Cara Mengira Pengisian Konduit: Formula, Had Pengisian NEC, OD Kabel, dan Contoh Kerja

Peratusan pengisian konduit ialah jumlah luas keratan rentas konduktor dan kabel di dalam laluan kabel dibahagikan dengan luas keratan rentas dalaman laluan kabel tersebut, didarab dengan 100. Di bawah rangka kerja Bab 9 National Electrical Code (NEC) yang biasa, pengisian maksimum biasa ialah 53% untuk satu konduktor atau kabel, 31% untuk dua, dan 40% untuk lebih daripada dua. Puting konduit atau tiub yang layak dengan panjang tidak melebihi 24 inci boleh menggunakan had 60%. Sentiasa sahkan edisi NEC yang diguna pakai oleh pihak berkuasa yang mempunyai bidang kuasa (AHJ) dan nota yang terpakai pada pemasangan tersebut.

Pengiraannya sendiri adalah mudah. Kebanyakan ralat berpunca daripada pemilihan luas yang salah: menggunakan luas kuprum konduktor dan bukannya luas konduktor bertebat, menggunakan saiz perdagangan konduit nominal sebagai diameter dalamannya, atau menggunakan diameter kabel generik dan bukannya diameter luar (OD) pengeluar yang tepat.

Formula Pengisian Konduit

Untuk kabel atau konduktor bulat dengan diameter luar d:

A = π × d² ÷ 4

Untuk beberapa kumpulan konduktor atau kabel:

A_total = Σ(n × A_item)

Peratusan pengisian konduit ialah:

Fill % = A_total ÷ A_conduit × 100

di mana:

Simbol	Maknanya	guna
d	Diameter luar siap	Gunakan untuk kabel bulat yang lengkap apabila pengilang menyediakan OD
A_item	Luas satu konduktor atau kabel	Gunakan jadual kod yang berkenaan atau kira daripada OD yang disahkan
n	Kuantiti konduktor atau kabel tersebut	Kira setiap item yang menduduki laluan kabel secara fizikal
A_total	Hasil tambah semua kawasan yang diduduki	Tambah setiap kumpulan konduktor dan kabel
A_conduit	Jumlah luas dalaman laluan kabel	Gunakan nilai untuk jenis laluan kabel dan saiz perdagangan yang tepat

Pastikan semua dimensi dalam unit yang sama. Jika diameter dalam inci, luas yang terhasil adalah dalam inci persegi. Jika diameter dalam milimeter, luas adalah dalam milimeter persegi. Oleh kerana pengisian adalah nisbah, mana-mana sistem unit boleh digunakan jika ia digunakan secara konsisten.

Had Pengisian Konduit NEC

Jadual 1 Bab 9 NEC menetapkan had peratusan yang biasa digunakan di Amerika Syarikat. Ia terpakai pada luas keratan rentas dalaman laluan kabel, bukan pada nombor saiz perdagangan nominalnya.

Kandungan atau keadaan laluan kabel	Rujukan pengisian maksimum
Satu konduktor atau kabel	53%
Dua konduktor atau kabel	31%
Lebih daripada dua konduktor atau kabel	40%
Nipel kelayakan tidak lebih panjang daripada 24 in	60%

Angka-angka ini bukanlah peraturan antarabangsa yang sejagat. Projek di luar rangka kerja NEC mesti menggunakan peraturan pendawaian kebangsaan yang terpakai, spesifikasi projek, dan keperluan pihak berkuasa tempatan. Walaupun pada projek NEC, semak semua nota Bab 9 yang terpakai dan artikel yang mengawal laluan kabel yang dipilih.

Kabel berbilang konduktor, kabel gentian optik, atau kord fleksibel secara amnya dianggap sebagai satu konduktor untuk tujuan peratusan pengisian. Bagi kabel elips, gunakan kaedah luas yang ditetapkan kod berdasarkan dimensi utamanya dan bukannya menganggap dimensi kecilnya sebagai diameter kabel. Pemasangan konduktor bertebat individu tanpa penutup keseluruhan tidak secara automatik menjadi satu kabel; kirakan konduktor individu seperti yang dikehendaki oleh peraturan yang diguna pakai.

Pilih Luas yang Betul Sebelum Mengira

Peta input berikut menghalang tiga ralat pengiraan yang paling biasa.

