Caixa de derivação elétrica vs. Caixa de passagem e caixa de puxamento: Como as regras da NEC se aplicam

Uma elétrica caixa de derivação é um invólucro onde um alimentador é derivado ou dividido em condutores adicionais, frequentemente usando conectores de emenda listados, equipamentos terminais ou blocos de distribuição de energia. Uma caixa de junção é um termo mais amplo para um invólucro que contém emendas ou conexões de condutores. Uma caixa de passagem fornece principalmente acesso para puxar condutores através de um sistema de eletrodutos.

Esses nomes descrevem a função pretendida, mas o rótulo em um desenho não não determina o tamanho final do invólucro por si só. Os requisitos de controle dependem do tamanho do condutor, do layout do eletroduto, se os condutores são puxados, emendados, derivados ou terminados, do hardware instalado e da edição do National Electrical Code (NEC) adotada pela autoridade local com jurisdição (AHJ).

Tabela de decisão rápida

Descrição do invólucro	O que acontece no interior	Foco típico do projeto	Disposições do NEC comumente revisadas*
Caixa de passagem	Os condutores passam; a caixa fornece um ponto de puxamento	Geometria do eletroduto, direção de puxamento, proteção do condutor, acesso	314.28, 314.29
Caixa de junção	Os condutores são emendados, unidos ou redirecionados	Preenchimento da caixa para condutores menores; geometria e espaço de curvatura para condutores maiores; acesso	314.16, 314.28, 314.29
Caixa de derivação	Um alimentador ou circuito é derivado para condutores adicionais, frequentemente através de conectores ou um bloco de distribuição de energia	Listagem de conectores, faixa de condutores, classificação do invólucro, espaço de curvatura, espaço de fiação, acesso	Pode incluir os requisitos das seções 312.6, 312.8, 314.28 e requisitos de listagem de produtos

*A seção aplicável depende do tipo de invólucro e da instalação. Verifique sempre a edição do NEC adotada, as emendas locais, as instruções do produto e a interpretação da autoridade competente (AHJ).

A Regra Mais Importante: Classifique a Instalação, Não a Sigla

PB, JB e TB são abreviações úteis em desenhos, mas não substituem uma análise de engenharia. Antes de selecionar o invólucro, responda a cinco perguntas:

1. Qual é o maior condutor no invólucro?
2. Os condutores passam diretamente, fazem curvas, formam um loop em U, são emendados, derivados ou terminados?
3. Quais eletrodutos contêm os mesmos condutores?
4. O invólucro conterá conectores de emenda, terminais ou blocos de distribuição de energia listados?
5. O produto é uma caixa de passagem/derivação, um gabinete ou caixa de corte, ou parte de um equipamento listado?

Esta sequência evita um erro comum: assumir que toda caixa com emendas usa apenas o cálculo de preenchimento em polegadas cúbicas, enquanto toda caixa sem emendas usa apenas a fórmula de caixa de passagem. Para condutores maiores, uma caixa de derivação com emendas ainda pode se enquadrar na NEC 314.28.

Para uma comparação focada de duas vias, veja Caixa de Passagem vs. Caixa de Derivação: Principais Diferenças e Dimensionamento NEC. Para acessibilidade, suporte, coberturas e requisitos gerais do Artigo 314, utilize o guia separado Guia de requisitos de caixas de derivação da NEC.

O que é uma caixa de derivação elétrica?

Uma caixa de derivação fornece um ponto fechado onde um condutor de entrada ou alimentador é conectado a um ou mais condutores de saída. Dependendo do sistema, a derivação pode ser feita com um conector mecânico homologado, conector de compressão, conjunto de terminais, estrutura de barramento ou bloco de distribuição de energia (PDB).

As aplicações mais comuns incluem:

• distribuição de um alimentador para vários quadros de distribuição ou cargas;
• arranjos para múltiplos inquilinos e medição;
• sistemas de controle industrial e distribuição de energia;
• modernização de equipamentos onde os condutores precisam ser ramificados dentro de um invólucro acessível;
• Sistemas de distribuição modulares utilizando hardware de terminal ou distribuição homologado.

“Tap box” é um termo funcional da indústria, não um atalho universal para uma fórmula de dimensionamento. Um invólucro de derivação montado em campo pode ser tratado como uma caixa de passagem ou derivação em um projeto e como um gabinete ou caixa de corte em outro. Equipamentos homologados podem ter requisitos de construção e instalação ainda diferentes.

