다중선 분기 회로 상자 채우기: 공유 중립 규칙, 실제 개수 및 더 안전한 상자 선택

다중 와이어 분기 회로는 구리를 절약하고 장기적으로 전압 강하를 줄이며 두 개의 접지되지 않은 도체가 하나의 중성점을 공유하는 모든 곳에서 공통적으로 유지되지만 현장에서 가장 일반적으로 잘못 계산되는 장치 상자를 생성하기도 합니다. 전기 기술자, 엔지니어 및 진지한 DIY 사용자는 일반적으로 NEC 210.4(B)의 차단기-핸들-결속 규칙과 NEC 300.13(B)의 중립 연속성 규칙을 기억합니다. 상자 채우기 문제는 놓치기 쉽습니다. 공유 중성 회로는 NEC 314.16에 따라 모든 절연 도체, 모든 요크, 모든 내부 클램프 및 접지 번들을 동일한 입방인치 계산에 배치합니다. 이 가이드에서는 해당 상자를 올바르게 계산하는 방법, 수학이 변경되는 위치, 법적 최소 상자가 실용적인 선택이 아닌 이유를 보여줍니다.

유용한 공개 참조에는 국가 전기 코드, 분할 전력 , 미국 와이어 게이지 및 IEC 60364가 포함됩니다. 이러한 소스는 채택된 코드북을 대체할 수는 없지만 공유 중립 회로가 전기적 및 기계적 설계 제약을 모두 생성하는 이유를 설명하는 데 도움이 됩니다.

MWBC 상자 채우기로 인해 현장 실수가 발생하는 이유

A 다중 와이어 분기 회로는 일반적으로 종이에 간단하게 느껴집니다. 12/3 케이블은 검정색, 빨간색, 흰색 및 베어 색상을 제공합니다. 두 개의 접지되지 않은 도체가 2극 차단기 또는 식별된 핸들 묶음 차단기에 연결되고, 접지된 도체가 공유되고 부하가 반대 위상으로 분할되므로 중성선은 불균형 전류만 전달합니다. 산술은 과전류 보호 및 중립 연속성이 확립되면 많은 설치자가 생각을 멈출 정도로 쉽습니다.

바로 상자 채우기 실수가 발생하는 경우입니다. 공유 중립은 상자 채우기 계산에서 사라지지 않습니다. 상자에 들어가서 종료되거나 내부에서 접합되는 모든 절연 도체는 여전히 NEC 314.16(B)(1)에 따라 계산됩니다. 접지 도체는 NEC 314.16(B)(5)에 따라 여전히 하나의 총 허용량으로 계산됩니다. 내부 클램프는 여전히 314.16(B)(2)에 포함됩니다. 각 장치 요크는 장치에 연결된 가장 큰 도체를 기준으로 314.16(B)(4)에 따라 여전히 두 개의 도체 허용량으로 계산됩니다. 공유 중립 레이아웃은 2개의 완전한 2선 분기 회로를 실행하는 것에 비해 케이블 수를 줄일 수 있지만 상자 내부의 입방인치 요구 사항에 대한 할인을 생성하지는 않습니다.

"절연 도체 6개, 접지 허용량 1개, 내부 클램프 1개, 이중 요크 1개가 포함된 주방 MWBC는 이미 허용량 10개입니다. 12 AWG에서 NEC 표 314.16(B)는 제작 여유가 시작되기 전에 해당 상자를 22.5입방인치에 둡니다."

실제로 결과를 제어하는 코드 섹션

규정을 준수하는 MWBC 상자의 경우 전기 규칙과 공간 규칙을 함께 읽어야 합니다.

