太陽光発電の切断と PV 接続ボックスの充填ガイド
このガイドを使用して、導体体積を推測することなく、太陽光発電 AC 切断、急速シャットダウン接合部、インバータ出力遷移、およびフィーダのアップグレード用のボックスのサイズを決定します。
太陽光発電の切断作業がボックスのスペースをすぐに使い果たしてしまう理由
太陽光発電の仕事は、インバーター、AC 切断、生産量メーター、サービス機器への 1 本の給電経路という単線図で単純に見えることがよくあります。現場では、通常、混雑している部分は、これらのコンポーネント間の小さな移行ボックスです。 2 つの配線路、急速シャットダウン ジャンクション、内部クランプ、接地導体、または電圧降下や電流容量のために大型の 10 AWG、8 AWG、および 6 AWG 導体を追加すると、空き立方インチはすぐになくなります。
重要な違いは、リストされているディスコネクト、コンバイナ製品、およびインバータ ワイヤ コンパートメントの多くが、NEC 110.3(B) に基づく独自の取り付け手順に従っていることです。このページのボックス フィルの計算は、その機器の横で使用される通常のコンセント ボックス、デバイス ボックス、およびジャンクション ボックスを対象としています。 IEC 読者にとって、演算方法は異なりますが、設計の教訓は同じです。PV 導体、終端、およびメンテナンス アクセスには実際のエンクロージャ スペースが必要です。
Definitions and field notes
A solar disconnect box is an enclosure that houses means of disconnect and related conductors for photovoltaic equipment or associated circuits. Box fill refers to the NEC 314.16 method used to confirm the enclosure volume is adequate for conductors, grounding paths, fittings, and devices without crowding terminations.
A junction box is an enclosure for splices or terminations, and a disconnect box becomes a more demanding version of that problem because PV wiring may include stiffer insulation, labeling requirements, and environmental sealing hardware. The practical design target is enough free room to route conductors safely and keep maintenance work straightforward.
A cable assembly refers to multiple insulated conductors grouped in one sheath, while a wire harness is an organized bundle secured for routing and protection. Those definitions are useful in solar work because installers often think in terms of cable runs, but box-fill compliance still depends on counting each eligible conductor and its associated hardware correctly.
Author: Hommer Zhao is a General Manager and Wire Harness Engineer at WIRINGO. His experience with conductor routing, terminations, and harsh-environment electrical packaging informs this solar disconnect box-fill guidance.
ソーラーボックスのサイズ不足を防ぐ 5 つのフィールドルール
リストに記載されている機器を実際の NEC 314.16 ボックスの計算から分離する
NEC 314.16 は、スプライスまたはデバイスを含む通常のコンセント ボックス、デバイス ボックス、ジャンクション ボックスに適用します。リストに記載されている断路、インバーターコンパートメント、およびコンバイナーアセンブリは、NEC 110.3(B) に基づく製品指示に従って処理してください。
電圧降下の大型化によりボックスが即座に変更されます
2.25 立方インチの 12 AWG で機能するレイアウト。 10 AWG では 2.50 立方インチ、8 AWG では 3.00 立方インチ、または 6 AWG では 5.00 立方インチでは、許容あたりがより厳しくなります。太陽光発電のホームランやインバーター出力は、しばしばその飛躍をもたらします。
