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Use dois caminhos de dimensionamento diferentes. Para caixas contendo condutores comuns de 18 a 6 AWG, a NEC 314.16 determina o volume mínimo a partir de condutores, condutores de aterramento, grampos, conexões e suportes de dispositivos. Para caixas de passagem ou derivação contendo condutores isolados de 4 AWG ou maiores em um eletroduto ou trecho de cabo, a NEC 314.28 determina as dimensões mínimas a partir do tamanho do eletroduto e da geometria de puxamento. Não existe um tamanho único de caixa de passagem que atenda a todas as instalações.
| O que há dentro da caixa? | Caminho de dimensionamento primário | Resultado calculado |
|---|---|---|
| Condutores cobertos pelas tolerâncias de volume de 18–6 AWG | Ocupação de caixa NEC 314.16 | Volume interno mínimo, geralmente em polegadas cúbicas |
| Condutores isolados de 4 AWG ou maiores em eletrodutos ou lances de cabos | Dimensionamento de caixa de passagem/junção conforme NEC 314.28 | Dimensão mínima da caixa para cada direção de tração |
| Uma combinação de condições ou terminais de equipamentos | Aplique todas as regras relevantes | Use o requisito resultante mais restritivo |
Este guia utiliza o tratamento da NEC 2023 para seus exemplos de preenchimento de caixa, pois as tolerâncias para condutores de aterramento diferem entre os ciclos do código. Antes de usar qualquer resultado para projeto, licenciamento ou inspeção, verifique a edição da NEC adotada pela autoridade competente (AHJ), as emendas locais, a marcação da caixa e a listagem do produto. A NFPA mantém acesso a múltiplas edições da NFPA 70, o National Electrical Code, portanto, a última edição publicada não é automaticamente a edição aplicada no local do projeto.
Cálculo de preenchimento de caixa NEC 314.16
O NEC 314.16 é um cálculo de volume. O volume da caixa necessário é a soma das tolerâncias para os condutores isolados, condutores de aterramento de equipamentos, grampos internos, acessórios de suporte e suportes de dispositivos na caixa.
A fórmula de trabalho é:
Volume da caixa necessário = preenchimento do condutor + preenchimento do grampo + preenchimento do acessório de suporte + preenchimento do dispositivo/equipamento + preenchimento do condutor de aterramento do equipamento
Não reduza o cálculo para “número de fios × um valor”, a menos que cada item contado tenha a mesma tolerância e a caixa não contenha dispositivos ou acessórios internos.
Passo 1: Registre cada condutor isolado
Para cada bitola de condutor, identifique quantos condutores devem ser contados:
- Um condutor que se origina fora da caixa e é emendado ou conectado dentro dela conta normalmente uma vez.
- Um condutor contínuo que passa através da caixa conta normalmente uma vez.
- Um condutor inteiramente contido dentro da caixa geralmente não recebe uma tolerância de ocupação de condutores sob a regra básica de condutores.
- Loops ou bobinas longas podem exigir tolerâncias adicionais; verifique a redação exata na edição adotada da NEC em vez de tratar cada loop interno como um rabicho.
Condutores de tamanhos mistos mantêm suas tolerâncias de volume individuais. Quatro condutores 14 AWG e dois condutores 12 AWG não são calculados como seis condutores idênticos.
Passo 2: Adicionar a ocupação de grampos internos e acessórios de suporte
Um ou mais grampos de cabo internos juntos geralmente adicionam uma tolerância de volume baseada no maior condutor presente na caixa. Um conector cujo mecanismo de fixação está fora da caixa não utiliza a mesma tolerância de grampo interno.
Acessórios de suporte internos, como prisioneiros de luminárias ou hickeys, também exigem uma tolerância sob a regra aplicável. Identifique o que está realmente dentro da caixa; não adicione uma tolerância apenas porque um conector de cabo é visível pelo lado de fora.
Passo 3: Adicionar preenchimento do suporte do dispositivo
Cada suporte ou cinta contendo um interruptor, tomada ou outro dispositivo normalmente requer uma tolerância de volume duplo com base no maior condutor conectado a esse suporte. Um dispositivo mais largo que ocupa mais de uma caixa pode exigir tolerâncias adicionais conforme a edição adotada.
