Trên trang này
Sử dụng hai phương pháp tính kích thước khác nhau. Đối với các hộp chứa dây dẫn thông dụng từ 18 đến 6 AWG, tiêu chuẩn NEC 314.16 xác định thể tích tối thiểu dựa trên dây dẫn, dây dẫn nối đất, kẹp, phụ kiện và khung thiết bị. Đối với hộp kéo dây hoặc hộp đấu nối chứa dây dẫn cách điện từ 4 AWG trở lên trong ống luồn dây hoặc đường cáp, tiêu chuẩn NEC 314.28 xác định kích thước tối thiểu dựa trên kích thước ống luồn dây và hình học kéo dây. Không có một kích thước hộp đấu nối tiêu chuẩn duy nhất nào phù hợp cho mọi công trình lắp đặt.
| Bên trong hộp có những gì? | Phương pháp tính kích thước chính | Kết quả bạn tính toán |
|---|---|---|
| Dây dẫn nằm trong phạm vi cho phép về thể tích từ 18–6 AWG | Độ đầy hộp theo NEC 314.16 | Thể tích bên trong tối thiểu, thường tính bằng inch khối |
| Dây dẫn cách điện cỡ 4 AWG hoặc lớn hơn trong đường ống dẫn dây hoặc đường cáp | Quy định NEC 314.28 về kích thước hộp kéo/hộp đấu nối | Kích thước hộp tối thiểu cho mỗi hướng kéo dây |
| Kết hợp các điều kiện hoặc đầu nối thiết bị | Áp dụng mọi quy tắc liên quan | Sử dụng yêu cầu khắt khe nhất thu được |
Hướng dẫn này sử dụng cách xử lý của NEC 2023 cho các ví dụ về độ đầy hộp vì các quy định cho phép đối với dây dẫn nối đất khác nhau qua các chu kỳ mã. Trước khi sử dụng bất kỳ kết quả nào cho việc thiết kế, cấp phép hoặc kiểm tra, hãy xác minh phiên bản NEC được cơ quan có thẩm quyền (AHJ) áp dụng, các sửa đổi tại địa phương, nhãn ghi trên hộp và danh mục sản phẩm. NFPA duy trì quyền truy cập vào nhiều phiên bản của NFPA 70, Bộ Quy chuẩn Điện Quốc gia, vì vậy phiên bản mới nhất được xuất bản không tự động là phiên bản được áp dụng tại địa điểm dự án.
Tính toán độ đầy hộp theo NEC 314.16
NEC 314.16 là quy định về tính toán thể tích. Thể tích hộp yêu cầu là tổng các dung sai cho dây dẫn cách điện, dây dẫn nối đất thiết bị, kẹp bên trong, phụ kiện hỗ trợ và gông thiết bị trong hộp.
Công thức tính toán là:
Thể tích hộp yêu cầu = dung sai dây dẫn + dung sai kẹp + dung sai phụ kiện hỗ trợ + dung sai thiết bị + dung sai dây dẫn nối đất thiết bị
Không được rút gọn phép tính thành “số lượng dây × một giá trị” trừ khi mọi hạng mục được tính toán đều có cùng dung sai và hộp không chứa thiết bị hoặc phụ kiện bên trong nào.
Bước 1: Ghi lại mọi dây dẫn cách điện
Đối với mỗi kích thước dây dẫn, hãy xác định số lượng dây dẫn cần phải tính:
- Một dây dẫn bắt nguồn từ bên ngoài hộp và được nối hoặc đấu nối bên trong thường được tính là một lần.
- Một dây dẫn không bị ngắt quãng chạy xuyên qua hộp thường được tính là một lần.
- Một dây dẫn nằm hoàn toàn bên trong hộp thường không được tính vào dung lượng chứa dây dẫn theo quy tắc cơ bản về dây dẫn.
- Các vòng lặp hoặc cuộn dây dài có thể yêu cầu thêm dung lượng; hãy kiểm tra ngôn ngữ chính xác trong phiên bản NEC được áp dụng thay vì coi mọi vòng lặp bên trong là một đầu nối ngắn (pigtail).
Các dây dẫn có kích thước khác nhau vẫn giữ nguyên dung lượng thể tích riêng của chúng. Bốn dây dẫn 14 AWG và hai dây dẫn 12 AWG không được tính là sáu dây dẫn giống hệt nhau.
