מילוי קופסאות מעגל רב-חוטי: כללים ניטרליים משותפים, ספירות אמיתיות ובחירות קופסאות בטוחות יותר

מעגלי ענפים מרובי חוטים חוסכים נחושת, מפחיתים את ירידת המתח בריצות ארוכות ונשארים נפוצים בכל מקום שבו שני מוליכים לא מוארקים חולקים נייטרלי אחד, אבל הם גם יוצרים כמה מתיבות המכשירים הנפוצות ביותר בתחום. חשמלאים, מהנדסים ואנשי עשה זאת בעצמך רציניים זוכרים בדרך כלל את כלל מפסק-ידית-עניבה ב-NEC 210.4(B) ואת כלל ההמשכיות הנייטרלית ב-NEC 300.13(B). קל יותר לפספס את בעיית מילוי התיבה: מעגל נייטרלי משותף עדיין מציב כל מוליך מבודד, כל עול, כל מהדק פנימי וחבילת הארקה באותו חישוב של אינץ' מעוקב לפי NEC 314.16. מדריך זה מראה כיצד לספור את התיבות הללו בצורה נכונה, היכן משתנה המתמטיקה, ומדוע קופסת מינימום חוקית אינה בחירה מעשית טובה.

הפניות פתוחות מועילות כוללות National Electrical Code, מתח חשמלי מפוצל, Aמד חוט אמריקאי ו-ZXQTAG9Q36QZXZX. מקורות אלה אינם תחליפים לספר הקודים המאומץ, אך הם עוזרים להסביר מדוע מעגלים ניטרליים משותפים יוצרים אילוצי תכנון חשמליים ומכאניים כאחד.

מדוע מילוי תיבת MWBC גורם לטעויות בשדה

מעגל סניף רב-חוטי

A מרגיש בדרך כלל פשוט על הנייר. כבל 12/3 נותן לך שחור, אדום, לבן וחשוף. שני מוליכים לא מוארקים נוחתים על מפסק דו-קוטבי או מפסקים מזוהים הקשורים לידית, המוליך המוארק משותף, והעומסים מחולקים על פני שלבים מנוגדים כך שהנייטרלי נושא רק את זרם חוסר האיזון. החשבון קל מספיק כדי שמתקינים רבים יפסיקו לחשוב ברגע שהגנת זרם יתר והרציפות הנייטרלית מסודרים.

זה בדיוק הזמן שבו קורות טעויות במילוי התיבה. הנייטרלי המשותף לא נעלם מחישוב מילוי התיבה. כל מוליך מבודד שנכנס לקופסה ומסתיים או שחובר בתוכו עדיין נחשב לפי NEC 314.16(B)(1). מוליכים ההארקה עדיין נחשבים כקצבה כוללת אחת לפי NEC 314.16(B)(5). מהדקים פנימיים עדיין נחשבים מתחת ל-314.16(B)(2). כל עול מכשיר עדיין נחשב כשתי קצבאות מוליכים לפי 314.16(B)(4), בהתבסס על המוליך הגדול ביותר המחובר למכשיר. פריסה ניטרלית משותפת יכולה להפחית את ספירת הכבלים בהשוואה להפעלת שני מעגלי סניף שלמים דו-חוטי, אך היא אינה יוצרת הנחה על הדרישות של אינץ' מעוקב בתוך הקופסה.

"מטבח MWBC עם שישה מוליכים מבודדים, תוספת הארקה אחת, מהדק פנימי אחד ועול דופלקס אחד זה כבר 10 קצבאות. ב-12 AWG, NEC Table 314.16(B) מעמיד את התיבה הזו ב-22.5 אינצ'ים מעוקבים של עבודה. מתחיל."

