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A porcentagem de ocupação do eletroduto é a área transversal total dos condutores e cabos dentro de uma canaleta dividida pela área transversal interna da canaleta, multiplicada por 100. Sob a estrutura comum do National Electrical Code (NEC) Capítulo 9, a ocupação máxima normal é de 53% para um condutor ou cabo, 31% para dois e 40% para mais de dois. Um bocal de eletroduto ou tubulação qualificado com no máximo 24 polegadas pode usar um limite de 60%. Sempre verifique a edição do NEC adotada pela autoridade competente (AHJ) e as notas que se aplicam à instalação.
O cálculo em si é simples. A maioria dos erros provém da escolha da área errada: usar a área do cobre do condutor em vez da área do condutor isolado, usar o tamanho comercial nominal do eletroduto como seu diâmetro interno ou usar um diâmetro de cabo genérico em vez do diâmetro externo (OD) exato do fabricante.
Fórmula de ocupação de eletroduto
Para um cabo ou condutor redondo com diâmetro externo d:
A = π × d² ÷ 4Para vários grupos de condutores ou cabos:
A_total = Σ(n × A_item)A porcentagem de ocupação do eletroduto é:
Ocupação % = A_total ÷ A_eletroduto × 100Onde:
| Símbolo | Significado | Utilização |
|---|---|---|
d |
Diâmetro externo acabado | Use para um cabo redondo completo quando o fabricante fornecer o OD |
A_item |
Área de um condutor ou cabo | Use a tabela normativa aplicável ou calcule a partir do OD verificado |
n |
Quantidade desse condutor ou cabo | Conte cada item que ocupa fisicamente o eletroduto |
A_total |
Soma de todas as áreas ocupadas | Adicione cada grupo de condutores e cabos |
A_conduit |
Área interna total do eletroduto | Use o valor para o tipo exato de eletroduto e tamanho comercial |
Mantenha todas as dimensões na mesma unidade. Se o diâmetro estiver em polegadas, a área resultante estará em polegadas quadradas. Se o diâmetro estiver em milímetros, a área estará em milímetros quadrados. Como o preenchimento é uma proporção, qualquer sistema de unidades funciona se for usado de forma consistente.
Limites de ocupação de eletrodutos da NEC
A Tabela 1 do Capítulo 9 da NEC estabelece os limites percentuais familiares utilizados nos Estados Unidos. Eles se aplicam à área de seção transversal interna do eletroduto, não ao seu número de tamanho comercial nominal.
| Conteúdo ou condição do eletroduto | Referência de ocupação máxima |
|---|---|
| Um condutor ou cabo | 53% |
| Dois condutores ou cabos | 31% |
| Mais de dois condutores ou cabos | 40% |
| Niple de qualificação não superior a 24 in | 60% |
Estes valores não são regras internacionais universais. Projetos fora da estrutura da NEC devem utilizar as normas de instalação nacionais aplicáveis, a especificação do projeto e os requisitos das autoridades locais. Mesmo em projetos NEC, verifique todas as notas aplicáveis do Capítulo 9 e o artigo que rege o eletroduto selecionado.
Um cabo multicondutor, cabo de fibra óptica ou cordão flexível é geralmente tratado como um condutor para fins de percentual de ocupação. Para um cabo elíptico, utilize o método de área prescrito pela norma com base na sua maior dimensão, em vez de considerar que a sua menor dimensão é o diâmetro do cabo. Um conjunto de condutores isolados individuais sem uma cobertura geral não é automaticamente um único cabo; calcule os condutores individuais conforme exigido pelas normas adotadas.