Item yang sedang dipasang	Sumber luas yang betul	Jangan ganti
Wayar bangunan bertebat individu, seperti THHN/THWN-2	Jadual luas konduktor bertebat yang terpakai untuk edisi kod yang diguna pakai dan pembinaan konduktor	Luas kuprum terdedah daripada penetapan AWG atau mm²
Kabel bulat berbilang konduktor, kawalan, data, sepaksi, atau gentian	OD kabel siap pengilang, ditukar kepada luas	Saiz konduktor, purata katalog generik, atau saiz penyambung
Kabel elips atau rata	Kaedah yang diperlukan oleh kod yang terpakai, biasanya menggunakan dimensi utama sebagai diameter bulat berkesan	Diameter kecil sahaja
EMT, RMC/GRC, PVC, atau laluan kabel lain	Keluasan dalaman tersenarai bagi keluarga laluan kabel dan saiz perdagangan yang tepat	Saiz perdagangan nominal dianggap sebagai diameter dalam

Konduktor Individu: Gunakan Keluasan Bertebat yang Tersenarai

Penetapan AWG atau mm² menerangkan saiz konduktor; ia tidak termasuk ketebalan penebat yang dipasang. Dua konduktor dengan keluasan kuprum yang sama boleh menduduki keluasan laluan kabel yang berbeza kerana jenis penebat atau binaannya berbeza. Untuk pengiraan NEC, gunakan nilai yang berkenaan daripada Bab 9 Jadual 5 atau jadual lain yang diperlukan untuk binaan konduktor yang tepat.

Lampiran C boleh mempercepatkan pengiraan apabila semua konduktor mempunyai saiz dan jenis yang sama. Apabila saiz konduktor atau jenis penebat bercampur, gunakan kaedah keluasan Bab 9 yang asas dan bukannya memilih carian saiz yang sama yang tidak berkaitan.

Kabel Siap: Kawalan OD Pengilang

Bagi kabel yang siap, dapatkan OD nominal atau maksimum daripada helaian data produk yang tepat. Jaket, skrin, pengisi, perisai, pelapik, dan toleransi pembuatan menentukan ruang yang diduduki oleh kabel tersebut. Ukur kabel apabila panduan pemasangan memerlukannya atau apabila produk sebenar mungkin berbeza secara material daripada nilai perancangan.

The Kalkulator Pengisian Konduit VIOX merangkumi pratetap OD kabel biasa untuk perancangan awal dan membenarkan kemasukan OD tersuai. Data pengilang bagi kabel yang dipilih sentiasa diutamakan berbanding pratetap generik.

Saiz Laluan Kabel: Gunakan Luas Dalaman, Bukan Label Saiz Perdagangan

Konduit 1-inci tidak mempunyai diameter dalam 1.000-inci. Dimensi dalaman berbeza antara tiub logam elektrik (EMT), konduit logam tegar (RMC/GRC), PVC Schedule 40, PVC Schedule 80, dan laluan kabel lain. Gunakan entri jadual untuk keluarga laluan kabel dan saiz perdagangan yang tepat.

Pengiraan Pengisian Konduit Langkah demi Langkah

Gunakan urutan ini untuk pemasangan saiz yang sama, saiz campuran, atau kabel siap:

1. Kenal pasti peraturan yang mengawal selia. Rekodkan bidang kuasa, edisi kod yang diguna pakai, artikel laluan kabel (raceway), dan sama ada laluan tersebut layak untuk sebarang syarat khas seperti peraturan puting (nipple rule).
2. Senaraikan segala-galanya di dalam laluan kabel (raceway). Rekodkan setiap jenis konduktor atau kabel, penebat atau binaan, kuantiti, dan sumber dimensi.
3. Dapatkan setiap luas yang diduduki. Gunakan jadual konduktor yang berkenaan atau kira luas kabel bulat daripada OD yang disahkan.
4. Darabkan luas dengan kuantiti. Lakukan ini secara berasingan untuk setiap kumpulan.
5. Tambah semua kumpulan. Hasilnya ialah A_total.
6. Dapatkan luas dalaman laluan kabel. Gunakan jenis dan saiz perdagangan yang tepat.
7. Kira peratusan pengisian. Bahagikan A_total oleh A_conduit, kemudian darab dengan 100.
8. Gunakan had yang betul. Bandingkan dengan 53%, 31%, 40%, 60%, atau had berbeza yang diperlukan oleh peraturan yang mengawal.
9. Tingkatkan saiz laluan kabel (raceway) jika perlu. Ulangi pengiraan menggunakan luas dalaman calon seterusnya. Jangan bundarkan hasil yang gagal ke bawah.
10. Lengkapkan pemeriksaan kejuruteraan yang berasingan. Sahkan pelarasan ampacity, jejari lenturan, tegangan tarikan, tekanan dinding sisi, risiko kabel tersangkut, pemisahan, pembumian, dan butiran pemasangan.

Contoh Kerja 1: Sembilan Konduktor Individu Bersaiz Sama

Andaikan pengiraan NEC untuk sembilan konduktor 12 AWG THHN dalam EMT 3/4-inci. Untuk contoh ini, nilai jadual yang diguna pakai adalah:

• luas satu konduktor 12 AWG THHN: 0.0133 in²;
• jumlah luas dalaman EMT 3/4-inci: 0.533 in²;
• had yang terpakai untuk lebih daripada dua konduktor: 40%.