קטעי

Code השולטים למעשה בתוצאה

עבור קופסת MWBC תואמת, יש לקרוא את חוקי החשמל וכללי הרווח יחד:

• NEC 210.4(A) מגדיר מעגל מסועף רב-חוטי כמעגל עם שני מוליכים לא מוארקים או יותר שיש ביניהם מתח ומוליך מוארק עם מתח שווה בינו לבין כל מוליך לא מוארק.
• NEC 210.4(B) דורש אמצעי לניתוק כל המוליכים הבלתי מוארקים של מעגל הסניף הרב-חוטי בו-זמנית בנקודה שבה נוצר מעגל הסניף.
• NEC 300.13(B) דורש שהמשכיות של המוליך המוארק ב-MWBC תישאר בלתי תלויה בהסרת ההתקן. בפועל, זה אומר להתאים את הנייטרלי במקום להשתמש במכשיר בתור הנתיב.
• NEC 314.16(B)(1) סופר כל מוליך מבודד שמקורו מחוץ לקופסה ומסתיים או מחובר בתוך הקופסה.
• NEC 314.16(B)(2) מוסיף תוספת אחת עבור מהדק פנימי אחד או יותר.
• NEC 314.16(B)(4) מוסיף שתי קצבאות עבור כל עול התקן על בסיס המוליך הגדול ביותר המחובר לאותו עול.
• NEC 314.16(B)(5) סופר את כל מוליכי הארקה של הציוד יחד כקצבת מוליך אחד המבוססת על מוליך ההארקה הגדול ביותר בתיבה.
• NEC טבלה 314.16(B) מקצה 2.00 אינץ' מעוקב עבור 14 AWG, 2.25 אינץ' מעוקב עבור 12 AWG ו-2.50 אינץ' מעוקב עבור 10 AWG.ZXQAWG0.ZXQ

יש כאן נקודה מעשית חשובה: NEC 300.13(B) מאלץ לעתים קרובות סידור חיבור וצמה ניטרלי שמשפר את הבטיחות, אך אינו מפחית את מילוי התיבה. החבור עדיין תופס קופסה אמיתית, וקצבת העול עדיין חלה. אם קופסת שיפוץ כבר הייתה קרובה לגבול, השיטה הנייטרלית הבטוחה יותר עשויה לגלות שבחירת המארז המקורי הייתה אופטימית מדי.

אם אתה זקוק להפניות נלוויות בזמן בדיקת ספירות, השתמש בהפניה לקוד NEC של האתר, תרשים מד חוטים, מילוי התקן וחישובי מילוי מכשירים,QXZ מובילי הארקה בתיבה מילוי . יחד הם מכסים את רוב טעויות הספירה המופיעות בעבודות נייטרליות משותפות.

טבלת השוואה: תרחישים נפוצים של קופסת MWBC

הטבלה שלהלן מניחה מוליכים נחושת והפרשות NEC Table 314.16(B) של 2.25 אינץ' מעוקב עבור 12 AWG ו-2.50 אינץ' מעוקב עבור 10 AWG. הספירות כבר כוללות הארקה והפרשות מהדק היכן שצוין.

דוגמה 1: מכשיר קטן למטבח MWBC על 12 AWG

A נניח שמעגל משטחי מטבח משתמש בכבל 12/3 כך שהמוליכים השחורים והאדומים מזינים את שני החצאים של שקע דופלקס מפוצל. כבל 12/3 אחד נכנס מהפאנל וכבל 12/3 אחד יוצא למיקום השקע הבא. בתוך הקופסה, יש לך שישה מוליכים מבודדים הנכנסים מבחוץ: שחור, אדום ולבן מצד הקו, בתוספת שחור, אדום ולבן בצד העומס. כל שטחי הציוד נחשבים כקצבה אחת. מהדק פנימי אחד או יותר נחשבים כקצבה אחת. עול הקיבול הדופלקס נחשב כשתי קצבאות. הסכום הכולל הופך ל-10 מקבילי מוליכים לפני שאתה בכלל מחליט אם מכשיר אחר חולק את הקופסה.

