מדריך למילוי תיבת שקע USB-C
תכננו קופסאות USB-C, USB-A ושילובים מודרניים מבלי לשכוח את נפח NEC 314.16, גופי התקנים עמוקים, הגנת GFCI, צמות ומרחב גזירה מעשי.
מדוע תיבות שקע USB זקוקות לתכנון נוסף
שקעי USB-C נראים מלפנים כמו התקני דופלקס רגילים, אך דגמים רבים עמוקים יותר מכיוון שהם מכילים אלקטרוניקה מתחזקת, חלקים מפיצי חום ומבני טרמינלים גדולים יותר. חישוב מילוי התיבה של NEC עדיין מתחיל באותם פריטים: מוליכים חיצוניים, עול המכשיר, הארקות ציוד ומהדקים פנימיים.
הבעיה בשטח היא שקופסה יכולה לעבור את הספירה החוקית של אינץ' מעוקב ועדיין להיות אומללה להיסגר כאשר שני כבלי 12 AWG, צרור הארקה, חוטים וגוף מטען USB עמוק כולם מתחרים על אותו שטח. חשמלאים צריכים לחשב תחילה את המינימום, ואז לבחור את הקופסה הגדולה הבאה כשהתוצאה קרובה.
הגדרות עבור חשמלאים, מהנדסים ואנשי עשה זאת בעצמך
שקע USB-C הוא התקן חיווט רשום המשלב עול קיבול במעגל מסועף עם אלקטרוניקה לטעינת USB במתח נמוך במכשיר אחד מותקן.
מילוי קופסאות הוא שיטת נפח NEC 314.16 המקצה קצבאות מוליכים למוליכים מבודדים, לולאות התקן, מוליכים הארקה של ציוד, מהדקים, אביזרי תמיכה ובלוקים טרמינלים.
עול התקן הוא רצועת ההרכבה המתכתית של מתג או שקע; לפי NEC 314.16(B)(4), עול אחד נחשב כשתי קצבאות מוליכים המבוססות על המוליך הגדול ביותר המחובר אליו.
IEC 60364 היא משפחת תקני חיווט בינלאומיים; היא אינה משתמשת ישירות בטבלה NEC אינץ' מעוקב, אבל אותן בדיקות של חלל מתחם, חום ושירות עדיין חשובות.
חמישה כללים לפני התקנת שקע USB
סופר את שקע ה-USB כמו עול התקן
NEC 314.16(B)(4) אינו מתעלם ממטען USB רק בגלל שהחזית נראית אחרת. עול שקע USB אחד מוסיף שתי קצבאות המבוססות על המוליך הגדול ביותר באותו עול.
השתמש בגודל המוליך המותקן
מעגל 15 A על 14 AWG משתמש ב-2.00 cu.in. לכל קצבה. מעגל 20 A על 12 AWG משתמש ב-2.25 cu.in. לכל קצבה. 10 מוליכים AWG בגודל גדול משתמשים ב-2.50 cu.in.
נימוקים נספרים פעם אחת, לא אפס
כל מוליכי ההארקה של הציוד יחד נחשבים כקצבה אחת לפי NEC 314.16(B)(5), בהתבסס על מוליך ההארקה הגדול ביותר שקיים.
מהדקים פנימיים יכולים למחוק את השוליים שלך
אם לקופסה יש מהדקי כבלים פנימיים, הוסף תוספת אחת לפי NEC 314.16(B)(2), אלא אם כן סימון התיבה הרשומה כבר לא כולל את נפח המהדק הזה.
כללי הגנה הם בדיקות נפרדות
NEC 210.8 GFCI, NEC 406.12 כלי קיבול עמידים בפני חבלה, כללי החלפה של NEC 406.3 והוראות יצרן לפי NEC 110.3(B) אינם מחליפים את המתמטיקה למילוי הקופסה.
טבלת השוואת קופסת מילוי שקע USB
דוגמאות אלה משתמשות בערכי NEC Table 314.16(B): 14 AWG = 2.00 cu.in., 12 AWG = 2.25 cu.in. ו-10 AWG = 2.50 cu.in. הבחירה המעשית משאירה בכוונה מקום לגוף המטען העמוק יותר.