Tap Box vs Caixa de Derivação vs Caixa de Passagem

Uma caixa de passagem cria um ponto de puxamento de condutores.

Em uma caixa de passagem típica, os condutores permanecem contínuos enquanto os instaladores os puxam através de um eletroduto longo ou com mudança de direção. O invólucro deve fornecer espaço suficiente para acomodar os condutores sem danificar o isolamento ou violar as regras aplicáveis de curvatura e espaçamento.

A palavra “passagem” (pull) descreve a função; ela não proíbe todas as emendas em todos os invólucros de passagem ou derivação possíveis. Se forem instaladas emendas, o projeto deve ser avaliado sob as disposições que se aplicam a emendas e puxamentos em ângulo ou em U, em vez de assumir que a caixa permanece um caso simples de puxamento reto.

Uma caixa de derivação protege emendas e conexões.

Uma caixa de derivação pode conter emendas de circuitos ramais, emendas de alimentadores, terminações ou transições entre métodos de fiação. Para condutores comumente cobertos pelo método de preenchimento de caixa da NEC 314.16, o volume necessário depende do número e tamanho dos condutores e dos dispositivos, grampos, condutores de aterramento e outros itens contados pela edição do código adotado.

Quando uma caixa contém condutores de bitola 4 AWG ou superior, não se limite ao cálculo de ocupação de caixa para condutores pequenos. A norma NEC 314.28 também pode estabelecer dimensões mínimas com base no arranjo do eletroduto, direção de puxamento e emendas.

Uma caixa de derivação adiciona hardware de distribuição e restrições de terminação.

Uma caixa de derivação é um invólucro de conexão com um problema de projeto adicional: o próprio hardware de derivação ocupa espaço e estabelece requisitos de entrada de condutor, comprimento de decapagem, torque, espaçamento e faixa de bitola do fio. A caixa deve acomodar o conector real ou o bloco de distribuição de energia (PDB), e não um bloco genérico presumido.

Portanto, a revisão do invólucro precisa incluir:

• a listagem e as instruções de instalação do bloco ou conector;
• material, quantidade e faixa de bitola de condutores permitidos;
• roteamento dos condutores de linha e carga;
• espaço de curvatura em cada terminal;
• separação da parede do invólucro e de outras partes vivas;
• método de montagem e suporte mecânico;
• acessibilidade para aperto, inspeção e manutenção futura;
• classificação de corrente de curto-circuito aplicável e condições de proteção contra sobrecorrente para a instalação completa.

A VIOX oferece blocos de distribuição de energia para aplicações em painéis e distribuição, mas a seleção do modelo deve basear-se nas classificações específicas do modelo, faixa de condutores, instruções de instalação e nos requisitos da montagem completa.

NEC 314.16 vs 314.28: Onde o Artigo Antigo Estava Incorreto

A versão anterior deste artigo tratava a diferença como:

Caixa de passagem = NEC 314.28; caixa de derivação = NEC 314.16.

Esse atalho está incompleto. Uma regra de decisão mais segura é:

Condição de instalação	Cálculo ou revisão primária
Condutores menores em uma tomada, dispositivo ou caixa de derivação	Volume de preenchimento da caixa conforme NEC 314.16, incluindo todas as tolerâncias exigidas
Eletrodutos ou cabos com condutores 4 AWG ou maiores em uma caixa de passagem ou derivação	Dimensões mínimas conforme NEC 314.28, com base no caminho do condutor e no arranjo do eletroduto
Puxada reta com condutores maiores	Dimensão de tração reta 314.28
Tração angular, tração em U ou emenda com condutores de maior bitola	Dimensões de tração angular/em U/emenda e espaçamento de eletrodutos 314.28
Hardware de derivação instalado em uma caixa de passagem ou de junção	Requisitos 314.28 acrescidos das disposições para o hardware de distribuição ou emenda listado
Hardware de derivação instalado em um gabinete ou invólucro de equipamento similar	Disposições aplicáveis do Artigo 312 sobre espaço de fiação e espaço de curvatura, listagem de equipamentos e instruções do fabricante

O conjunto exato de seções pode variar de acordo com o invólucro e o equipamento. A correção principal é que adicionar uma emenda não faz automaticamente com que a norma NEC 314.28 deixe de ser aplicável.