Langkah 1: Kira Jumlah Luas Konduktor

A_total = 9 × 0.0133 = 0.1197 in²

Langkah 2: Kira Peratusan Pengisian

Peratusan Pengisian = 0.1197 ÷ 0.533 × 100 = 22.5%

Langkah 3: Bandingkan dengan Had

Luas maksimum yang dibenarkan pada 40% adalah:

A_allowed = 0.533 × 0.40 = 0.2132 in²

Oleh kerana 0.1197 in² adalah di bawah 0.2132 in², dan 22.5% adalah di bawah 40%, gabungan tersebut melepasi pengiraan pengisian luas.

Hasil ini tidak melengkapkan penentuan saiz konduktor. Bilangan konduktor pembawa arus mungkin mencetuskan pelarasan ampacity, dan kiraan tersebut ditentukan di bawah peraturan yang berbeza daripada item fizikal yang dikira untuk pengisian laluan kabel (raceway).

Contoh Kerja 2: Satu Kabel Berbilang Konduktor Menggunakan OD Sebenar

Andaikan satu kabel bulat berbilang konduktor dengan OD yang diterbitkan oleh pengilang sebanyak 0.750 in dipasang dalam EMT 1-1/4 inci. Gunakan diameter dalam EMT sebanyak 1.380 in untuk contoh geometri telus ini.

Langkah 1: Kira Luas Kabel

A_cable = π × 0.750² ÷ 4 = 0.4418 in²

Langkah 2: Kira Luas Laluan Kabel (Raceway)

A_conduit = π × 1.380² ÷ 4 = 1.4957 in²

Langkah 3: Kira Peratusan Pengisian

Fill % = 0.4418 ÷ 1.4957 × 100 = 29.51%

Satu kabel berbilang pengalir dianggap sebagai satu kabel untuk perbandingan peratusan ini, jadi had rujukan ialah 53%. Pada 29.51%, gabungan tersebut melepasi pemeriksaan pengisian luas.

Sebelum menerima pemasangan, sahkan bahawa OD pengilang terpakai pada binaan kabel yang tepat dan dimensi laluan kabel sepadan dengan jadual yang ditetapkan. Juga sahkan jejari lenturan minimum dan had tarikan; kabel yang besar boleh melepasi pengisian tetapi masih sukar atau tidak sesuai untuk dipasang di sepanjang laluan dengan beberapa selekoh.

Contoh Kerja 3: OD Kabel Bercampur dan Laluan Kabel Seterusnya yang Lulus

Andaikan laluan voltan rendah mengandungi:

• lapan kabel Cat6, setiap satu 0.236 inci OD;
• dua kabel sepaksi RG6, setiap satu 0.275 inci OD.

OD ini merupakan input perancangan untuk contoh tersebut. Gunakan dimensi sebenar pengilang yang dipilih untuk sesuatu projek.

Langkah 1: Kira luas setiap kumpulan

Satu kabel Cat6:

A_Cat6 = π × 0.236² ÷ 4 = 0.0437 in²

Lapan 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

Jumlah luas yang diduduki:

A_total = 0.3499 + 0.1188 = 0.4687 in²

Langkah 2: Periksa EMT 1-inci

Menggunakan luas dalaman lebih kurang 0.8643 in²:

Peratusan pengisian = 0.4687 ÷ 0.8643 × 100 = 54.2%

Sepuluh kabel memerlukan had rujukan lebih-daripada-dua sebanyak 40%, jadi EMT 1-inci gagal.

Langkah 3: Periksa EMT 1-1/4-inci

Menggunakan luas dalaman lebih kurang 1.4957 in²:

Isian % = 0.4687 ÷ 1.4957 × 100 = 31.3%

EMT 1-1/4-inci melepasi pemeriksaan isian kawasan 40%. Ia juga menyediakan lebih banyak margin untuk kerja menarik kabel dan kapasiti masa depan berbanding laluan kabel yang dipilih tepat pada tahap maksimum.

Contoh ini hanya menangani kawasan fizikal. Sahkan kombinasi kabel yang dibenarkan, keperluan pengasingan, pencegahan kebakaran, sokongan, jejari lenturan, dan sebarang peraturan sistem komunikasi yang terpakai untuk pemasangan tersebut.

Semak Keputusan dengan Kalkulator Isian Konduit VIOX

Gunakan kalkulator untuk membandingkan EMT, RMC/GRC, PVC Schedule 40, dan PVC Schedule 80, masukkan dua kumpulan kabel atau OD tersuai, dan kenal pasti saiz perdagangan pertama yang melepasi dalam keluarga laluan kabel yang dipilih.