Bước 2: Cộng thêm dung lượng cho kẹp bên trong và phụ kiện hỗ trợ
Một hoặc nhiều kẹp cáp bên trong thường cộng thêm một dung lượng thể tích dựa trên dây dẫn lớn nhất hiện có trong hộp. Một đầu nối có cơ cấu kẹp nằm bên ngoài hộp không sử dụng cùng một dung lượng kẹp bên trong.
Các phụ kiện hỗ trợ bên trong như bu lông cố định thiết bị hoặc khớp nối (hickey) cũng yêu cầu một dung lượng theo quy tắc áp dụng. Hãy xác định những gì thực sự có bên trong hộp; đừng cộng thêm dung lượng chỉ vì một đầu nối cáp có thể nhìn thấy từ bên ngoài.
Bước 3: Thêm dung tích cho khung đỡ thiết bị (Device-Yoke Fill)
Mỗi khung đỡ hoặc đai giữ chứa công tắc, ổ cắm hoặc thiết bị khác thường yêu cầu một khoản dung tích gấp đôi dựa trên dây dẫn lớn nhất được kết nối với khung đỡ đó. Một thiết bị rộng hơn chiếm nhiều hơn một vị trí lắp đặt (gang) có thể yêu cầu các khoản dung tích bổ sung theo phiên bản tiêu chuẩn được áp dụng.
Đây là lý do tại sao một hộp nối trống và một hộp thiết bị có cùng số lượng dây dẫn cách điện có thể cần các dung tích khác nhau.
Bước 4: Tính số lượng dây dẫn nối đất thiết bị theo phiên bản NEC
Dung tích cho dây dẫn nối đất phụ thuộc vào phiên bản tiêu chuẩn. Theo phương pháp NEC 2023 được sử dụng trong các ví dụ dưới đây:
- tối đa bốn dây dẫn nối đất thiết bị đi vào hộp sẽ sử dụng một khoản dung tích dựa trên dây dẫn nối đất thiết bị lớn nhất đi vào;
- mỗi dây dẫn nối đất thiết bị đi vào bổ sung hoặc dây nối đẳng thế áp dụng sẽ cộng thêm một phần tư dung tích của dây dẫn lớn nhất đó.
Cách tính tắt cũ “tất cả các dây nối đất được tính là một” có thể làm giảm dung tích yêu cầu khi có nhiều hơn bốn dây dẫn nối đất đi vào hộp. Tài liệu phát triển công khai của NFPA cho 314.16(B)(5) hệ số lấp đầy của dây dẫn bảo vệ thiết bị ghi lại phương pháp của phiên bản 2023. Sử dụng cách diễn đạt trong phiên bản được áp dụng cho dự án; không áp dụng ví dụ này cho mọi chu kỳ NEC.
Bước 5: Chuyển đổi mỗi hệ số cho phép sang thể tích
Các giá trị sau đây là các hệ số cho phép về thể tích dây dẫn phổ biến được hiển thị trong Bảng NEC 314.16(B). Tài liệu phát triển NEC công khai của NFPA cũng hiển thị Bảng hệ số cho phép 314.16(B) và các quy tắc về linh kiện.
| Tiết diện dây dẫn | Thể tích trên mỗi hệ số cho phép | Thể tích hệ mét |
|---|---|---|
| 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 |
Đối với các kích thước hỗn hợp, hãy tính toán riêng từng nhóm. Các kẹp và phụ kiện đỡ sử dụng dây dẫn lớn nhất hiện có theo quy định áp dụng cho chúng; gông thiết bị sử dụng dây dẫn lớn nhất được kết nối với thiết bị đó.
Ví dụ tính toán độ đầy hộp: Hai cáp 12/2 và một ổ cắm
Giả sử một hộp thiết bị chứa:
- hai cáp 12/2, tạo ra bốn dây dẫn 12 AWG có cách điện;
- một ổ cắm trên một khung đỡ, được kết nối bằng dây dẫn 12 AWG;
- kẹp cáp bên trong;
- hai dây dẫn nối đất thiết bị 12 AWG đi vào hộp;
- không có phụ kiện hỗ trợ bổ sung.