| תרחיש | פריטים נספרו | נפח מינימלי | בחירת תיבה מעשית | הערת שטח |
|---|---|---|---|---|
| שקע USB-C של 15 A עם הזנה אחת של 14/2, עול מכשיר וקרקע | 2 מבודדים 14 AWG + 1 קצבת קרקע + 2 תוספת עול | 5 x 2.00 = 10.00 cu.in. | השתמש ב-18 cu.in. או עמוק יותר עבור עומק המכשיר | הספירה המשפטית קטנה, אבל גוף המטען הופך קופסאות עבודה ישנות רדודות לתסכול. |
| שקע USB-C של 20 A עם הזנה אחת של 12/2, עול מכשיר וקרקע | 2 מבודדים 12 AWG + 1 קצבת קרקע + 2 תוספת עול | 5 x 2.25 = 11.25 cu.in. | 18 cu.in. תיבת מכשיר עמוקה | מינימום טוב עבור שקע USB פשוט בסוף ההפעלה. |
| שקע USB הזנה של 20 A עם 12/2 קו ועומס של 12/2 | 4 מבודדים 12 AWG + 1 קצבת קרקע + 2 תוספת עול | 7 x 2.25 = 15.75 cu.in. | 20 cu.in. או גדול יותר | מוליכים של קו/עומס ומחברי חיבור צריכים יותר מקום עבודה ממה שהחשבון מציע. |
| שקע USB 12 AWG מועבר בקופסה עם מהדקים פנימיים | 4 מבודדים 12 AWG + קרקע + מהדק + 2 קצבאות עול | 8 x 2.25 = 18.00 cu.in. | 22.5 cu.in. או גדול יותר | זהו פריסת השיפוץ הנפוצה שבה 18 cu.in. הקופסה חוקית אך הדוקה. |
| שקע USB למטבח או במוסך עם הגנת GFCI במעלה הזרם | אותה ספירת מילוי קופסאות כמו כלי קיבול רגיל אם ה-GFCI אינו בתיבה זו | בדרך כלל 11.25 עד 18.00 cu.in. על 12 AWG | בחר עומק נוסף עבור חום המטען ומוליכים קשיחים | מיקום הגנת GFCI משנה את תאימות הבטיחות, לא את ספירת עול התקן ה-USB. |
| שקע לטווח ארוך שהוגדל ל-10 AWG ולאחר מכן צמוד להתקן USB רשום | 10 AWG מוליכים חיצוניים, מחברי חיבור, הארקה ועול מבוסס על המוליך המחובר הגדול ביותר | לעתים קרובות 8 x 2.50 = 20.00 cu.in. לפני השוליים | קופסה מרובעת בגודל 4 אינץ' עם כיסוי מוגבה או קופסה עמוקה גדולה | הגדלת ירידה במתח יכולה להפוך שדרוג USB פשוט לבעיה בגודל קופסא. |
דוגמאות מעובדות עם מספרים ספציפיים
דוגמה 1: שקע USB-C של 20 A בסוף הריצה
כבל 12/2 אחד נכנס לקופסה עבור מעגל ענף 20 A. ספור שני מוליכים מבודדים 12 AWG, תוספת הארקת ציוד אחת ושתי קצבאות עבור עול שקע ה-USB. סך הכל חמש קצבאות. ב-2.25 cu.in. כל אחד, המינימום של NEC 314.16 הוא 11.25 cu.in. 18 cu.in עמוק יותר. קופסה היא בדרך כלל הבחירה המעשית מכיוון שגוף מטען ה-USB עמוק יותר משקע דופלקס סטנדרטי.
דוגמה 2: שקע USB הזנה עם מהדקים פנימיים
כבל קו 12/2 וכבל עומס של 12/2 יוצרים ארבעה מוליכים מבודדים של 12 AWG. הוסף תוספת הארקה אחת, קצבת מהדק פנימי אחת ושתי קצבאות עבור עול המכשיר. סך הכל שמונה קצבאות. ב-2.25 cu.in. כל אחד, הנפח הנדרש הוא 18.00 cu.in. 22.5 קוב. או קופסה גדולה יותר נותנת מקום טוב יותר לאגוזים, לקפלי מוליכים ולגוף ה-USB.
דוגמה 3: מעגל ענף בגודל נפילת מתח
נניח שרצף שקע ארוך גדל מ-12 AWG ל- 10 AWG עבור בקרת נפילת מתח, ואז מותאם לשקע USB שמקבל את טווח המוליכים הרשומים. אם המוליך הגדול ביותר שנספר הוא 10 AWG, כל קצבה היא 2.50 cu.in. שמונה קצבאות דורשות 20.00 cu.in. לפני שולי הביצוע. זו סיבה חזקה להשתמש בקופסה מרובעת בגודל 4 אינץ' עם כיסוי מוגבה רשום במקום קופסת מכשיר קטנה.
