습니다. 통전 도체의 수는 허용 전류 조정의 원인이 될 수 있으며, 해당 수량은 배관 점유율을 위해 계산되는 물리적 항목과는 다른 규정에 따라 결정됩니다.
예제 2: 실제 외경(OD)을 사용하는 다심 케이블 1개
제조업체에서 발표한 외경(OD)이 다음과 같은 원형 다심 케이블 1개를 가정합니다. 0.750 in 1-1/4인치 EMT에 설치된 경우입니다. EMT 내경은 다음 값을 사용하십시오. 1.380 in 이 투명한 기하학적 예제를 위해 사용합니다.
1단계: 케이블 면적 계산
A_cable = π × 0.750² ÷ 4 = 0.4418 in²2단계: 레이스웨이 면적 계산
A_conduit = π × 1.380² ÷ 4 = 1.4957 in²3단계: 충전율 계산
충전율 = 0.4418 ÷ 1.4957 × 100 = 29.5%다심 케이블 1개는 이 비율 비교에서 케이블 1개로 취급되므로, 기준 한계는 53%입니다. 29.5%에서 해당 조합은 면적 충전율 검사를 통과합니다.
설치를 승인하기 전에 제조업체의 외경(OD)이 정확한 케이블 구조에 적용되는지, 그리고 레이스웨이 치수가 관련 표와 일치하는지 확인하십시오. 또한 최소 굽힘 반경과 인장 한계를 확인하십시오. 대형 케이블은 충전율 검사를 통과하더라도 여러 번 굽힘이 있는 경로를 따라 설치하기 어렵거나 부적합할 수 있습니다.
예제 3: 혼합 케이블 외경(OD) 및 다음 통과 레이스웨이
저전압 경로에 다음이 포함되어 있다고 가정합니다:
- 8개의 Cat6 케이블, 각각
0.236 in외경; - 2개의 RG6 동축 케이블, 각각
0.275 in외경.
이 외경들은 예시를 위한 계획 입력값입니다. 실제 프로젝트에는 선택한 제조사의 실제 치수를 사용하십시오.
1단계: 각 그룹의 면적 계산
Cat6 케이블 1개:
A_Cat6 = π × 0.236² ÷ 4 = 0.0437 in²Cat6 케이블 8개:
8 × 0.0437 = 0.3499 in²RG6 케이블 1개:
A_RG6 = π × 0.275² ÷ 4 = 0.0594 in²RG6 케이블 2개:
2 × 0.0594 = 0.1188 in²총 점유 면적:
A_total = 0.3499 + 0.1188 = 0.4687 in²단계 2: 1인치 EMT 확인
약 다음의 내부 면적을 사용하여 0.8643 in²:
충전율 = 0.4687 ÷ 0.8643 × 100 = 54.21%10개의 케이블은 2개 초과 기준 제한인 40%를 요구하므로, 1인치 EMT는 부적합합니다.
단계 3: 1-1/4인치 EMT 확인
약 다음의 내부 면적을 사용하여 1.4957 in²:
충전율 = 0.4687 ÷ 1.4957 × 100 = 31.3%1-1/4인치 EMT는 40% 면적 충전율 검사를 통과합니다. 또한 최대치로 정확히 선택된 배관보다 케이블 인입 및 향후 용량 확보 측면에서 더 많은 여유를 제공합니다.
이 예시는 물리적 면적만을 다룹니다. 허용되는 케이블 조합, 이격 거리 요구 사항, 방화 조치, 지지대, 굽힘 반경 및 설치에 적용되는 모든 통신 시스템 규칙을 확인하십시오.
VIOX 전선관 충전율 계산기로 결과를 확인하십시오
계산기를 사용하여 EMT, RMC/GRC, PVC Schedule 40 및 PVC Schedule 80을 비교하고, 두 개의 케이블 그룹 또는 사용자 지정 외경을 입력하여 선택한 배관 제품군 내에서 통과하는 첫 번째 규격 사이즈를 확인하십시오.
이 계산기는 예비 계획을 위한 보조 도구입니다. 조달 또는 설치 전에 정확한 케이블 데이터시트, 채택된 규정 판본, 배관 목록 및 관할 당국(AHJ)의 요구 사항에 따라 입력값을 확인하십시오.