É por isso que uma caixa de emenda vazia e uma caixa de dispositivo com a mesma contagem de condutores isolados podem precisar de volumes diferentes.
Passo 4: Contar os condutores de aterramento do equipamento por edição da NEC
O preenchimento do condutor de aterramento é sensível à edição. Sob a abordagem da NEC 2023 usada nos exemplos abaixo:
- até quatro condutores de aterramento do equipamento entrando na caixa usam uma tolerância de volume baseada no maior condutor de aterramento do equipamento que entra;
- cada condutor de aterramento do equipamento adicional ou jumper de equipotencialidade aplicável que entra adiciona um quarto dessa tolerância do maior condutor.
O atalho mais antigo de que “todos os aterramentos juntos contam como um” pode subestimar o volume necessário quando mais de quatro condutores de aterramento entram na caixa. O material de desenvolvimento público da NFPA para 314.16(B)(5) preenchimento do condutor de terra de proteção documenta a abordagem da edição de 2023. Utilize a redação da edição adotada para o projeto; não aplique este exemplo a todos os ciclos da NEC.
Passo 5: Converter cada tolerância para volume
Os valores a seguir são as tolerâncias de volume de condutores comuns mostradas na Tabela 314.16(B) da NEC. O material público de desenvolvimento da NEC da NFPA também mostra a tabela de tolerâncias 314.16(B) e regras de componentes.
| Bitola do condutor | Volume por tolerância | Volume métrico |
|---|---|---|
| 18 AWG | 1,50 in³ | 24,6 cm³ |
| 16 AWG | 1,75 in³ | 28,7 cm³ |
| 14 AWG | 2,00 in³ | 32,8 cm³ |
| 12 AWG | 2,25 in³ | 36,9 cm³ |
| 10 AWG | 2,50 in³ | 41,0 cm³ |
| 8 AWG | 3,00 in³ | 49,2 cm³ |
| 6 AWG | 5,00 in³ | 81,9 cm³ |
Para tamanhos mistos, calcule cada grupo separadamente. Grampos e acessórios de suporte utilizam o maior condutor presente sob sua regra aplicável; o suporte de um dispositivo utiliza o maior condutor conectado a esse dispositivo.
Exemplo prático de preenchimento de caixa: Dois cabos 12/2 e uma tomada
Suponha que uma caixa de dispositivo contenha:
- dois cabos 12/2, produzindo quatro condutores isolados de 12 AWG;
- uma tomada em um único suporte, conectada com condutores 12 AWG;
- abraçadeiras de cabo internas;
- dois condutores de aterramento de equipamento 12 AWG entrando na caixa;
- nenhum acessório de suporte adicional.
Usando a abordagem do NEC 2023:
| Componente | Contagem de tolerância | Base de tolerância | Volume necessário |
|---|---|---|---|
| Quatro condutores isolados | 4 | 2,25 in³ | 9,00 in³ |
| Grampos internos | 1 | 2,25 in³ | 2,25 in³ |
| Suporte de tomada | 2 | 2,25 in³ | 4,50 in³ |
| Dois condutores de aterramento de equipamento | 1 | 2,25 in³ | 2,25 in³ |
| Total | 8 | 18,00 in³ |
O volume mínimo calculado é 18,00 polegadas cúbicas. O próximo passo é não presumir que toda caixa de gangue simples forneça 18 in³. Verifique o volume marcado na caixa real ou use a tabela de normas aplicável para as dimensões e construção exatas da caixa. Se a caixa selecionada estiver marcada com 18,0 in³, ela atende ao mínimo numérico neste exemplo, mas uma caixa listada maior pode facilitar a dobra dos condutores, a instalação do dispositivo e a manutenção futura.
Regra de cálculo para tamanhos mistos
Suponha que a parte do condutor isolado contenha, em vez disso, quatro condutores 14 AWG e dois condutores 12 AWG:
- 4 × 2,00 in³ = 8,00 in³
- 2 × 2,25 in³ = 4,50 in³
O subtotal do condutor isolado é 12,50 in³. Não multiplique todos os seis condutores por 2,25 in³. Apenas as tolerâncias para grampos, acessórios de suporte, suportes de dispositivos e condutores de aterramento utilizam sua base especificada de maior condutor.