Escolha a área correta antes de calcular
O mapa de entrada a seguir evita os três erros de cálculo mais comuns.
| Item sendo instalado | Fonte da área correta | Não substitua |
|---|---|---|
| Fio de construção isolado individual, como THHN/THWN-2 | Tabela de área de condutor isolado aplicável para a edição do código adotado e construção do condutor | Área de cobre nu a partir da designação AWG ou mm² |
| Cabo redondo multipolar, de controle, de dados, coaxial ou de fibra | DE do cabo acabado do fabricante, convertido para área | Bitola do condutor, média genérica de catálogo ou tamanho do conector |
| Cabo elíptico ou plano | Método exigido pelo código aplicável, comumente usando a dimensão maior como o diâmetro circular efetivo | Apenas o diâmetro menor |
| EMT, RMC/GRC, PVC ou outro eletroduto | Área interna listada para a família exata de eletrodutos e bitola comercial | Bitola comercial nominal tratada como diâmetro interno |
Condutores Individuais: Use a Área Isolada Listada
Uma designação AWG ou mm² descreve o tamanho do condutor; ela não inclui a espessura da isolação instalada. Dois condutores com a mesma área de cobre podem ocupar áreas de eletroduto diferentes porque seus tipos de isolação ou construções diferem. Para um cálculo da NEC, use o valor aplicável da Tabela 5 do Capítulo 9 ou outra tabela exigida para a construção exata do condutor.
O Anexo C pode acelerar um cálculo quando todos os condutores são do mesmo tamanho e tipo. Quando os tamanhos dos condutores ou tipos de isolação são misturados, use o método de área do Capítulo 9 subjacente em vez de selecionar uma consulta de mesmo tamanho não relacionada.
Cabos Acabados: Controles de DE do Fabricante
Para um cabo acabado, obtenha o diâmetro externo nominal ou máximo a partir da folha de dados exata do produto. A capa, as blindagens, os preenchimentos, a armadura, o leito e a tolerância de fabricação determinam o espaço que o cabo ocupa. Meça o cabo quando a orientação de instalação exigir ou quando o produto real puder diferir materialmente de um valor de planejamento.
O Calculadora de Ocupação de Eletrodutos VIOX inclui predefinições comuns de diâmetro externo de cabos para planejamento preliminar e permite a entrada de diâmetro externo personalizado. Os dados do fabricante para o cabo selecionado sempre prevalecem sobre uma predefinição genérica.
Tamanho do Eletroduto: Use a Área Interna, Não o Rótulo de Tamanho Comercial
Um eletroduto de 1 polegada não possui um diâmetro interno de 1,000 polegada. As dimensões internas diferem entre eletrodutos metálicos (EMT), eletrodutos metálicos rígidos (RMC/GRC), PVC Schedule 40, PVC Schedule 80 e outros eletrodutos. Use a entrada da tabela para a família de eletrodutos e o tamanho comercial exatos.
Cálculo Passo a Passo da Ocupação de Eletrodutos
Use esta sequência para instalações de mesmo tamanho, tamanhos mistos ou cabos acabados:
- Identifique as regras vigentes. Registre a jurisdição, a edição do código adotado, o artigo sobre eletrodutos e se o trecho se qualifica para alguma condição especial, como a regra de niples.
- Liste tudo o que está dentro do eletroduto. Registre cada tipo de condutor ou cabo, isolamento ou construção, quantidade e fonte da dimensão.
- Obtenha cada área ocupada. Use a tabela de condutores aplicável ou calcule a área de um cabo redondo a partir do diâmetro externo verificado.
- Multiplique a área pela quantidade. Realize isso separadamente para cada grupo.
- Some todos os grupos. O resultado é
A_total. - Obtenha a área interna do eletroduto. Use o tipo e o tamanho comercial exatos.
- Calcule a porcentagem de ocupação. Divida
A_totalporA_conduit, então multiplique por 100. - Aplique o limite correto. Compare com 53%, 31%, 40%, 60% ou o limite diferente exigido pelas normas vigentes.
- Aumente o tamanho do eletroduto, se necessário. Repita o cálculo usando a área interna do próximo candidato. Não arredonde para baixo um resultado que não atenda aos requisitos.
- Conclua as verificações de engenharia separadas. Confirme o ajuste de ampacidade, raio de curvatura, tensão de tração, pressão lateral, risco de travamento de cabos, separação, aterramento e detalhes da instalação.
Exemplo prático 1: Nove condutores individuais de mesmo tamanho
Considere um cálculo da NEC para nove condutores THHN 12 AWG em um eletroduto EMT de 3/4 de polegada. Para este exemplo, os valores de tabela adotados são:
- área de um condutor THHN 12 AWG:
0,0133 in²; - área interna total de eletroduto EMT de 3/4 polegada:
0,533 in²; - limite aplicável para mais de dois condutores:
40%.