Sử dụng phương pháp NEC 2023:
| Thành phần | Số lượng cho phép | Cơ sở cho phép | Thể tích yêu cầu |
|---|---|---|---|
| Bốn dây dẫn có cách điện | 4 | 2.25 in³ | 9.00 in³ |
| Kẹp bên trong | 1 | 2.25 in³ | 2.25 in³ |
| Khung ổ cắm | 2 | 2.25 in³ | 4.50 in³ |
| Hai dây dẫn tiếp địa thiết bị | 1 | 2.25 in³ | 2.25 in³ |
| Tổng cộng | 8 | 18.00 in³ |
Thể tích tính toán tối thiểu là 18,00 inch khối. Bước tiếp theo là không nên mặc định rằng mọi hộp điện đơn đều cung cấp 18 in³. Hãy xác minh thể tích được ghi trên hộp thực tế hoặc sử dụng bảng quy chuẩn áp dụng cho kích thước và cấu tạo chính xác của hộp. Nếu hộp được chọn có ghi 18,0 in³, nó đáp ứng mức tối thiểu về số lượng trong ví dụ này, nhưng một hộp lớn hơn được liệt kê có thể giúp việc uốn dây dẫn, lắp đặt thiết bị và bảo trì sau này dễ dàng hơn.
Quy tắc tính toán kích thước hỗn hợp
Giả sử phần dây dẫn cách điện thay vào đó chứa bốn dây dẫn 14 AWG và hai dây dẫn 12 AWG:
- 4 × 2,00 in³ = 8,00 in³
- 2 × 2,25 in³ = 4,50 in³
Tổng phụ của dây dẫn cách điện là 12,50 in³. Không nhân tất cả sáu dây dẫn với 2.25 in³. Chỉ các khoản dung sai cho kẹp, phụ kiện đỡ, gông thiết bị và dây dẫn tiếp địa mới sử dụng cơ sở dây dẫn lớn nhất được quy định của chúng.
Tại sao không có “kích thước hộp đấu nối tiêu chuẩn” chung”
Các kích thước hộp tiêu chuẩn và thể tích được liệt kê đều tồn tại, nhưng một mô tả như hộp đơn, 4 inch vuông, hoặc 100 × 100 mm không tự nó chứng minh rằng một hộp có đủ thể tích sử dụng cho một hệ thống lắp đặt cụ thể.
Thể tích sử dụng có thể thay đổi tùy theo:
- độ sâu và kết cấu hộp;
- kẹp tích hợp hoặc các phần nhô ra bên trong;
- vòng mở rộng hoặc nắp đậy có dung tích được công bố;
- gông thiết bị và phụ kiện;
- kích thước và số lượng dây dẫn;
- quy chuẩn quốc gia và danh mục sản phẩm áp dụng.
Đối với việc tính toán dung tích hộp theo NEC, hãy so sánh yêu cầu đã tính toán với dung tích do nhà sản xuất ghi trên nhãn hoặc mục chính xác trong bảng NEC áp dụng. Các kích thước milimét từ danh mục sản phẩm mô tả kích thước vật lý; chúng không thay thế cho việc tính toán theo quy chuẩn.
Xác định kích thước hộp kéo dây và hộp đấu nối theo NEC 314.28
NEC 314.28 thay đổi bài toán xác định kích thước từ dung tích bên trong sang kích thước kéo dây vật lý. Quy định này áp dụng cho các hộp kéo dây, hộp đấu nối và thân ống luồn dây được sử dụng với dây dẫn cách điện cỡ 4 AWG trở lên theo phạm vi đã nêu. Kết quả phụ thuộc vào việc dây dẫn được kéo thẳng, kéo góc, kéo hình chữ U hay bố trí mối nối.
Những Tài liệu NFPA cho mục 314.28 quy định quy tắc kéo thẳng 8× và phương pháp tính kích thước cho các dây dẫn lớn hơn. Hãy tính toán cho từng hướng kéo và mặt tường áp dụng; một công thức duy nhất không thể tự động xác định chiều dài, chiều cao và chiều sâu.
Kéo thẳng: 8× kích thước ống luồn dây lớn nhất
Kéo thẳng là khi dây đi vào một mặt tường và đi ra ở mặt tường đối diện mà không thay đổi hướng.
Khoảng cách tối thiểu theo hướng kéo = 8 × kích thước thương mại của ống luồn dây lớn nhất
Nếu ống luồn dây lớn nhất trong kiểu kéo thẳng có kích thước thương mại là 2:
8 × 2 in = 16 in
Do đó, hộp cần ít nhất 16 inch theo hướng kéo đó. Kết quả này không xác định các kích thước khác của hộp và không thay thế các yêu cầu về uốn dây dẫn, đầu nối, danh mục thiết bị, hoặc lắp đặt có thể áp dụng khác.