Por que não existe um “tamanho de caixa de derivação padrão” universal”
Existem dimensões de caixa padronizadas e volumes listados, mas uma descrição como caixa de um módulo, quadrada de 4 polegadas, ou 100 × 100 mm não prova por si só que uma caixa possui volume útil suficiente para uma instalação específica.
O volume útil pode variar com:
- profundidade e construção da caixa;
- grampos integrais ou projeções internas;
- anéis de extensão ou tampas com um volume declarado;
- suportes e acessórios de dispositivos;
- tamanhos e quantidades de condutores;
- o código nacional aplicável e a listagem do produto.
Para o preenchimento de caixas conforme o NEC, compare o requisito calculado com o volume marcado pelo fabricante ou a entrada exata na tabela do NEC aplicável. As dimensões em milímetros de um catálogo de produtos descrevem o tamanho físico; elas não substituem o cálculo do código.
Dimensionamento de caixas de passagem e derivação NEC 314.28
O NEC 314.28 altera o problema de dimensionamento de volume interno para dimensões físicas de tração. Ele se aplica a caixas de passagem e derivação e corpos de eletrodutos usados com condutores isolados de 4 AWG ou maiores sob seu escopo declarado. O resultado depende se os condutores realizam uma tração reta, tração angular, tração em U ou arranjo de emenda.
O Material da NFPA para 314.28 estabelece a regra de tração direta de 8× e a abordagem dimensional para condutores maiores. Calcule cada parede e direção de tração aplicáveis; uma única fórmula não estabelece automaticamente o comprimento, a altura e a profundidade.
Tração Direta: 8× o maior eletroduto
Uma tração direta entra por uma parede e sai pela parede oposta sem mudar de direção.
Distância mínima na direção da tração = 8 × tamanho comercial do maior eletroduto
Se o maior eletroduto em uma tração direta for de tamanho comercial 2:
8 × 2 in = 16 in
A caixa, portanto, precisa de pelo menos 16 polegadas nessa direção de tração. Este resultado não determina as outras dimensões da caixa nem substitui os requisitos de curvatura de condutores, terminais, listagem ou instalação que também possam ser aplicáveis.
Tração Angular, Tração em U ou Emenda: 6× mais os outros eletrodutos
Para um puxamento angular, puxamento em U ou arranjo de emenda aplicável, calcule a partir de cada parede e fileira de eletrodutos envolvida:
Distância mínima de parede a parede oposta = 6 × maior eletroduto na fileira + soma dos tamanhos comerciais dos outros eletrodutos nessa fileira na mesma parede
Repita o cálculo para cada fileira e parede relevante. O maior resultado determina essa dimensão da caixa.
Onde duas entradas de eletroduto contêm o mesmo trecho de condutor, seu espaçamento também deve satisfazer o mínimo aplicável com base em seis vezes o tamanho comercial do maior eletroduto. Este requisito de entrada para entrada é separado do cálculo de parede a parede oposta.
Exemplo prático de tração reta
Dois eletrodutos de tamanho comercial 2 entram em paredes opostas e transportam condutores isolados de 4 AWG ou maiores em um puxamento reto.
- Identifique o maior eletroduto: 2 polegadas.
- Aplique o multiplicador de puxamento reto: 8 × 2 polegadas.
- Comprimento mínimo da caixa na direção do puxamento: 16 polegadas.
Registre o resultado como uma dimensão controlada, não como um tamanho de caixa completo:
| Direção verificada | Tipo de tração | Cálculo | Dimensão mínima |
|---|---|---|---|
| Parede esquerda à parede direita | Reto | 8 × 2 pol | 16 pol |
A altura e a profundidade ainda requerem verificação a partir do layout completo, condutores, acessórios e especificação do invólucro.
Exemplo prático de tração combinada
Considere que os seguintes eletrodutos estão no mesmo plano:
- parede esquerda: um eletroduto de tamanho comercial 3 e um eletroduto de tamanho comercial 2 na mesma fileira;
- parede direita: um eletroduto de tamanho comercial 2;
- parede superior: um eletroduto de tamanho comercial 3;
- os eletrodutos de 2 polegadas formam uma passagem reta da esquerda para a direita;
- os eletrodutos de 3 polegadas formam uma passagem angular da parede esquerda para a parede superior.