A ב-12 AWG, הנפח הנדרש הוא 10 x 2.25 = 22.50 אינץ' מעוקב. זה כבר מעבר לקופסאות שיפוץ חד-כנופיות ישנות יותר. אם ההתקנה כוללת שקע חוטי מפוצל עם הסרת לשוניות, הקופסה עשויה להיות אלגנטית מבחינה חשמלית אך צפופה מכנית. אם מוסיפים מכשיר שני או הזנה נוספת, הספירה עולה שוב מיד.

עכשיו שקול את השיטה הנייטרלית הבטוחה יותר הנדרשת על פי NEC 300.13(B). הנייטרלי המשותף אינו יכול להיות תלוי במסופי הקיבול לצורך המשכיות, ולכן המוליכים הלבנים מחוברים בדרך כלל עם צמה למכשיר. אותו צמה שמקורו כולו בתוך הקופסה בדרך כלל אינו מוסיף מילוי מוליך לפי NEC 314.16(B)(1), אך החבור עדיין צורך מקום פיזי ועול המכשיר עדיין נחשב כשתי קצבאות. זה אחד המקומות שבהם קופסה יכולה להיות חוקית על הנייר ועדיין לא נעימה לסגור בצורה מסודרת.

"NEC 300.13(B) מגן על הנייטרלי המשותף מפני תקלה במכשיר, אבל הוא לא נותן לך מקום פנוי. השחבור הנייטרלי עדיין חי בקופסה, והעול עדיין סופר שתי קצבאות מתחת ל-314.16(B)(4)."ZX801ZTAGZMMER-ZX800ZQ1XQ1XQZM. ז'או, מנהל טכני

דוגמה 2 מעובדת: מדיח כלים וסילוק MWBC

A פריסה מודרנית נפוצה מציבה מדיח כלים וסילוק אשפה על MWBC באמצעות 12/3 או, בריצות ארוכות יותר ודרישות התנעה גבוהות יותר, 10/3 נחושת. נניח כבל 12/3 אחד נכנס לקופסת חיבור או ניתוק מהפאנל וכבל 12/3 אחד יוצא לנקודת החיבור של המכשיר, עם הארקה ומהדקים פנימיים. אם מתג או עול ניתוק מותקן באותה קופסה, הספירה הופכת לשישה מוליכים מבודדים, תוספת הארקה אחת, תוספת מהדק אחד ושתי קצבאות התקן בסך 10. אם הקופסה מכילה גם הזנה נוספת או התקן שני, 11 או 12 קצבאות מתרחשות במהירות.

At 12 AWG, 11 קצבאות דורשות 24.75 אינץ' מעוקב. ב-10 AWG, אותן 11 קצבאות דורשות 27.50 אינץ' מעוקב. לכן חשמלאים רבים מפסיקים לנסות לגרום לקופסת מכשיר רדודה לעבוד ועוברים ישירות לקופסה 4 אינץ' מרובעת, 2-1/8 אינץ' עמוקה או מארז אחר עם נפח מתועד. ההבדל בעלויות קטן בהשוואה לעלות העבודה של עיבוד מחדש של קופסת מכשיר הדוק לאחר שפתח הארון כבר נחתך והמוליכים גזומים.

ישנה גם בעיית ביצוע שאריתמטיקה טהורה לא קולטת היטב. מוליכים באורך עשרה קשיחים יותר, הפסקות עומס מנוע פחות סלחניות, ומתקיני מכשירים לא מעריכים להילחם בשטח צומת עמוס מדי. גם כאשר הקופסה עוברת מבחינה טכנית, מארז גדול יותר מוביל בדרך כלל לניתוב מוליכים נקי יותר, פחות סיכון לנזקי בידוד ופחות שיחות חוזרות.

דוגמה 3 מעובדת: ארגז סדנה דו-צדדי עם MWBC ומכשיר מגן

קחו בחשבון בית מלאכה קטן שבו MWBC אחד מספק שקע דופלקס סטנדרטי ומעגל אור משימה נשלט על ידי מתג בקופסה דו-קבוצתית. כבל אחד של 12/3 נכנס, כבל אחד של 12/3 יוצא, קרקעות קיימות, לקופסה יש מהדקים פנימיים, ויש שני עוטים: שקע אחד ומתג אחד או התקן הגנה. ספור את המנצחים בזהירות. עדיין יש לך שישה מוליכים מבודדים משני כבלי 12/3. קרקעות נחשבות כאחת. מהדקים נחשבים כאחד. שני עוולים נחשבים כארבע קצבאות מנצח. סך הכל הוא 12 מקבילי מוליכים.