통과된 충전율 결과가 증명하지 못하는 것
전선관 충전율은 한 가지 질문에 답합니다: 배관 내부 단면적의 얼마만큼이 점유되었는가? 이는 도체가 적절한 허용 전류를 갖는지, 또는 케이블이 손상 없이 설치될 수 있는지를 증명하지는 않습니다.
| 별도 점검 | 필요성이 유지되는 이유 |
|---|---|
| 허용 전류 조정 | 레이스웨이 내의 물리적 충전율이 제한치 미만이라 하더라도, 다수의 통전 도체가 포함된 경우 조정이 필요할 수 있습니다 |
| 전압 강하 | 레이스웨이 영역은 도체 저항이 부하 및 배선 길이에 적합한지 여부를 보여주지 않습니다 |
| 인장력 | 케이블 길이, 굴곡, 마찰, 인입 방식 및 도체 구조가 인장 응력을 결정합니다 |
| 측벽 압력 | 케이블은 굴곡부에서 인장력이 작용하는 지점에서 손상될 수 있습니다 |
| 케이블 끼임 위험 | 3개 이상의 유사한 케이블은 최대 점유율 이하에서도 굴곡부에서 끼일 수 있습니다 |
| 최소 굴곡 반경 | 케이블이 레이스웨이 내부에는 들어갈 수 있어도 굴곡 제한을 초과하지 않고 경로를 따라가는 것은 불가능할 수 있습니다. |
| 분리 및 시스템 규칙 | 전력, 제어, 통신, 화재 경보 및 광섬유 회로에는 추가적인 배선 요구 사항이 있을 수 있습니다. |
| 예비 용량 | 규정상 최대치로 설계할 경우 케이블 인입이나 향후 증설을 위한 실질적인 여유 공간이 거의 남지 않을 수 있습니다. |
Southwire의 케이블 설치 지침은 잼 비율(jam ratio)을 전선관 내경을 케이블 외경으로 나눈 값으로 정의하며, 3개의 유사한 케이블에 대한 일반적인 위험 영역을 식별합니다. 이를 적용 가능한 규정, 케이블 제조업체의 데이터 또는 경로별 인입 계산을 대체하는 것이 아니라 인입 분석 입력값으로 취급하십시오.
물리적 경로 면적 외의 도체 선정을 위해서는 VIOX 가이드를 사용하여 IEC 케이블 사이징, 전압 강하, 디레이팅 및 트렁킹 용량. 장거리 손실 계산에 대해서는 다음을 참조하십시오. 전압 강하 및 라인 손실 가이드. 이는 별도의 설계 작업이며 전선관 충전율 결과로부터 추론해서는 안 됩니다.
전선관 충전율 검증 체크리스트
레이스웨이 크기를 승인하기 전에 다음 사항을 모두 확인하십시오:
- 프로젝트 관할 구역 및 채택된 배선 규정 에디션;
- 정확한 레이스웨이 제품군, 규격 사이즈 및 내부 면적;
- 도체 절연 유형 및 적용 가능한 표 영역;
- 완성 케이블 제조사, 부품 번호, 구조 및 실제 외경(OD);
- 다심, 타원형 또는 번들 조립체의 처리;
- 올바른 1개, 2개, 2개 초과 또는 규정 니플 제한;
- 모든 케이블 그룹에 대한 산술 계산 및 단위 변환;
- 허용 전류 조정 및 도체 온도 제한;
- 굽힘 횟수, 굽힘 반경, 인장력, 측벽 압력 및 잼 위험;
- 회로 분리, 접지, 밀봉, 방화 및 환경 요구 사항;
- 실질적인 인입 여유 및 계획된 향후 용량.
입력값이 불확실한 경우, 임의로 값을 낮추어 불확실성을 해결하지 마십시오. 정확한 도체, 케이블 및 배관 데이터를 확보한 다음 계산을 반복하거나 다음을 사용하십시오. VIOX 배관 충전율 계산기 수정된 조합을 검증하기 위해.