グランド、クランプ、ヨークが最終的なカウントを制御します
NEC 314.16(B)(2)、(4)、および (5) は引き続き通常に適用されます。内部クランプは 1 回カウントされ、すべての機器のアースは最大の接地線に基づいて 1 回カウントされ、スイッチまたは切断ヨークは 2 つの導体許容量としてカウントされます。
急速シャットダウンと屋外取り付けはボックス充填チェックに代わるものではありません
NEC 690 および耐候性規則により、追加のフィッティング、ラベル、または接続点が強制される可能性がありますが、これらの要件によって、導体を保持する実際のボックスの立方インチの体積を確認する必要性がなくなるわけではありません。
IEC ユーザーは、同じエンクロージャ計画規律を維持する必要があります
IEC 60364 では NEC 立方インチ演算は使用されていませんが、エンジニアリングの教訓は同じです。PV 変換ボックスには、導体サイズや終端数が増加した場合の曲げ、分離、検査、および将来のサービスに備えて十分なスペースが必要です。
一般的な太陽光発電の切断と PV 接合のシナリオ
これらの例は、インバーターの内部配線コンパートメントや工場で製造された切断装置ではなく、リストに記載されている太陽光発電設備の横に使用されるボックスに焦点を当てています。必要な容量はNECの最小値です。推奨されるボックスの選択では、導体の曲げ、ワイヤーナットまたはラグ、およびよりクリーンなサービスアクセスに備えてある程度の余裕が残されています。
| シナリオ | 導体相当物 | 必要量 | 実用的なボックスの選択 | フィールドノート |
|---|---|---|---|---|
| 4 本の 12 AWG 絶縁導体、1 本の 12 AWG 接地余裕、および 1 つの内部クランプを備えたマイクロインバータ分岐回路ジャンクション | 12 AWG で 6 相当 | 13.50 cu.in. | 16立方インチ最小; 18立方インチ屋外での整備が容易になります | 4 つの絶縁導体 + 1 つの接地許容値 + 1 つのクランプ許容値 = 6。2.25 立方インチの場合。それぞれ、必要な体積は 13.50 立方インチです。 |
| 4 本の 10 AWG 導体、1 本の 10 AWG 接地余裕、および 1 つのスイッチ ヨークを備えた 30 A ストリング インバーター AC 切断遷移 | 10 AWG で 7 相当 | 17.50 cu.in. | 21立方インチまたはより深い耐候性切断隣接ボックス | 4 絶縁導体 + 1 グランド許容値 + 2 ヨーク許容値 = 7。2.50 立方インチで。それぞれの箱には 17.50 立方インチが必要です。 |
| 6 つの 10 AWG 絶縁導体、1 つの 10 AWG グランド許容値、および 1 つのクランプ許容値を備えた急速シャットダウン ジャンクション | 10 AWG で 8 相当 | 20.00 cu.in. | 30.3立方インチ4インチ角以上の箱 | 6 絶縁導体 + 1 接地許容値 + 1 クランプ許容値 = 8。2.50 立方インチの場合。それぞれ、必要な体積は 20.00 立方インチです。 |
| 4 本の 8 AWG 導体、1 本の 10 AWG グランド許容値、および 1 本の 8 AWG クランプ許容値によるインバータ出力遷移 | 4 x 8 AWG プラス 1 x 10 AWG アースプラス 1 x 8 AWG クランプ | 17.50 cu.in. | 21立方インチ最小; 30.3立方インチ硬い曲がりでもきれいです | 4 x 3.00 + 2.50 + 3.00 = 17.50 立方インチ法定カウントは中程度のボックスに合格しますが、8 AWG PV トランジションには通常、より多くのリザーブが必要です。 |
| 4 本の 6 AWG 導体、1 本の 10 AWG グランド許容値、および 1 本の 6 AWG クランプ許容値を備えた大型の PV フィーダ移行部 | 4 x 6 AWG プラス 1 x 10 AWG アースプラス 1 x 6 AWG クランプ | 27.50 cu.in. | 30.3立方インチまたはそれより大きな筐体。 42.0立方インチ多くの場合、現場では簡単です | 4 x 5.00 + 2.50 + 5.00 = 27.50 立方インチこれは、職人技の予備力を考慮する前に、浅いボックスが失敗する場所です。 |
具体的な数字を使った実際の例
例 1: 12 AWG マイクロインバータ分岐回路ジャンクション
1 つの電線管が 240 V マイクロインバータ分岐回路を屋外の小型ジャンクション ボックスに接続し、もう 1 つの電線管が AC 結合器またはサービス機器に向かって出ていると仮定します。ボックスには、外側から絶縁された 4 本の 12 AWG 導体が含まれています。 NEC 314.16(B)(5) に基づいて 1 つの接地許容値を追加し、NEC 314.16(B)(2) に基づいて 1 つの内部クランプ許容値を追加します。合計6つの手当になります。 12 AWG の許容値あたり 2.25 立方インチでは、必要な体積は 13.50 立方インチです。そのため、通常は、厳密に制限された浅いボックスではなく、16 または 18 立方インチの耐候性ジャンクション ボックスが合理的な最小値となります。
