Trên trang này
Tỷ lệ phần trăm lấp đầy ống luồn dây là tổng diện tích mặt cắt ngang của các dây dẫn và cáp bên trong ống luồn dây chia cho diện tích mặt cắt ngang bên trong của ống luồn dây, nhân với 100. Theo khung quy định chung của Bộ luật Điện Quốc gia (NEC) Chương 9, mức lấp đầy tối đa thông thường là 53% đối với một dây dẫn hoặc cáp, 31% đối với hai dây và 40% đối với hơn hai dây. Một đoạn ống luồn dây hoặc ống nối có chiều dài không quá 24 inch có thể sử dụng giới hạn 60%. Luôn xác minh phiên bản NEC được cơ quan có thẩm quyền (AHJ) áp dụng và các ghi chú liên quan đến việc lắp đặt.
Bản thân việc tính toán rất đơn giản. Hầu hết các sai sót đều đến từ việc chọn sai diện tích: sử dụng diện tích đồng của dây dẫn thay vì diện tích của dây dẫn có cách điện, sử dụng kích thước thương mại danh định của ống luồn dây làm đường kính trong, hoặc sử dụng đường kính cáp chung thay vì đường kính ngoài (OD) chính xác của nhà sản xuất.
Công thức tính độ lấp đầy ống luồn dây
Đối với cáp hoặc dây dẫn tròn có đường kính ngoài ngày:
A = π × d² ÷ 4Đối với nhiều nhóm dây dẫn hoặc cáp:
A_total = Σ(n × A_item)Tỷ lệ phần trăm lấp đầy ống luồn dây là:
Tỷ lệ lấp đầy % = A_tổng ÷ A_ống luồn dây × 100Nơi:
| Biểu tượng | Ý nghĩa | Sử dụng |
|---|---|---|
ngày |
Đường kính ngoài hoàn thiện | Sử dụng cho cáp tròn hoàn chỉnh khi nhà sản xuất cung cấp OD |
A_hạng mục |
Diện tích của một dây dẫn hoặc cáp | Sử dụng bảng mã áp dụng hoặc tính toán từ OD đã xác minh |
n |
Số lượng của dây dẫn hoặc cáp đó | Đếm mọi hạng mục chiếm dụng không gian vật lý trong ống luồn dây |
A_total |
Tổng diện tích của tất cả các hạng mục chiếm dụng | Cộng mọi nhóm dây dẫn và cáp |
A_conduit |
Tổng diện tích bên trong của ống luồn dây | Sử dụng giá trị cho đúng loại ống luồn dây và kích thước thương mại |
Giữ tất cả các kích thước trong cùng một đơn vị. Nếu đường kính tính bằng inch, diện tích thu được sẽ tính bằng inch vuông. Nếu đường kính tính bằng milimét, diện tích sẽ tính bằng milimét vuông. Vì độ đầy là một tỷ lệ, hệ thống đơn vị nào cũng hoạt động được nếu được sử dụng nhất quán.
Giới hạn lấp đầy ống luồn dây theo NEC
Bảng 1 Chương 9 của NEC thiết lập các giới hạn phần trăm quen thuộc được sử dụng tại Hoa Kỳ. Các giới hạn này áp dụng cho diện tích mặt cắt ngang bên trong của ống luồn dây, không áp dụng cho số kích thước thương mại danh định của nó.
| Nội dung hoặc tình trạng của ống luồn dây | Tham chiếu mức lấp đầy tối đa |
|---|---|
| Một dây dẫn hoặc cáp | 53% |
| Hai dây dẫn hoặc cáp | 31% |
| Nhiều hơn hai dây dẫn hoặc cáp | 40% |
| Đoạn ống nối ngắn (nipple) đủ điều kiện không dài quá 24 in | 60% |
Những số liệu này không phải là các quy tắc quốc tế phổ quát. Các dự án nằm ngoài khuôn khổ NEC phải tuân thủ các quy tắc đi dây quốc gia, thông số kỹ thuật của dự án và các yêu cầu của cơ quan chức năng địa phương hiện hành. Ngay cả đối với các dự án theo tiêu chuẩn NEC, hãy kiểm tra tất cả các ghi chú trong Chương 9 và điều khoản quy định cho loại ống luồn dây được chọn.