Kéo góc, kéo chữ U, hoặc nối dây: 6× cộng với các ống luồn dây khác
Đối với kiểu kéo dây góc, kéo dây hình chữ U, hoặc cách bố trí mối nối áp dụng, hãy tính toán từ mỗi bức tường và hàng ống luồn dây liên quan:
Khoảng cách tối thiểu từ tường này sang tường đối diện = 6 × ống luồn dây lớn nhất trong hàng + tổng kích thước thương mại của các ống luồn dây khác trong cùng hàng đó trên cùng một bức tường
Lặp lại phép tính cho mọi hàng và bức tường có liên quan. Kết quả lớn nhất sẽ quyết định kích thước của hộp đó.
Khi hai đầu vào ống luồn dây chứa cùng một đường dây dẫn, khoảng cách giữa chúng cũng phải thỏa mãn mức tối thiểu áp dụng dựa trên sáu lần kích thước thương mại của ống luồn dây lớn hơn. Yêu cầu từ đầu vào đến đầu vào này tách biệt với phép tính từ tường này sang tường đối diện.
Ví dụ tính toán kéo dây thẳng
Hai ống luồn dây kích thước thương mại 2 inch đi vào các bức tường đối diện và chứa các dây dẫn cách điện cỡ 4 AWG hoặc lớn hơn trong một đường kéo thẳng.
- Xác định ống luồn dây lớn nhất: 2 inch.
- Áp dụng hệ số nhân cho kéo thẳng: 8 × 2 inch.
- Chiều dài hộp tối thiểu theo hướng kéo: 16 inch.
Ghi lại kết quả dưới dạng kích thước được kiểm soát, không phải kích thước hộp hoàn chỉnh:
| Đã kiểm tra hướng | Loại kéo | Tính toán | Kích thước tối thiểu |
|---|---|---|---|
| Từ tường trái sang tường phải | Thẳng | 8 × 2 in | 16 inch |
Chiều cao và chiều sâu vẫn cần được xác minh từ bản vẽ bố trí tổng thể, dây dẫn, phụ kiện và thông số kỹ thuật của vỏ tủ.
Ví dụ tính toán kéo dây kết hợp
Giả định các đường ống luồn dây sau đây nằm trên cùng một mặt phẳng:
- tường bên trái: một đường ống luồn dây kích thước thương mại 3 và một đường ống luồn dây kích thước thương mại 2 trên cùng một hàng;
- tường bên phải: một đường ống luồn dây kích thước thương mại 2;
- tường phía trên: một đường ống luồn dây kích thước thương mại 3;
- các đường ống luồn dây 2 inch tạo thành một đường kéo thẳng từ trái sang phải;
- các đường ống luồn dây 3 inch tạo thành một góc kéo từ tường bên trái sang tường phía trên.
Kích thước ngang
Kiểm tra cả hai điều kiện ảnh hưởng đến kích thước từ trái sang phải.
Kéo thẳng:
8 × 2 in = 16 in
Kéo góc được tính từ tường bên trái:
(6 × 3 in) + 2 in = 20 in
Kết quả lớn hơn sẽ được chọn, vì vậy kích thước ngang tối thiểu là 20 inch.
Kích thước dọc
Tính từ tường phía trên, nơi có một đường ống dẫn dây kích thước thương mại 3 trong hàng áp dụng:
6 × 3 inch = 18 inch
Kích thước dọc tối thiểu là 18 inch.
Đối với hai đường ống luồn dây 3-inch cùng chạy một loại dây dẫn, cũng cần xác minh ít nhất 18 inch giữa các đầu vào của chúng bằng cách sử dụng quy tắc khoảng cách 6× áp dụng.
Do đó, các kích thước mặt được tính toán cho bố trí đơn giản hóa này ít nhất là 20 × 18 inch. Độ sâu và bất kỳ yêu cầu bổ sung nào vẫn phụ thuộc vào từng dự án. Nếu các đường ống luồn dây không nằm trong cùng một hàng hoặc mặt phẳng giả định, hãy vẽ lại bố trí và tính toán lại từng bức tường thay vì sử dụng lại câu trả lời này.