Regra de Puxamento Reto da NEC 314.28

Para um puxamento reto dentro do escopo da NEC 314.28, os condutores entram por uma parede e saem pela parede oposta sem mudar de direção. O comprimento mínimo da caixa na direção do puxamento é:

Comprimento mínimo de puxamento reto = 8 × tamanho comercial do eletroduto maior

Exemplo: puxamento reto de 3 polegadas

Se o maior eletroduto for de 3 polegadas:

8 × 3 pol. = 24 pol.

A dimensão mínima na direção desse puxamento reto é, portanto, de 24 polegadas. Este cálculo não estabelece todas as dimensões necessárias. O projetista ainda deve verificar os caminhos restantes dos condutores, entradas, tampas, acessibilidade, espaço prático para puxamento e quaisquer requisitos específicos do equipamento.

NEC 314.28 Puxadas em ângulo, puxadas em U e emendas

Quando os condutores mudam de direção, retornam pela mesma parede ou são emendados, a dimensão da parede oposta baseia-se nos eletrodutos em cada fileira nessa parede:

Distância mínima até a parede oposta = 6 × maior eletroduto na fileira + soma dos outros eletrodutos nessa fileira

O espaçamento entre as entradas de eletrodutos que contêm os mesmos condutores também deve ser verificado. Não calcule apenas a largura total da caixa ignorando a localização das entradas ou conexões.

Exemplo: puxada em ângulo com um eletroduto de 3 polegadas e um de 2 polegadas

Suponha que uma fileira em uma parede contenha:

• um eletroduto de 3 polegadas;
• um eletroduto de 2 polegadas;
• condutores que se voltam para outra parede.

A distância mínima da parede oposta para essa fileira é:

(6 × 3 pol.) + 2 pol. = 20 pol.

Esta é uma dimensão necessária, não uma especificação completa do invólucro. Repita o cálculo para cada parede e caminho de condutor relevante e, em seguida, aplique o resultado mais restritivo em cada direção.

Para um passo a passo completo do cálculo de preenchimento de caixa e caixa de passagem, utilize o guia de dimensionamento de caixas de junção.

Por que uma caixa de derivação não pode ser dimensionada apenas pela corrente nominal

Não existe uma regra confiável como “uma derivação de 400 A precisa de um invólucro de X polegadas”. Duas caixas de derivação com a mesma corrente nominal podem exigir dimensões diferentes devido a:

• condutores de cobre versus alumínio;
• tamanho do condutor e número de condutores por terminal;
• isolamento do condutor e características de curvatura;
• entrada superior, inferior ou lateral;
• orientação dos terminais de linha e carga;
• tamanho físico e posição de montagem do PDB ou conector;
• classificação do invólucro;
• espaço necessário para curvatura de fios e cabeamento;
• corrente de curto-circuito nominal e condições de proteção;
• Requisitos ambientais e de acessibilidade.

Selecione primeiro o hardware de derivação, verifique os condutores e classificações permitidos, trace os caminhos dos condutores e, em seguida, selecione ou projete o invólucro. Inverter essa sequência geralmente resulta em uma caixa que é grande o suficiente externamente, mas impossível de terminar com segurança internamente.

Um fluxo de trabalho de cinco etapas para seleção de caixa de derivação

Passo 1: Definir a arquitetura elétrica

Documente a tensão do sistema, a corrente de falta disponível, a proteção contra sobrecorrente a montante, o condutor de entrada, os condutores de saída, o número de derivações, o método de aterramento e equipotencialização, e se a instalação é um equipamento de serviço ou parte de outro conjunto listado.

Passo 2: Selecionar hardware de conexão listado

Escolha o conector, o conjunto de terminais ou o bloco de distribuição de energia (PDB) usando sua folha de dados e instruções de instalação reais. Confirme o material do condutor, a faixa de bitola, o número de condutores por porta, a classificação de temperatura, as instruções de torque e as condições de curto-circuito aplicáveis.

Não coloque dois condutores em um terminal, a menos que o terminal seja identificado para essa combinação de condutores.

Passo 3: Classificar o invólucro

Determine se a instalação é uma caixa de passagem/junção, armário ou caixa de derivação, eletrocalha ou parte de um equipamento listado. Esta classificação determina quais disposições da NEC devem ser revisadas.