Passo 1: Calcular a área total dos condutores
A_total = 9 × 0,0133 = 0,1197 in²Passo 2: Calcular a porcentagem de ocupação
Ocupação % = 0,1197 ÷ 0,533 × 100 = 22,5%Passo 3: Comparar com o limite
A área máxima permitida a 40% é:
A_allowed = 0.533 × 0.40 = 0.2132 in²Como 0.1197 in² está abaixo de 0.2132 in², e 22,51% está abaixo de 40%, a combinação é aprovada no cálculo de preenchimento de área.
Este resultado não conclui o dimensionamento dos condutores. O número de condutores que transportam corrente pode exigir um ajuste de ampacidade, e essa contagem é determinada sob regras diferentes daquelas aplicadas aos itens físicos contados para o preenchimento de eletrodutos.
Exemplo prático 2: Um cabo multicondutor usando o diâmetro externo real
Considere um cabo multicondutor redondo com um diâmetro externo publicado pelo fabricante de 0,750 in instalado em um eletroduto EMT de 1-1/4 polegada. Use um diâmetro interno de EMT de 1,380 in para este exemplo de geometria transparente.
Passo 1: Calcular a área do cabo
A_cable = π × 0,750² ÷ 4 = 0,4418 in²Passo 2: Calcular a área do eletroduto
A_conduit = π × 1.380² ÷ 4 = 1.4957 in²Passo 3: Calcular a porcentagem de ocupação
Fill % = 0.4418 ÷ 1.4957 × 100 = 29.51%Um cabo multicondutor é tratado como um único cabo para esta comparação de porcentagem, portanto o limite de referência é 53%. Com 29.51%, a combinação passa na verificação de ocupação de área.
Antes de aceitar a instalação, confirme se o diâmetro externo (OD) do fabricante se aplica à construção exata do cabo e se as dimensões do eletroduto correspondem à tabela vigente. Verifique também o raio de curvatura mínimo e os limites de tração; um cabo grande pode passar na ocupação e ainda assim ser difícil ou inadequado para instalar ao longo de uma rota com várias curvas.
Exemplo prático 3: Diâmetros externos (ODs) de cabos mistos e o próximo eletroduto aprovado
Suponha que um caminho de baixa tensão contenha:
- oito cabos Cat6, cada um
0,236 pol.DE; - dois cabos coaxiais RG6, cada um
0,275 pol.DE.
Estes DEs são entradas de planejamento para o exemplo. Utilize as dimensões reais dos fabricantes selecionados para um projeto.
Passo 1: Calcular a área de cada grupo
Um cabo Cat6:
A_Cat6 = π × 0.236² ÷ 4 = 0.0437 in²Oito cabos Cat6:
8 × 0.0437 = 0.3499 in²Um cabo RG6:
A_RG6 = π × 0.275² ÷ 4 = 0.0594 in²Dois cabos RG6:
2 × 0.0594 = 0.1188 in²Área total ocupada:
A_total = 0.3499 + 0.1188 = 0.4687 in²Passo 2: Verificar eletroduto EMT de 1 polegada
Usando uma área interna de aproximadamente 0.8643 in²:
Preenchimento % = 0.4687 ÷ 0.8643 × 100 = 54.21%Dez cabos exigem o limite de referência de mais de dois de 40%, portanto, o eletroduto EMT de 1 polegada não atende.
Passo 3: Verificar eletroduto EMT de 1-1/4 polegada
Usando uma área interna de aproximadamente 1,4957 pol²:
Ocupação % = 0,4687 ÷ 1,4957 × 100 = 31,31%O eletroduto EMT de 1-1/4 polegada passa na verificação de ocupação de área de 40%. Ele também oferece mais margem para puxamento e capacidade futura do que um eletroduto selecionado exatamente no máximo.
Este exemplo aborda apenas a área física. Confirme as combinações de cabos permitidas, requisitos de separação, selagem corta-fogo, suporte, raio de curvatura e quaisquer regras de sistemas de comunicação aplicáveis à instalação.