Bảng tính kích thước hộp đấu nối
Sử dụng bảng tính này trước khi chọn vỏ tủ điện.
Đường dẫn A: Thể tích theo NEC 314.16
| Đầu vào | Giá trị dự án |
|---|---|
| Phiên bản NEC được áp dụng và các sửa đổi tại địa phương | |
| Số lượng dây dẫn cách điện theo kích thước AWG | |
| Dây dẫn đi xuyên qua hoặc các vòng dây dài | |
| Kẹp cáp bên trong | |
| Các phụ kiện hỗ trợ bên trong | |
| Khung thiết bị và dây dẫn kết nối lớn nhất | |
| Nhập dây dẫn tiếp địa thiết bị theo kích thước | |
| Tổng thể tích yêu cầu cho mỗi hạng mục | |
| Tổng thể tích yêu cầu | |
| Thể tích hộp được đánh dấu/liệt kê | |
| Đạt: thể tích hộp ≥ thể tích yêu cầu |
Phương án B: Kích thước theo NEC 314.28
| Đầu vào | Giá trị dự án |
|---|---|
| Phiên bản NEC được áp dụng và các sửa đổi tại địa phương | |
| Kích thước dây dẫn lớn nhất | |
| Kích thước danh định của ống luồn dây tại mỗi điểm vào | |
| Kiểu kéo dây cho mỗi đường dây dẫn | |
| Kết quả kéo thẳng cho mỗi trục | |
| Kết quả kéo dây góc/U cho mỗi tường và hàng | |
| Khoảng cách vào máng cáp của cùng một dây dẫn | |
| Chiều dài kiểm soát lớn nhất | |
| Chiều cao kiểm soát lớn nhất | |
| Độ sâu yêu cầu và các hạn chế về thiết bị khác | |
| Hộp được chọn đáp ứng mọi kích thước kiểm soát |
Xác minh cuối cùng trước khi lựa chọn
- Xác nhận xem vỏ tủ đang hoạt động như hộp đấu nối, hộp kéo dây, hộp rẽ nhánh, hộp thiết bị, hay nhiều hơn một trong số này. Hướng dẫn VIOX về hộp đấu nối, hộp kéo dây và hộp rẽ nhánh giải thích ranh giới chức năng đó.
- Xác minh phiên bản NEC được áp dụng tại địa phương; không được trộn lẫn các quy tắc về dây dẫn nối đất từ các phiên bản khác nhau.
- Kiểm tra nhãn đánh dấu, danh mục, kích thước thực tế của hộp và hướng dẫn của nhà sản xuất.
- Đối với 314.16, hãy giữ lại phương pháp tính toán thể tích cho từng thành phần.
- Đối với 314.28, hãy giữ lại bản vẽ cho từng bức tường thể hiện kích thước thương mại của ống luồn dây và đường đi của dây dẫn.
- Áp dụng riêng biệt các yêu cầu về khả năng tiếp cận, giá đỡ, nắp đậy, đầu vào và liên kết đẳng thế. Xem thêm hướng dẫn về yêu cầu đối với hộp đấu nối theo NEC cho các chủ đề đó.
- Hãy hỏi AHJ hoặc kỹ sư thiết kế điện của dự án để giải quyết các bố trí không rõ ràng trước khi đặt hàng hoặc lắp đặt.
Sau khi hoàn tất tính toán, hãy so sánh các kích thước, vật liệu, cấu hình đầu vào và cấp bảo vệ môi trường yêu cầu với các tùy chọn tùy chọn sản xuất hộp đấu nối VIOX. Việc lựa chọn sản phẩm cần ghi lại cách dữ liệu vỏ tủ được đánh dấu hoặc công bố đáp ứng yêu cầu đã tính toán; chỉ dựa vào hình thức hoặc kích thước mặt danh định là không đủ.
Lưu ý về an toàn và quy chuẩn: Bài viết này là tài liệu tham khảo kỹ thuật, không thay thế cho các tiêu chuẩn NEC đã được áp dụng, các sửa đổi tại địa phương, danh mục sản phẩm, thông số kỹ thuật dự án hoặc cách giải thích của AHJ. Hãy ngắt điện và kiểm tra thiết bị điện trước khi kiểm tra hoặc sửa đổi, và sử dụng nhân sự có chuyên môn cho các công việc theo quy định.