Passo 4: Dispor os condutores antes de escolher as dimensões

Desenhe cada entrada de eletroduto, caminho do condutor, conector e terminação. Aplique as verificações necessárias de tração reta, tração angular, emenda e espaço de curvatura do terminal. Verifique se a tampa pode ser instalada sem comprimir os condutores contra partes energizadas ou bordas afiadas.

Passo 5: Verificar a montagem completa

Verifique a acessibilidade, suporte, equipotencialização, adequação ambiental, aberturas não utilizadas, adequação da tampa, rotulagem, espaço de trabalho e instruções do fabricante. A autoridade competente (AHJ) avalia a instalação, não apenas a página do catálogo da caixa vazia.

Espaço de Curvatura dos Condutores: A Oportunidade que a GSC está demonstrando

O espaço de curvatura dos condutores não é uma folga decorativa. Ele permite que os condutores entrem nos terminais sem exceder uma curvatura aceitável, sobrecarregar o terminal ou pressionar o isolamento contra o invólucro.

O requisito de controle depende de onde os condutores são terminados e de como o invólucro é classificado. A norma NEC 312.6 aborda o espaço para curvatura de fios em terminais de quadros e caixas de derivação, enquanto a NEC 314.28 aborda as dimensões e os caminhos dos condutores em caixas de passagem e derivação que contêm condutores de maior bitola. Equipamentos listados e instruções dos terminais podem exigir espaço adicional.

Por essa razão, a questão sobre o “espaço para curvatura de fios na NEC” deve ser respondida com um processo de decisão, em vez de uma dimensão universal:

1. identifique o tipo de invólucro e de equipamento;
2. identifique o condutor e o terminal;
3. verifique a tabela da NEC aplicável ou a regra geométrica na edição adotada;
4. verifique as instruções do equipamento;
5. confirme o caminho real do condutor, não apenas as dimensões da caixa vazia.

Erros Comuns de Design

Erro	Por que falha	Melhor abordagem
Dimensionamento a partir da etiqueta do PB, JB ou TB	A etiqueta não descreve todos os caminhos dos condutores ou regras aplicáveis	Desenhe o arranjo interno dos condutores e classifique o invólucro
Assumindo que cada caixa de derivação utiliza apenas a norma NEC 314.16	Condutores maiores também podem acionar as dimensões da norma 314.28	Verifique o tamanho do condutor antes de escolher o método de cálculo
Adicionar uma emenda para evitar a regra de 8×	Emendas são tratadas com geometria de tração em ângulo/U; elas não eliminam automaticamente a norma 314.28	Recalcular o invólucro para o arranjo de emendas real
Escolher uma caixa de derivação apenas pela amperagem	O hardware e o roteamento dos condutores podem controlar o tamanho	Selecionar o conector e mapear os condutores primeiro
Ignorar o espaçamento de entrada do eletroduto	As dimensões gerais podem estar corretas, enquanto as localizações dos hubs falham	Dimensionar cada parede, fileira e par de eletrodutos de condutores iguais
Usar um bloco de distribuição de energia (PDB) genérico sem verificar sua certificação	As combinações de condutores e as condições de curto-circuito são específicas do modelo	Utilize a documentação exata do produto e os requisitos de montagem completa
Tratar as dimensões mínimas do código como um projeto completo	A geometria mínima ainda pode ser impraticável para a passagem ou terminação de cabos	Reserve espaço útil para instalação e manutenção após todas as verificações mínimas

Lista de verificação de especificações para engenheiros e montadores de painéis

Antes de liberar um invólucro de derivação, passagem ou junção, registre:

• classificação do invólucro e função pretendida;
• edição do NEC adotada e emendas locais;
• bitolas, quantidades, materiais e tipos de isolamento dos condutores;
• dimensões comerciais dos eletrodutos e locais de entrada;
• trajetos retos, em ângulo, em U, de emenda, de derivação e de terminação;
• dimensões mínimas calculadas para cada direção;
• espaçamento de entrada no eletroduto para condutores do mesmo tipo;
• fabricante e número da peça do conector ou bloco de distribuição de energia (PDB);
• combinações de condutores permitidas e instruções de aperto;
• requisitos de curto-circuito para equipamentos e montagens;
• material do invólucro e classificação ambiental exigida pelo local;
• método de aterramento e equipotencialização;
• requisitos de cobertura, suporte, acessibilidade, etiquetagem e espaço de trabalho;
• folga de instalação adicional além do mínimo calculado.