• NEC 210.4(A)는 다중 전선 분기 회로를 두 개 이상의 접지되지 않은 도체 사이에 전압이 있는 회로와 접지되지 않은 각 도체 사이에 동일한 전압을 갖는 접지 도체가 있는 회로로 정의합니다.
• NEC 210.4(B)에는 분기 회로가 시작되는 지점에서 다중 와이어 분기 회로의 모든 접지되지 않은 도체를 동시에 분리하는 수단이 필요합니다.
• NEC 300.13(B)에서는 장치 제거와 무관하게 유지하기 위해 MWBC에 접지된 도체의 연속성이 필요합니다. 실제로 이는 장치를 통과 경로로 사용하는 대신 중립을 연결하는 것을 의미합니다.
• NEC 314.16(B)(1)는 상자 외부에서 시작되어 상자 내부에서 끝나거나 연결되는 각 절연 도체의 수를 계산합니다.
• NEC 314.16(B)(2)는 하나 이상의 내부 클램프에 대해 하나의 여유분을 추가합니다.
• NEC 314.16(B)(4)는 해당 요크에 연결된 가장 큰 도체를 기준으로 각 장치 요크에 대해 2개의 허용치를 추가합니다.
• NEC 314.16(B)(5)는 상자에서 가장 큰 접지 도체를 기준으로 모든 장비 접지 도체를 하나의 도체 허용량으로 함께 계산합니다.
• NEC 표 314.16(B)는 14 AWG의 경우 2.00입방인치, 12 AWG의 경우 2.25입방인치, 10 AWG의 경우 2.50입방인치를 할당합니다.

여기에는 중요한 실제 시사점이 있습니다. NEC 300.13(B)는 종종 안전성을 향상시키는 중립 스플라이스와 피그테일 배열을 강제하지만 상자 채우기를 줄이지는 않습니다. 스플라이스는 여전히 실제 상자를 차지하고 요크 허용치는 여전히 적용됩니다. 리모델링 상자가 이미 한계에 가까웠던 경우 더 안전한 중립 방법을 사용하면 원래 인클로저 선택이 너무 낙관적이었다는 사실이 드러날 수 있습니다.

카운트를 확인하는 동안 동반 참조가 필요한 경우 사이트의 NEC 코드 참조, 와이어 게이지 차트, 장치 채우기 계산 및 박스 내 접지 도체 필. 함께 공유 중립 작업에 나타나는 대부분의 계산 실수를 다룹니다.

비교표: 일반적인 MWBC 상자 시나리오

아래 표에서는 구리 도체 및 NEC 표 314.16(B) 허용치를 12 AWG의 경우 2.25입방인치, 10 AWG의 경우 2.50입방인치로 가정합니다. 이 수치에는 명시된 접지 및 클램프 허용량이 이미 포함되어 있습니다.

작업 예시 1: 12 AWG

의 주방 소형 가전제품 MWBC

주방 조리대 회로가 12/3 케이블을 사용하여 검은색과 빨간색 도체가 분할 이중 콘센트의 두 부분에 전원을 공급한다고 가정합니다. 12/3 케이블 1개는 패널에서 들어가고 12/3 케이블 1개는 다음 콘센트 위치로 나갑니다. 상자 내부에는 외부에서 들어오는 6개의 절연 도체가 있습니다. 즉, 라인 쪽의 검은색, 빨간색, 흰색과 부하 쪽의 검은색, 빨간색, 흰색입니다. 모든 장비 부지는 하나의 수당으로 간주됩니다. 하나 이상의 내부 클램프는 하나의 여유로 계산됩니다. 이중 콘센트 요크는 2개의 여유분으로 계산됩니다. 다른 장치가 상자를 공유하는지 여부를 결정하기도 전에 총 10개의 도체 등가물이 됩니다.

12AWG에서 필요한 부피는 10 x 2.25 = 22.50입방인치입니다. 이는 이미 많은 오래된 단일 갱 개조 상자를 넘어선 것입니다. 설치에 탭 제거 기능이 있는 분할 배선 콘센트가 포함된 경우 상자는 전기적으로는 우아하지만 기계적으로는 비좁을 수 있습니다. 두 번째 장치나 추가 피드스루가 추가되면 카운트가 즉시 다시 증가합니다.

이제 NEC 300.13(B)에서 요구하는 보다 안전한 중립 방법을 고려하십시오. 공유 중성선은 연속성을 위해 콘센트 단자에 의존할 수 없으므로 흰색 도체는 일반적으로 피그테일을 사용하여 장치에 연결됩니다. 상자 내에서 완전히 발생하는 해당 피그테일은 일반적으로 NEC 314.16(B)(1)에 따라 도체 충전을 추가하지 않지만 접합은 여전히 ​​물리적 공간을 소비하고 장치 요크는 여전히 두 개의 여유로 계산됩니다. 이것은 상자가 종이에 합법적일 수 있지만 여전히 깔끔하게 마무리하기가 불편한 곳 중 하나입니다.