At 12 AWG, כלומר 27.00 אינץ' מעוקב. ארגז מרובע בגודל 30.3 אינץ' מעוקב עשוי לעבור ועדיין לספק מרווח עבודה צנוע. קופסת עבודה ישנה רזה דו-כנופיית לרוב לא עושה זאת. אם המכשיר הופך ליחידה משולבת AFCI/GFCI גדולה יותר או לשלט חכם עם אלקטרוניקה עמוקה יותר, הצורך המעשי בקופסה גדולה יותר הופך ברור עוד יותר.

עבור קוראים שעובדים גם תחת סטנדרטים בינלאומיים, מתקנים מבוססי חברת החשמל אינם משתמשים באותה שיטת מילוי קופסאות אינץ' מעוקב, אך השיעור המכני זהה. כאשר מספר מוליכים פעילים חולקים כבל או מעטה אחד, וכאשר יש לשמור על שלמות ניטרלית באמצעות סיומים אמינים, עומק המתחם וחלל הסיום חשובים. במילים אחרות, ה-NEC נותן לך מספר מרשם, בעוד שהתרגול של חברת החשמל דוחף אותך לעתים קרובות יותר להנדס את המתחם באופן פיזי. הלך הרוח הבטוחה ביותר של המתקין זהה בשתי המערכות.

"אם MWBC לסילוק מדיח כלים גדל ל-10 AWG, 11 קצבאות הופכות ל-27.5 אינץ' מעוקב. לכן קופסאות מרובעות בגודל 4 אינץ' ממשיכות להציל עבודות שיפוץ שנראו מקובלות בסקיצה." ז'או, מנהל טכני

טעויות ספירה נפוצות במעגלים ניטרליים משותפים

• התייחסות לנייטרלי המשותף כאל פטור מיוחד. הוא עדיין נחשב כמוליך מבודד כאשר הוא נכנס ומסתיים או מחובב בקופסה.
• שכחת קצבת העול. שקע דופלקס על MWBC עדיין מוסיף שני קצבאות מוליכים המבוססות על המוליך המחובר הגדול ביותר.
• התעלמות מהדקים פנימיים. אחד או יותר מהדקים פנימיים עדיין מוסיפים קצבה אחת, שלעתים קרובות היא ההבדל בין מעבר לנכשל בתיבה יחידה.
• צמות מבלבלות עם מוליכים הזנה. צמה שמתחיל ונגמר בתוך הקופסה בדרך כלל לא נחשב, אבל המוליכים הנכנסים והיוצאים כן.
• A בהנחה שהמינימום החוקי הוא התקנה טובה. מכשירים גדולים, נחושת קשיחה של 10 AWG וחיבורי חוט מרובים הופכים חישובי מגבלה מדויקים רבים לבחירה גרועה בתחום.
• בודקים רק כללי מפסק. NEC 210.4 ו-300.13(B) חשובים, אבל הם לא מחליפים את NEC 314.16. סידור מפסק נכון עדיין יכול לנחות בקופסה קטנה בגודל.

כאשר יש לך ספק, הפעל שוב את הספירה במחשבון המילוי Box , השווה את נפחי הקופסאות במדריך הגודל של Junction Box , וסקור את השיטה הרחבה יותר שלב אחר שלב חשמלי לחשבון ZXQTAG2 שלב אחר שלב. מילוי קופסא . שלושת הדפים הללו תופסים את רוב הטעויות בשלב העיצוב לפני שהמחסום מוסתר מאחורי קיר גבס או ארונות.