הפניות לקוד ותקנים לאימות
השתמש בהפניות ציבוריות אלה למינוח רקע, ולאחר מכן אמת את מהדורת הקוד המאומצת, הוראות היצרן, מגבלות רישום ודרישות בדיקה מקומיות.
- סקירה כללית של קוד החשמל הלאומי: השתמש ב-NEC 314.16 למילוי קופסאות, ב-NEC 210.8 למיקומי GFCI, ב-NEC 406.12 לכלי קיבול עמידים בפני חבלה, וב-NEC 110.3(B) להוראות המפורטות.
- סקירה כללית של USB-C: רקע מועיל על המחבר ומדוע האלקטרוניקה של המטען הופכת שקעי USB רבים לעומק פיזית מאשר התקני דופלקס סטנדרטיים.
- סקירה כללית של מד חוט אמריקאי: שימושי להשוואה בין גדלי מוליכים של 14 AWG, 12 AWG ו-10 AWG המשנים את קצבאות מילוי הקופסה של NEC.
- סקירה כללית של IEC 60364: על קוראים בינלאומיים להשתמש בכללי המתחם והחיווט המקומיים, תוך שמירה על אותה דאגה לגבי רדיוס עיקול, חום וגישה לשירות.
שאלות נפוצות למילוי תיבת שקע USB
האם שקע USB-C נספר בצורה שונה משקע רגיל למילוי קופסא?
בדרך כלל לא. עול המכשיר עדיין נחשב כשתי קצבאות מוליכים לפי NEC 314.16(B)(4), בהתבסס על המוליך הגדול ביותר המחובר לאותו עול. האלקטרוניקה של ה-USB אינה יוצרת קצבה נפרדת של אינץ' מעוקב, אבל היא זקוקה לעומק פיזי.
איזה גודל תיבה אני צריך עבור שקע USB 12 AWG הזנה?
פריסת הזנה של 12 AWG עם ארבעה מוליכים מבודדים, תוספת הארקה אחת ועול שקע USB אחד זקוק ל-15.75 cu.in. הוסף מהדק פנימי וזה הופך ל-18.00 cu.in. מתקינים רבים בוחרים 20 עד 22.5 cu.in. לקצץ קל יותר.
האם דירוגי החום של מטען USB משנים את מילוי התיבה של NEC 314.16?
חשבון מילוי הקופסה אינו מוסיף קצבת חום למטען ה-USB. עם זאת, NEC 110.3(B) מחייב לעקוב אחר הוראות ההתקן המפורטות, ותכנון מעשי צריך להימנע מהכנסת מטען מייצר חום לקופסה עם הגבלה מדויקת.
האם צמות לשקע USB נחשבות כמוליכים נוספים?
צמה שמתחילה ומסתיימת בתוך אותה קופסה בדרך כלל לא נחשבת כקצבת מוליך נוספת. המוליכים החיצוניים, קצבת הארקה, עול, מהדקים ומחברי השבר עדיין שולטים בבחירת התיבה.
האם הגנת GFCI במעלה הזרם מפחיתה את ספירת מילוי קופסאות שקעי USB?
לא. התקן או מפסק GFCI במעלה הזרם עשויים לעמוד בדרישות ההגנה של NEC 210.8, אך עדיין יש להתאים את גודל תיבת שקע ה-USB עבור המוליכים האמיתיים, העול, ההארקות והמהדקים שלה לפי NEC 314.16.
כיצד על משתמשי חברת החשמל ליישם מדריך זה מבוסס NEC?
השתמש בדוגמאות כתכנון מרחב-מתחם, לא אריתמטיקה ישירה של קוד IEC. פרויקט המשתמש ב-IEC 60364 עדיין זקוק לרדיוס כיפוף נאות, חדר טרמינל, ניהול חום וגישה לתחזוקה.
הערה טכנית
Hommer Zhao סוקר הנחיות למילוי קופסאות מנקודת מבט של אריזת מוליכים, עומק המכשיר, גישת סיום ועבודה מחדש בשטח שניתן להימנע ממנה. דף זה הוא חינוכי; הקוד שאומץ, רישום המוצר, הוראות היצרן והרשות המקומית בעלת סמכות השיפוט שולטת בהתקנה הסופית.
בדוק את תיבת שקע ה-USB לפני החיתוך
הפעל את ספירת המוליכים בפועל, אשר את הוראות ההתקן ובחר קופסה שמתאימה גם ל-NEC 314.16 וגם להתקנה נקייה לפני שהשקע נכנס לקיר.
משאבי מחשבון קשורים
Box Fill Calculator · GFCI Receptacle Box Fill Guide · Voltage Drop and Box Fill Guide · Wire Gauge Chart · NEC Code Reference