Cáp nhiều lõi, cáp quang hoặc dây mềm thường được coi là một dây dẫn cho mục đích tính toán tỷ lệ lấp đầy. Đối với cáp hình elip, hãy sử dụng phương pháp tính diện tích theo quy định dựa trên kích thước lớn nhất của nó thay vì giả định kích thước nhỏ nhất là đường kính cáp. Một tổ hợp các dây dẫn cách điện riêng lẻ không có lớp vỏ bọc tổng thể không mặc nhiên được coi là một sợi cáp; hãy tính toán các dây dẫn riêng lẻ theo yêu cầu của các quy tắc được áp dụng.
Chọn diện tích chính xác trước khi tính toán
Bản đồ đầu vào sau đây giúp ngăn ngừa ba lỗi tính toán phổ biến nhất.
| Hạng mục đang được lắp đặt | Nguồn diện tích chính xác | Không được thay thế |
|---|---|---|
| Dây điện cách điện đơn lẻ dùng trong tòa nhà, ví dụ như THHN/THWN-2 | Bảng diện tích dây dẫn cách điện áp dụng cho phiên bản quy chuẩn và cấu tạo dây dẫn được sử dụng | Diện tích đồng trần theo ký hiệu AWG hoặc mm² |
| Cáp tròn nhiều lõi, cáp điều khiển, cáp dữ liệu, cáp đồng trục hoặc cáp quang | Đường kính ngoài (OD) của cáp thành phẩm từ nhà sản xuất, được quy đổi sang diện tích | Kích thước dây dẫn, giá trị trung bình theo danh mục chung, hoặc kích thước đầu nối |
| Cáp hình elip hoặc cáp dẹt | Phương pháp theo yêu cầu của quy chuẩn áp dụng, thường sử dụng kích thước lớn nhất làm đường kính tròn hiệu dụng | Chỉ sử dụng đường kính nhỏ nhất |
| EMT, RMC/GRC, PVC, hoặc loại ống luồn dây điện khác | Diện tích bên trong được liệt kê cho đúng dòng ống luồn dây và kích thước thương mại | Kích thước thương mại danh định được coi là đường kính trong |
Dây dẫn riêng lẻ: Sử dụng Diện tích cách điện được liệt kê
Ký hiệu AWG hoặc mm² mô tả kích thước dây dẫn; nó không bao gồm độ dày lớp cách điện đã lắp đặt. Hai dây dẫn có cùng diện tích đồng có thể chiếm diện tích ống luồn dây khác nhau do loại cách điện hoặc cấu tạo của chúng khác nhau. Đối với tính toán theo NEC, hãy sử dụng giá trị áp dụng từ Bảng 5 Chương 9 hoặc bảng khác được yêu cầu cho cấu tạo dây dẫn cụ thể.
Phụ lục C có thể đẩy nhanh quá trình tính toán khi tất cả các dây dẫn có cùng kích thước và loại. Khi các kích thước dây dẫn hoặc loại cách điện khác nhau, hãy sử dụng phương pháp diện tích Chương 9 cơ bản thay vì chọn tra cứu cùng kích thước không liên quan.
Cáp hoàn thiện: Kiểm soát đường kính ngoài (OD) của nhà sản xuất
Đối với cáp đã hoàn thiện, hãy lấy đường kính ngoài (OD) danh định hoặc tối đa từ bảng dữ liệu sản phẩm chính xác. Lớp vỏ, lớp chắn, chất độn, lớp giáp, lớp đệm và dung sai sản xuất quyết định không gian mà cáp chiếm dụng. Hãy đo cáp khi hướng dẫn lắp đặt yêu cầu hoặc khi sản phẩm thực tế có thể khác biệt đáng kể so với giá trị dự tính.
Những Công cụ tính toán độ đầy ống luồn dây VIOX bao gồm các cài đặt sẵn về đường kính ngoài (OD) của cáp thông dụng cho việc lập kế hoạch sơ bộ và cho phép nhập đường kính ngoài tùy chỉnh. Dữ liệu của nhà sản xuất cho loại cáp được chọn luôn được ưu tiên hơn so với cài đặt sẵn chung.
Kích thước ống luồn dây: Sử dụng diện tích bên trong, không phải nhãn kích thước thương mại
Một ống luồn dây 1 inch không có đường kính trong là 1.000 inch. Kích thước bên trong khác nhau giữa ống thép luồn dây điện (EMT), ống thép luồn dây cứng (RMC/GRC), ống PVC Schedule 40, ống PVC Schedule 80 và các loại ống luồn dây khác. Hãy sử dụng mục trong bảng cho đúng loại ống luồn dây và kích thước thương mại tương ứng.