Se o projeto precisar de um invólucro industrial configurável em vez de uma caixa de construção padrão, analise o VIOX opções de caixa de derivação e invólucro à prova d'água somente após a definição dos requisitos elétricos, ambientais e dimensionais.

Perguntas Frequentes

Uma caixa de derivação (tap box) é o mesmo que uma caixa de junção?

Uma caixa de derivação (tap box) pode funcionar como um tipo de invólucro de junção ou distribuição, mas os termos não são intercambiáveis em todos os projetos. “Tap box” descreve um alimentador ou circuito que está sendo derivado; “caixa de junção” descreve genericamente um invólucro que contém conexões de condutores. As regras aplicáveis dependem da classificação do invólucro, do tamanho do condutor, do hardware e do arranjo da fiação.

Uma caixa de derivação contém sempre um bloco de distribuição de energia?

Não. As derivações podem utilizar conectores de emenda homologados, conjuntos de terminais, estruturas de barramento ou blocos de distribuição (PDBs). O método de conexão selecionado deve ser identificado para os condutores e a aplicação.

A norma NEC 314.28 aplica-se apenas a caixas de passagem?

Não. A NEC 314.28 aborda caixas de passagem, caixas de junção e corpos de conduletes dentro do seu escopo. Caixas de junção que contêm condutores maiores também podem exigir verificações dimensionais conforme a 314.28.

Posso reduzir o tamanho de uma caixa de passagem cortando e emendando os condutores?

Não presuma que sim. As emendas estão incluídas nas disposições de ângulo/tração em U/emenda da NEC 314.28. Alterar o arranjo dos condutores requer um novo cálculo e pode adicionar requisitos de conectores, espaço de curvatura, acessibilidade e manutenção.

Qual é a regra de 8× para uma caixa de passagem?

Para um puxamento reto conforme a NEC 314.28, o comprimento da caixa na direção do puxamento deve ser de pelo menos oito vezes o tamanho comercial do eletroduto maior. Outras dimensões e requisitos ainda devem ser verificados.

Qual é a regra de 6× para um puxamento em ângulo?

Para um puxamento em ângulo, puxamento em U ou emenda, a distância necessária da entrada do eletroduto até a parede oposta baseia-se em seis vezes o maior eletroduto na fileira, somado aos tamanhos comerciais dos outros eletrodutos na mesma fileira. O espaçamento entre eletrodutos para o mesmo trecho de condutores também deve ser verificado.

Qual edição da NEC devo usar?

Utilize a edição adotada pela jurisdição do projeto, juntamente com as emendas locais e as interpretações da autoridade competente (AHJ). Não presuma que a edição publicada mais recente já seja aplicável no local do projeto.

Conclusão

A diferença entre uma caixa de passagem, caixa de derivação e caixa de derivação com barramento (tap box) começa pela função, mas o dimensionamento seguro depende da instalação real. Uma etiqueta no desenho não substitui o tamanho do condutor, a geometria do eletroduto, o arranjo de emendas ou derivações, o espaço de curvatura dos terminais, a listagem do equipamento ou as instruções do fabricante.

Para uma caixa de derivação (tap box), a sequência mais confiável é: definir a arquitetura elétrica, selecionar o hardware de conexão listado, classificar o invólucro, dispor os condutores, calcular todas as dimensões necessárias e verificar a montagem completa. Esse processo produz uma especificação defensável e evita o atalho inseguro de tentar adaptar a instalação a uma caixa selecionada precocemente.

Referências Técnicas

• Documentação de desenvolvimento da NFPA NEC para o Artigo 314.28
• Disposições do Artigo 314 do NEC hospedadas pelo ICC
• Informações sobre blocos de distribuição de energia encapsulados da Schneider Electric

Nota de segurança e normas: Este artigo é uma visão geral de engenharia, não um substituto para o NEC adotado, emendas locais, especificações de projeto, instruções do produto ou aprovação da AHJ. O trabalho em invólucros elétricos e condutores deve ser projetado e executado por pessoal qualificado.