例 2: 10 AWG での 30 A インバータの AC 切断遷移
ここで、ストリング インバーターが、リストに記載されている AC 切断箇所の横のボックスに収まったと仮定します。 4 つの絶縁された 10 AWG 導体が外部から入り、すべての機器のアースは 1 つの許容値としてカウントされ、切断スイッチ ヨークは NEC 314.16(B)(4) に基づいて 2 つの許容値を追加します。合計7つの手当です。それぞれ 2.50 立方インチの場合、ボックスには 17.50 立方インチが必要です。太陽光発電設置業者は通常、ここで 21 立方インチ以上の深さのボックスを選択します。これは、法定数が合格した場合でも、10 AWG 導体、接地ピグテール、および耐候性継手が実際の作業室を消費するためです。
例 3: 電流容量または電圧降下のためにフィーダを 6 AWG に拡大
4 本の 6 AWG 導体を備えた 4 線式 PV フィーダ移行では、取り付け許容値が追加される前に、すでに 20.00 立方インチが使用されています。 2.50 立方インチで 10 AWG アース許容値を 1 つ追加し、5.00 立方インチで 6 AWG クランプ許容値を 1 つ追加します。合計は 27.50 立方インチになります。これは、多くの中型ボックスをすぐに除外し、電流容量、インバーター出力電流、または長期にわたる電圧降下制御のために導体サイズが増加すると、太陽光発電サービスの作業がしばしば 30.3 または 42.0 立方インチのエンクロージャに移行する理由を説明します。
確認する価値のある NEC および IEC のリファレンス
これらの公開参考資料は、NEC のボックス充填計算がどこに適用されるか、太陽光発電システムがどのように構成されているか、および切断された隣接するジャンクション ボックスに依然として個別のエンクロージャ計画が必要な理由を説明するのに役立ちます。
- 米国電気規定の概要: ボックス充填については第 314.16 条を、太陽光発電システムの規則については NEC 690 を、製品説明書が記載されている機器を規定する場合には NEC 110.3(B) を使用してください。
- 太陽光発電システムの概要: 太陽光発電変換器を計画する際の、アレイ、インバーター、コンバイナー、および AC 切断用語の有用な背景。
- 太陽光発電インバーターの概要: DC が AC になる場所と、インバータの出力遷移によって導体サイズとボックスの選択が頻繁に変わる理由を理解するのに役立ちます。
- IEC 60364の概要: IEC プロジェクトでは、NEC ボックスフィル演算とは異なる方法が使用されていますが、エンクロージャ ルーム、終端アクセス、および導体管理には依然として同じ規律が必要です。
Frequently Asked Questions
NEC 314.16 は、すべての太陽光発電の切断またはインバータの配線コンパートメント内に適用されますか?
いいえ。多くのソーラーディスコネクト、コンバイナ、およびインバータコンパートメントは、NEC 110.3(B) に基づく独自の設置手順に従ってリストされている機器です。その機器の横にある通常のコンセント ボックス、デバイス ボックス、ジャンクション ボックスには NEC 314.16 を使用します。
導体が大きくなると、なぜソーラーボックスがこれほど急速に大きくなるのですか?
NEC の許容値は導体サイズに応じて増加するためです。 12 AWG の許容値は 2.25 立方インチ、10 AWG は 2.50 立方インチ、8 AWG は 3.00 立方インチ、6 AWG は 5.00 立方インチに跳ね上がります。必要なボックスの体積が急激に増加しても、導体の数は同じままである可能性があります。
急速シャットダウンや屋外要件によって導体の数は変わりますか?
それ自体ではありません。 NEC 690、濡れた場所のフィッティング、およびラベル付け規則により、ハードウェアとレイアウトの制約が追加される可能性がありますが、実際にボックス内にある導体、ヨーク、クランプ、および接地の許容値については、ボックス充填数は依然として NEC 314.16 に従います。
太陽光接続箱ではアースはどのように考慮されますか?
NEC 314.16(B)(5) では、すべての機器の接地線は、存在する最大の接地線に基づいて 1 つの許容値としてカウントされます。一般的な 10 AWG 接地許容値は、充填計算に 2.50 立方インチを追加します。
IEC ユーザーはこれらの例をどのように適用する必要がありますか?
これらは、IEC コードの直接演算ではなく、エンクロージャ計画の例として使用してください。 IEC 60364 は NEC 立方インチの許容値を使用していませんが、より大きな PV 導体、よりきつい曲げ、およびより多くの終端を採用しても、より大型で保守が容易なボックスが正当化されます。
検査上の問題になる前に PV 遷移ボックスをチェックしてください
導体サイズ、実際のボックスの体積、およびコンポーネントが真のジャンクション ボックスであるかリストに記載されている太陽光発電設備であるかを確認した後、計算ツールを使用してください。これは、紙の上には収まるが筐体には収まらない太陽光発電のレイアウトを把握する最も早い方法です。
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