Verifique o resultado com a calculadora de ocupação de eletrodutos VIOX
Use a calculadora para comparar EMT, RMC/GRC, PVC Schedule 40 e PVC Schedule 80, insira dois grupos de cabos ou diâmetros externos personalizados e identifique o primeiro tamanho comercial aprovado dentro da família de eletrodutos selecionada.
A calculadora é um auxílio de planejamento preliminar. Verifique suas entradas com as folhas de dados exatas dos cabos, a edição do código adotado, a listagem do eletroduto e os requisitos da autoridade competente (AHJ) antes da aquisição ou instalação.
O que um resultado de aprovação de ocupação não prova
A ocupação de eletrodutos responde a uma pergunta: quanto da área de seção transversal interna do eletroduto está ocupada? Isso não prova que os condutores possuem ampacidade adequada ou que os cabos podem ser instalados sem danos.
| Verificação separada | Por que continua sendo necessário |
|---|---|
| Ajuste de ampacidade | Múltiplos condutores que transportam corrente em um eletroduto podem exigir ajuste, mesmo quando a ocupação física está abaixo do limite |
| Queda de tensão | A área do eletroduto não indica se a resistência do condutor é aceitável para a carga e o comprimento do trecho |
| Tensão de tração | O comprimento do cabo, as curvas, o atrito, o método de puxamento e a construção do condutor determinam o esforço de tração |
| Pressão lateral | Um cabo pode ser danificado onde a tensão de tração atua em torno de uma curva |
| Risco de travamento do cabo | Três ou mais cabos semelhantes podem travar em curvas, mesmo abaixo do preenchimento máximo da área |
| Raio de curvatura mínimo | Um cabo pode caber dentro da canaleta, mas ser incapaz de seguir o trajeto sem exceder seu limite de curvatura |
| Separação e regras do sistema | Circuitos de potência, controle, comunicações, alarme de incêndio e fibra óptica podem ter requisitos de roteamento adicionais |
| Capacidade de reserva | Um projeto no limite normativo pode deixar pouco espaço prático para a passagem ou futuras adições |
A orientação de instalação de cabos da Southwire define a taxa de travamento como o diâmetro interno do eletroduto dividido pelo diâmetro externo do cabo e identifica uma região de risco comum para três cabos similares. Trate isso como uma entrada de análise de puxamento, não como um substituto para a norma aplicável, os dados do fabricante do cabo ou um cálculo de puxamento específico do trajeto.
Para a seleção de condutores além da área física do caminho, utilize o guia VIOX para Dimensionamento de cabos IEC, queda de tensão, redução de capacidade e capacidade de eletrocalhas. Para cálculos de perdas em longas distâncias, consulte o guia de queda de tensão e perda em linha. Estas são tarefas de projeto distintas e não devem ser inferidas a partir do resultado de ocupação de eletrodutos.
Lista de verificação de ocupação de eletrodutos
Antes de aprovar o tamanho de uma canalização, verifique todos os itens a seguir:
- a jurisdição do projeto e a edição do código de instalações elétricas adotada;
- a família exata da canalização, o tamanho comercial e a área interna;
- tipo de isolamento do condutor e área da tabela aplicável;
- fabricante do cabo acabado, número da peça, construção e diâmetro externo real;
- tratamento de conjuntos multicondutores, elípticos ou agrupados;
- o limite correto para um, dois, mais de dois ou bocal de qualificação;
- cálculo aritmético para cada grupo de cabos e conversão de unidades;
- ajuste de ampacidade e limitações de temperatura do condutor;
- contagem de curvas, raio de curvatura, tensão de tração, pressão na parede lateral e risco de travamento;
- requisitos de separação de circuitos, aterramento, vedação, selagem corta-fogo e ambientais;
- margem prática de puxamento e capacidade futura planejada.
Se qualquer entrada for incerta, não resolva a incerteza arredondando para baixo. Obtenha os dados exatos do condutor, cabo e eletroduto, então repita o cálculo ou use o calculadora de ocupação de eletrodutos VIOX para verificar a combinação revisada.