Các bước tính toán độ đầy ống luồn dây
Sử dụng trình tự này cho các hệ thống lắp đặt có cùng kích thước, hỗn hợp kích thước hoặc cáp đã hoàn thiện:
- Xác định các quy tắc quản lý. Ghi lại thẩm quyền, phiên bản quy chuẩn được áp dụng, điều khoản về đường ống dẫn dây, và liệu đường dây đó có đủ điều kiện cho bất kỳ điều kiện đặc biệt nào như quy tắc ống nối ngắn (nipple rule) hay không.
- Liệt kê mọi thứ có trong đường ống dẫn dây. Ghi lại từng loại dây dẫn hoặc cáp, lớp cách điện hoặc cấu tạo, số lượng và nguồn kích thước.
- Lấy diện tích chiếm chỗ của từng loại. Sử dụng bảng dây dẫn áp dụng hoặc tính toán diện tích của cáp tròn từ đường kính ngoài (OD) đã được xác minh.
- Nhân diện tích với số lượng. Thực hiện việc này riêng biệt cho từng nhóm.
- Cộng tất cả các nhóm lại. Kết quả là
A_total. - Xác định diện tích bên trong của ống luồn dây. Sử dụng đúng loại và kích thước thương mại.
- Tính toán tỷ lệ phần trăm lấp đầy. Chia
A_totalbởiA_conduit, sau đó nhân với 100. - Áp dụng giới hạn chính xác. So sánh với 53%, 31%, 40%, 60% hoặc giới hạn khác theo yêu cầu của các quy định hiện hành.
- Tăng kích thước ống luồn dây nếu cần thiết. Lặp lại phép tính bằng cách sử dụng diện tích bên trong của ứng viên tiếp theo. Không được làm tròn xuống đối với kết quả không đạt.
- Hoàn thành các bước kiểm tra kỹ thuật riêng biệt. Xác nhận việc điều chỉnh dòng điện định mức, bán kính uốn cong, lực kéo, áp lực lên thành ống, nguy cơ kẹt cáp, khoảng cách phân cách, tiếp địa và các chi tiết lắp đặt.
Ví dụ minh họa 1: Chín dây dẫn đơn cùng kích thước
Giả sử thực hiện phép tính theo tiêu chuẩn NEC cho chín dây dẫn 12 AWG THHN trong ống EMT 3/4 inch. Đối với ví dụ này, các giá trị bảng được áp dụng là:
- diện tích của một dây dẫn 12 AWG THHN:
0.0133 in²; - tổng diện tích bên trong của ống EMT 3/4 inch:
0.533 in²; - giới hạn áp dụng cho nhiều hơn hai dây dẫn:
40%.
Bước 1: Tính tổng diện tích dây dẫn
A_total = 9 × 0.0133 = 0.1197 in²Bước 2: Tính tỷ lệ phần trăm lấp đầy
Tỷ lệ lấp đầy = 0.1197 ÷ 0.533 × 100 = 22.5%Bước 3: So sánh với giới hạn
Diện tích tối đa cho phép ở mức 40% là:
A_allowed = 0.533 × 0.40 = 0.2132 in²Vì 0.1197 in² thấp hơn 0.2132 in², và 22.51% thấp hơn 40%, tổ hợp này đạt yêu cầu tính toán độ đầy của ống luồn dây.
Kết quả này chưa hoàn tất việc xác định kích thước dây dẫn. Số lượng dây dẫn mang dòng điện có thể kích hoạt việc điều chỉnh khả năng mang dòng, và số lượng đó được xác định theo các quy tắc khác với các hạng mục vật lý được tính cho độ đầy của ống luồn dây.
Ví dụ thực tế 2: Một cáp nhiều lõi sử dụng đường kính ngoài (OD) thực tế
Giả sử một cáp nhiều lõi hình tròn có đường kính ngoài (OD) do nhà sản xuất công bố là 0.750 in được lắp đặt trong ống EMT 1-1/4 inch. Sử dụng đường kính trong của ống EMT là 1.380 in cho ví dụ về hình học minh họa này.