"NEC 300.13(B)는 장치 오류로부터 공유 중립을 보호하지만 여유 공간을 제공하지는 않습니다. 중립 스플라이스는 여전히 상자에 있고 요크는 여전히 314.16(B)(4)에 따라 두 가지 허용치를 계산합니다."

작업 사례 2: 식기세척기 및 폐기 MWBC

A 일반적인 현대식 레이아웃은 12/3을 사용하거나 더 긴 실행 및 더 높은 시작 수요의 경우 10/3 구리를 사용하여 MWBC에 식기 세척기와 쓰레기 처리 장치를 배치합니다. 하나의 12/3 케이블이 패널의 정션 박스 또는 연결 해제 상자로 들어가고 하나의 12/3 케이블이 접지 및 내부 클램프가 있는 기기 연결 지점으로 나간다고 가정합니다. 스위치 또는 분리 요크가 동일한 상자에 장착된 경우 개수는 절연 컨덕터 6개, 접지 허용량 1개, 클램프 허용량 1개, 장치 허용량 2개가 되어 총 10개가 됩니다. 상자에 추가 피드스루나 두 번째 장치도 포함되어 있으면 11개 또는 12개의 허용량이 빠르게 발생합니다.

12AWG에서 11개의 허용량에는 24.75입방인치가 필요합니다. 10AWG에서는 동일한 11개의 허용량이 27.50입방인치가 필요합니다. 이것이 바로 많은 전기 기술자가 얕은 장치 상자를 작동시키려는 시도를 중단하고 4인치 정사각형, 2-1/8인치 깊이 상자 또는 문서화된 볼륨이 있는 다른 인클로저로 직접 이동하는 이유입니다. 캐비닛 개구부를 이미 절단하고 도체를 다듬은 후 꽉 끼는 기기 상자를 재작업하는 인건비에 비해 비용 차이는 작습니다.

순수 연산이 잘 잡히지 않는 솜씨 문제도 있습니다. 10게이지 도체는 더 단단하고 모터 부하 종단은 덜 관대하며 기기 설치자는 과밀한 접합 공간과 싸우는 것을 좋아하지 않습니다. 상자가 기술적으로 통과하더라도 일반적으로 인클로저가 클수록 더 깔끔한 도체 라우팅, 절연 손상 위험 및 콜백 횟수가 줄어듭니다.

작업 예 3: MWBC 및 보호 장치가 포함된 2갱 작업장 상자

하나의 MWBC가 2갱 박스에 표준 이중 콘센트와 스위치 제어 작업 조명 회로를 제공하는 소규모 작업장을 생각해 보십시오. 12/3 케이블 1개가 들어가고 12/3 케이블 1개가 들어가고 접지가 있으며 상자에 내부 클램프가 있고 요크 2개가 있습니다(리셉터클 1개, 스위치 또는 보호 장치 1개). 도체를 주의 깊게 세어보세요. 두 개의 12/3 케이블에는 여전히 6개의 절연 도체가 있습니다. 근거는 하나로 간주됩니다. 클램프는 하나로 간주됩니다. 2개의 요크는 4개의 도체 허용량으로 계산됩니다. 총 12개의 도체 등가물입니다.

12AWG에서는 27.00입방인치를 의미합니다. 30.3입방인치 정사각형 상자는 통과할 수 있으며 여전히 적당한 작업 마진을 제공합니다. 날씬한 2갱 구식 상자는 그렇지 않은 경우가 많습니다. 장치가 더 큰 AFCI/GFCI 조합 장치가 되거나 더 깊은 전자 장치를 갖춘 스마트 제어 장치가 되면 더 큰 상자에 대한 실질적인 필요성이 더욱 분명해집니다.