Dimensão horizontal
Verifique ambas as condições que afetam a dimensão da esquerda para a direita.
Puxada reta:
8 × 2 in = 16 in
Puxada em ângulo calculada a partir da parede esquerda:
(6 × 3 in) + 2 in = 20 in
O maior resultado prevalece, portanto a dimensão horizontal mínima é 20 polegadas.
Dimensão vertical
Calcule a partir da parede superior, que possui um eletroduto de tamanho comercial 3 na fileira aplicável:
6 × 3 pol = 18 pol
A dimensão vertical mínima é 18 polegadas.
Para os dois eletrodutos de 3 polegadas que transportam o mesmo trecho de condutor, verifique também pelo menos 18 polegadas entre suas entradas usando a regra de espaçamento 6× aplicável.
As dimensões da face calculadas para este layout simplificado são, portanto, de pelo menos 20 × 18 polegadas. A profundidade e quaisquer requisitos adicionais permanecem específicos do projeto. Se os eletrodutos não estiverem na fileira ou plano assumido, redesenhe o layout e recalcule cada parede em vez de reutilizar esta resposta.
Planilha de dimensionamento de caixa de passagem
Use esta planilha antes de selecionar um invólucro.
Caminho A: Volume NEC 314.16
| Entrada | Valor do projeto |
|---|---|
| Edição da NEC adotada e emendas locais | |
| Quantidade de condutores isolados por bitola AWG | |
| Condutores de passagem ou laços longos | |
| Grampos de cabo internos | |
| Acessórios de suporte internos | |
| Suportes de dispositivos e maior condutor conectado | |
| Entrada de condutores de aterramento de equipamentos por bitola | |
| Subtotal de volume necessário para cada item | |
| Volume total necessário | |
| Volume marcado/listado da caixa | |
| Aprovado: volume da caixa ≥ volume necessário |
Caminho B: Dimensões NEC 314.28
| Entrada | Valor do projeto |
|---|---|
| Edição da NEC adotada e emendas locais | |
| Maior bitola de condutor | |
| Bitola comercial do eletroduto em cada entrada | |
| Tipo de puxamento para cada trecho de condutor | |
| Resultado de puxamento reto para cada eixo | |
| Resultado de tração em ângulo/U para cada parede e fileira | |
| Espaçamento de entrada de eletroduto para o mesmo condutor | |
| Maior comprimento de controle | |
| Maior altura de controle | |
| Profundidade necessária e outras restrições de equipamento | |
| A caixa selecionada atende a todas as dimensões controladas |
Verificação final antes da seleção
- Confirme se o invólucro está funcionando como uma caixa de passagem, caixa de tração, caixa de derivação, caixa de dispositivo ou mais de uma dessas. O guia VIOX para caixas de passagem, caixas de tração e caixas de derivação explica esse limite funcional.
- Verifique a edição da NEC adotada localmente; não misture regras de condutores de aterramento de diferentes edições.
- Verifique a marcação real da caixa, listagem, dimensões e instruções do fabricante.
- Para 314.16, mantenha o cálculo de volume componente por componente.
- Para 314.28, mantenha um desenho parede por parede mostrando os tamanhos comerciais dos eletrodutos e os caminhos dos condutores.
- Aplique os requisitos de acessibilidade, suporte, cobertura, entrada e equipotencialização separadamente. Veja o mais abrangente guia de requisitos de caixas de junção da NEC para esses tópicos.
- Consulte a AHJ ou o projetista elétrico do projeto para resolver layouts ambíguos antes do pedido ou da instalação.
Após a conclusão do cálculo, compare as dimensões necessárias, o material, a configuração de entrada e a classificação ambiental com as opções disponíveis de fabricação de caixas de derivação VIOX. A seleção de um produto deve documentar como os dados do invólucro marcados ou declarados satisfazem o requisito calculado; a aparência ou o tamanho nominal da face não são suficientes.
Nota de segurança e normas: Este artigo é uma referência de engenharia, não um substituto para o NEC adotado, emendas locais, listagens de produtos, especificações de projeto ou interpretação da AHJ. Desenergize e verifique o equipamento elétrico antes da inspeção ou modificação, e utilize pessoal qualificado para trabalhos regulamentados por normas.