Bước 1: Tính diện tích cáp
A_cable = π × 0.750² ÷ 4 = 0.4418 in²Bước 2: Tính diện tích ống luồn dây
A_conduit = π × 1.380² ÷ 4 = 1.4957 in²Bước 3: Tính phần trăm lấp đầy
Fill % = 0.4418 ÷ 1.4957 × 100 = 29.5%Một cáp đa lõi được tính là một cáp cho việc so sánh phần trăm này, vì vậy giới hạn tham chiếu là 53%. Ở mức 29.5%, tổ hợp này vượt qua kiểm tra diện tích lấp đầy.
Trước khi chấp nhận việc lắp đặt, hãy xác nhận rằng đường kính ngoài (OD) của nhà sản xuất áp dụng cho đúng cấu trúc cáp và kích thước ống luồn dây khớp với bảng quy định. Ngoài ra, hãy xác minh bán kính uốn cong tối thiểu và giới hạn lực kéo; một loại cáp lớn có thể vượt qua kiểm tra độ lấp đầy nhưng vẫn gây khó khăn hoặc không phù hợp để lắp đặt dọc theo tuyến đường có nhiều đoạn uốn cong.
Ví dụ minh họa 3: Các loại cáp có OD khác nhau và ống luồn dây phù hợp tiếp theo
Giả sử một đường dẫn điện hạ thế bao gồm:
- tám cáp Cat6, mỗi cáp
0,236 inchđường kính ngoài; - hai cáp đồng trục RG6, mỗi cáp
0,275 inchđường kính ngoài.
Các đường kính ngoài này là dữ liệu đầu vào dự kiến cho ví dụ. Hãy sử dụng kích thước thực tế của nhà sản xuất được chọn cho dự án.
Bước 1: Tính diện tích của mỗi nhóm
Một cáp Cat6:
A_Cat6 = π × 0.236² ÷ 4 = 0.0437 in²Tám cáp Cat6:
8 × 0.0437 = 0.3499 in²Một cáp RG6:
A_RG6 = π × 0.275² ÷ 4 = 0.0594 in²Hai cáp RG6:
2 × 0.0594 = 0.1188 in²Tổng diện tích chiếm dụng:
A_total = 0.3499 + 0.1188 = 0.4687 in²Bước 2: Kiểm tra ống EMT 1 inch
Sử dụng diện tích bên trong xấp xỉ 0.8643 in²:
Tỷ lệ lấp đầy = 0.4687 ÷ 0.8643 × 100 = 54.21%Mười cáp yêu cầu giới hạn tham chiếu trên hai cáp là 40%, vì vậy ống EMT 1 inch không đạt yêu cầu.
Bước 3: Kiểm tra ống EMT 1-1/4 inch
Sử dụng diện tích bên trong xấp xỉ 1,4957 in²:
Tỷ lệ lấp đầy = 0,4687 ÷ 1,4957 × 100 = 31,3%Ống EMT 1-1/4 inch vượt qua kiểm tra tỷ lệ lấp đầy diện tích 40%. Nó cũng cung cấp biên độ kéo cáp và dung lượng dự phòng cho tương lai tốt hơn so với loại ống dẫn được chọn chính xác ở mức tối đa.
Ví dụ này chỉ đề cập đến diện tích vật lý. Hãy xác nhận các tổ hợp cáp được phép, yêu cầu phân tách, ngăn cháy, giá đỡ, bán kính uốn cong và bất kỳ quy tắc hệ thống thông tin liên lạc nào áp dụng cho việc lắp đặt.
Kiểm tra kết quả với Công cụ tính toán tỷ lệ lấp đầy ống dẫn VIOX
Sử dụng công cụ tính toán để so sánh EMT, RMC/GRC, PVC Schedule 40 và PVC Schedule 80, nhập hai nhóm cáp hoặc đường kính ngoài tùy chỉnh, và xác định kích thước thương mại phù hợp đầu tiên trong nhóm ống dẫn đã chọn.
Công cụ tính toán này là một công cụ hỗ trợ lập kế hoạch sơ bộ. Hãy xác minh các dữ liệu đầu vào dựa trên bảng dữ liệu cáp chính xác, phiên bản quy chuẩn được áp dụng, danh mục ống dẫn và các yêu cầu của cơ quan có thẩm quyền (AHJ) trước khi mua sắm hoặc lắp đặt.