FAQ

האם ספירה נייטרלית משותפת פעם אחת או לא בכלל במתמטיקה של מילוי תיבה?

It נספר פעם אחת עבור כל מוליך נייטרלי מבודד הנכנס לתיבה תחת NEC 314.16(B)(1). MWBC משתמש בניוטרל אחד משותף באופן חשמלי, אבל המוליך הזה עדיין תופס מקום אמיתי בקופסה. ב-12 AWG, זה אומר 2.25 אינץ' מעוקב לכל קצבה שנספרה.

האם צמות ניטרליות הנדרשות לפי NEC 300.13(B) להגדיל את מילוי התיבה?

A צמה ניטראלית שמקורה ומסתיימת במלואה בתוך הקופסה בדרך כלל לא מוסיפה מילוי מוליכים לפי NEC 314.16(B)(1). עם זאת, החבור עדיין תופס מקום פיזי, ועול המכשיר עדיין נחשב כשתי קצבאות לפי NEC 314.16(B)(4).

מהי ספירת קופסאות קיבול של 12 AWG MWBC?

קופסת שקעי MWBC מוזנת

A נוחתת בדרך כלל ב-10 שוות מוליכים: שישה מוליכים מבודדים משני כבלים 12/3, תוספת הארקה אחת, תוספת מהדק אחד ושניים עבור עול המכשיר. ב-2.25 אינץ' מעוקב כל אחד, כלומר 22.50 אינץ' מעוקב.

האם אוכל למקם כלי קיבול מפוצל על MWBC בקופסת עבודה קטנה ישנה?

לפעמים, אבל הרבה קופסאות עבודה ישנות חד-כנופיות ישנות בטווח של 18 עד 20 אינץ' מעוקב הן קטנות מדי עבור התקנה אמיתית של כלי קיבול MWBC הזנה. ברגע שהספירה מגיעה ל-10 קצבאות ב-12 AWG, הדרישה היא כבר 22.50 אינץ' מעוקב.

מדוע קופסאות מכשירי 10 AWG MWBC הופכות לבעיה כל כך מהר?

NEC טבלה 314.16(B) מקצה 2.50 אינץ' מעוקב לכל קצבה של 10 AWG. קופסת מכשירי חשמל של 11 קצבאות זקוקה לכן ל-27.50 אינץ' מעוקב, והמוליכים קשיחים יותר מבחינה פיזית, מה שהופך את תיבות ההגבלה המדויקות להרבה יותר קשה לסיים בצורה נקייה.

כיצד על משתמשי חברת החשמל ליישם מאמר זה אם הכללים המקומיים שלהם אינם משתמשים בטבלאות מילוי תיבות NEC?

השתמש במספרים כאזהרה עיצובית ולא כבדיקה משפטית ישירה. מערכות מבוססות חברת החשמל עדיין דורשות מספיק עומק מארז ומרווח סיום למספר מוליכים פעילים, המשכיות ניטרלית והתקני הגנה. שפת הסטנדרטים שונה, אבל האילוץ הפיזי זהה.

שורה תחתונה

מעגל סניף רב-חוטי

A יכול להיות תכנון יעיל ובטוח לחלוטין כאשר השלבים מסודרים בצורה נכונה, אמצעי הניתוק תקין והרציפות הנייטרלית מוגנת. אבל אף אחד מהיתרונות האלה לא מוחק את המתמטיקה של המתחם. הקופסה עדיין חייבת להכיל כל מוליך שנספר, כל עול התקן, קצבת המהדק וחבילת הארקה תחת NEC 314.16.

אם הספירה נוחתת קרוב למגבלה החוקית, הפסק לבצע אופטימיזציה למינימום חומר והתחל לבצע אופטימיזציה להתקנה נקייה. פתחו את מחשבון המילוי Box , ודא את גודל המוליך בתרשים מד ה-Wire Gauge, ובחר תיבה שנותנת לך גם תאימות לקוד וגם חדר סיום. זה ההבדל בין מעגל שרק עובר למעגל שנותר לשימוש במשך שנים.