Kalkulator ini merupakan bantuan perancangan awal. Sahkan inputnya dengan helaian data kabel yang tepat, edisi kod yang diguna pakai, penyenaraian laluan kabel (raceway), dan keperluan AHJ sebelum perolehan atau pemasangan.

Apa yang Tidak Dibuktikan oleh Keputusan Pengisian yang Lulus

Pengisian konduit menjawab satu soalan: berapa banyak luas keratan rentas dalaman laluan kabel yang diduduki? Ia tidak membuktikan bahawa konduktor mempunyai ampacity yang mencukupi atau bahawa kabel boleh dipasang tanpa kerosakan.

Pemeriksaan berasingan	Mengapa ia tetap perlu
Pelarasan ampacity	Berbilang konduktor pembawa arus dalam laluan kabel (raceway) mungkin memerlukan pelarasan walaupun pengisian fizikal berada di bawah had
Jatuh voltan	Keluasan laluan kabel tidak menunjukkan sama ada rintangan konduktor boleh diterima untuk beban dan panjang laluan tersebut
Tegangan tarikan	Panjang kabel, selekoh, geseran, kaedah tarikan, dan binaan konduktor menentukan tegasan tegangan
Tekanan dinding sisi	Kabel boleh rosak di tempat tegangan tarikan bertindak di sekeliling selekoh
Risiko kabel tersangkut	Tiga atau lebih kabel yang serupa boleh tersepit pada selekoh walaupun di bawah had pengisian keluasan maksimum
Jejari lenturan minimum	Kabel mungkin muat di dalam laluan kabel namun tidak dapat mengikut laluan tersebut tanpa melebihi had lenturannya
Pengasingan dan peraturan sistem	Litar kuasa, kawalan, komunikasi, penggera kebakaran, dan gentian optik mungkin mempunyai keperluan penghalaan tambahan
Kapasiti simpanan	Reka bentuk maksimum kod mungkin meninggalkan ruang praktikal yang sedikit untuk kerja menarik kabel atau penambahan masa hadapan

Panduan pemasangan kabel Southwire mentakrifkan nisbah jem sebagai diameter dalam konduit dibahagikan dengan OD kabel dan mengenal pasti kawasan risiko biasa bagi tiga kabel yang serupa. Anggap perkara itu sebagai input analisis penarikan, bukan sebagai pengganti kepada kod yang terpakai, data pengeluar kabel, atau pengiraan penarikan khusus laluan.

Bagi pemilihan konduktor di luar kawasan laluan fizikal, gunakan panduan VIOX untuk penentuan saiz kabel IEC, susut voltan, penurunan kadaran, dan kapasiti trunking. Bagi pengiraan kehilangan jangka panjang, lihat panduan susut voltan dan kehilangan talian. Ini adalah tugas reka bentuk yang berasingan dan tidak seharusnya disimpulkan daripada hasil pengisian konduit.

Senarai Semak Pengesahan Pengisian Konduit

Sebelum meluluskan saiz laluan kabel, sahkan semua perkara berikut:

• bidang kuasa projek dan edisi kod pendawaian yang diguna pakai;
• keluarga raceway, saiz perdagangan, dan luas dalaman yang tepat;
• jenis penebat konduktor dan luas jadual yang berkenaan;
• pengilang kabel siap, nombor bahagian, pembinaan, dan OD sebenar;
• rawatan bagi pemasangan berbilang konduktor, eliptik, atau berkas;
• had satu, dua, lebih daripada dua, atau puting kelayakan yang betul;
• aritmetik bagi setiap kumpulan kabel dan penukaran unit;
• pelarasan ampacity dan had suhu konduktor;
• bilangan bengkokan, jejari bengkokan, tegangan tarikan, tekanan dinding sisi, dan risiko tersekat;
• pengasingan litar, pembumian, pengedapan, pencegahan kebakaran, dan keperluan persekitaran;
• margin penarikan praktikal dan kapasiti masa depan yang dirancang.

Jika sebarang input tidak pasti, jangan selesaikan ketidakpastian tersebut dengan membundarkan ke bawah. Dapatkan data konduktor, kabel, dan laluan kabel yang tepat, kemudian ulangi pengiraan atau gunakan kalkulator pengisian konduit VIOX untuk mengesahkan kombinasi yang telah disemak.

Sumber Teknikal

• NFPA 70, maklumat pembangunan dan akses National Electrical Code
• Demonstrasi NFPA LiNK: mengira pengisian konduit menggunakan NEC
• Southwire: 20 Amalan Terbaik untuk Diikuti Semasa Pemasangan Kabel
• Kalkulator Pengisian Konduit VIOX