Kết quả đạt yêu cầu về độ đầy không chứng minh được điều gì
Độ đầy ống luồn dây chỉ trả lời một câu hỏi: bao nhiêu phần diện tích mặt cắt ngang bên trong của đường ống đã bị chiếm dụng? Nó không chứng minh được rằng các dây dẫn có đủ khả năng mang dòng điện hoặc các cáp có thể được lắp đặt mà không bị hư hại.
| Kiểm tra riêng biệt | Tại sao việc này vẫn cần thiết |
|---|---|
| Điều chỉnh khả năng mang dòng điện | Nhiều dây dẫn mang dòng điện trong cùng một đường ống có thể cần phải điều chỉnh ngay cả khi độ đầy vật lý nằm dưới giới hạn cho phép |
| Sụt áp | Khu vực máng cáp không cho biết liệu điện trở dây dẫn có phù hợp với tải và chiều dài đường dây hay không |
| Lực kéo | Chiều dài cáp, độ uốn cong, ma sát, phương pháp kéo và cấu tạo dây dẫn quyết định ứng suất kéo |
| Áp lực lên thành ống | Cáp có thể bị hư hỏng tại nơi lực kéo tác động quanh một chỗ uốn cong |
| Nguy cơ kẹt cáp | Ba hoặc nhiều cáp tương tự có thể bị chèn ép tại các chỗ uốn cong ngay cả khi chưa đạt mức lấp đầy tối đa |
| Bán kính uốn cong tối thiểu | Cáp có thể vừa bên trong máng cáp nhưng không thể đi theo lộ trình mà không vượt quá giới hạn uốn cong của nó |
| Các quy tắc về phân tách và hệ thống | Các mạch điện nguồn, điều khiển, truyền thông, báo cháy và cáp quang có thể có các yêu cầu bổ sung về đi dây |
| Dung lượng dự phòng | Thiết kế tối đa theo quy chuẩn có thể để lại rất ít không gian thực tế cho việc kéo cáp hoặc bổ sung trong tương lai |
Hướng dẫn lắp đặt cáp của Southwire định nghĩa tỷ lệ kẹt là đường kính trong của ống dẫn chia cho đường kính ngoài của cáp và xác định vùng rủi ro phổ biến đối với ba loại cáp tương tự. Hãy coi đó là dữ liệu đầu vào cho phân tích kéo cáp, không phải là sự thay thế cho quy chuẩn áp dụng, dữ liệu của nhà sản xuất cáp hoặc tính toán kéo cáp cụ thể cho lộ trình.
Để lựa chọn dây dẫn ngoài phạm vi diện tích đường đi vật lý, hãy sử dụng hướng dẫn VIOX để Tính toán kích thước cáp, sụt áp, giảm tải và dung lượng máng cáp theo tiêu chuẩn IEC. Để tính toán tổn thất trên đường dây dài, hãy xem hướng dẫn về sụt áp và tổn thất đường dây. Đây là các nhiệm vụ thiết kế riêng biệt và không nên suy diễn từ kết quả lấp đầy ống luồn dây.
Danh mục kiểm tra độ lấp đầy ống luồn dây
Trước khi phê duyệt kích thước ống dẫn, hãy xác minh tất cả các mục sau:
- thẩm quyền dự án và phiên bản quy chuẩn đi dây được áp dụng;
- họ ống dẫn, kích thước thương mại và diện tích bên trong chính xác;
- loại cách điện của dây dẫn và khu vực bảng áp dụng;
- nhà sản xuất cáp hoàn thiện, mã bộ phận, cấu tạo và đường kính ngoài thực tế;
- xử lý các cụm dây dẫn nhiều lõi, hình elip hoặc được bó lại;
- giới hạn đúng cho một, hai, nhiều hơn hai hoặc đầu nối đủ điều kiện;
- phép tính cho mọi nhóm cáp và chuyển đổi đơn vị;
- điều chỉnh khả năng mang dòng và các giới hạn nhiệt độ dây dẫn;
- số lần uốn, bán kính uốn, lực kéo, áp lực lên thành bên và nguy cơ kẹt cáp;
- các yêu cầu về phân tách mạch, nối đất, làm kín, ngăn cháy và môi trường;
- biên độ kéo cáp thực tế và công suất dự phòng cho tương lai.
Nếu bất kỳ đầu vào nào không chắc chắn, đừng giải quyết sự không chắc chắn đó bằng cách làm tròn xuống. Hãy lấy dữ liệu chính xác về dây dẫn, cáp và ống luồn dây, sau đó lặp lại phép tính hoặc sử dụng công cụ tính toán độ đầy ống luồn dây VIOX để xác minh tổ hợp đã sửa đổi.