국제 표준에 따라 작업하는 독자의 경우 IEC 기반 설치는 동일한 입방인치 상자 채우기 방법을 사용하지 않지만 기계적 교훈은 동일합니다. 여러 활성 컨덕터가 하나의 케이블 또는 피복을 공유하고 신뢰할 수 있는 종단을 통해 중성 무결성을 유지해야 하는 경우 엔클로저 깊이 및 종단 공간이 중요합니다. 즉, NEC는 규정적인 숫자를 제공하는 반면 IEC 실무에서는 인클로저를 물리적으로 엔지니어링하도록 요구하는 경우가 더 많습니다. 가장 안전한 설치 관리자 사고방식은 두 시스템 모두에서 동일합니다.

"식기세척기 처리용 MWBC가 10AWG로 크기가 커지면 11개의 허용량은 27.5입방인치가 됩니다. 이것이 바로 4인치 정사각형 상자가 스케치에서 허용 가능해 보였던 개조 작업을 계속해서 구출하는 이유입니다."

공유 중성 회로의 일반적인 계산 실수

• 공유 중성선을 특별 면제로 처리합니다. 상자에 들어가고 종료되거나 접합될 때 여전히 절연 도체로 간주됩니다.
• 요크 허용량을 잊어버렸습니다. MWBC의 이중 콘센트는 연결된 가장 큰 도체를 기준으로 2개의 도체 허용량을 추가합니다.
• 내부 클램프 무시. 하나 이상의 내부 클램프는 여전히 하나의 허용치를 추가하며, 이는 종종 단일 갱 상자에서 합격과 불합격의 차이입니다.
• 피드 도체와 혼동되는 피그테일. 상자 내부에서 시작하고 끝나는 피그테일은 일반적으로 포함되지 않지만 들어오고 나가는 도체는 포함됩니다.
• 법적 최소값을 가정하면 올바른 설치가 됩니다. 대형 장치, 견고한 10 AWG 구리 및 다중 와이어너트 접합으로 인해 많은 정확한 한계 계산이 잘못된 현장 선택이 됩니다.
• 차단기 규칙만 확인합니다. NEC 210.4 및 300.13(B)이 중요하지만 NEC 314.16을 대체하지는 않습니다. 올바른 차단기 배열은 소형 상자에도 여전히 배치될 수 있습니다.

의심스러운 경우 Box 채우기 계산기에서 다시 계산을 실행하고, Junction Box Sizing Guide에서 상자 용량을 비교하고, 전기 상자 계산 방법에서 더 광범위한 단계별 방법을 검토하세요. 필. 이 세 페이지는 건식 벽체나 캐비닛 뒤에 거친 부분이 숨겨지기 전에 대부분의 설계 단계 실수를 포착합니다.

FAQ

상자 채우기 수학에서 공유 중립이 한 번 계산됩니까, 아니면 전혀 계산되지 않습니까?

그것은 NEC 314.16(B)(1)에 따라 상자에 들어가는 각 절연 중성선에 대해 한 번씩 계산됩니다. MWBC는 하나의 공유 중성선을 전기적으로 사용하지만 해당 도체는 여전히 상자의 실제 공간을 차지합니다. 12 AWG에서는 계산된 각 허용량에 대해 2.25입방인치를 의미합니다.

NEC 300.13(B)에서 요구하는 중립 피그테일로 상자 채우기를 늘릴 수 있습니까?

상자 내에서 완전히 시작되고 끝나는

A 중성 피그테일은 일반적으로 NEC 314.16(B)(1)에 따라 도체 충전을 추가하지 않습니다. 그러나 스플라이스는 여전히 물리적 공간을 차지하며 장치 요크는 NEC 314.16(B)(4).

에 따라 여전히 두 개의 허용량으로 계산됩니다.

일반적인 12 AWG MWBC 콘센트 박스 수는 얼마입니까?

A 피드스루 MWBC 콘센트 상자는 일반적으로 10개의 컨덕터에 해당합니다. 즉, 2개의 12/3 케이블에서 6개의 절연 컨덕터, 1개의 접지 허용치, 1개의 클램프 허용치, 장치 요크용 2개입니다. 각각 2.25입방인치, 즉 22.50입방인치입니다.

작은 낡은 작업 상자에 있는 MWBC에 분할 콘센트를 배치할 수 있습니까?

때때로 18~20입방인치 범위의 많은 오래된 단일 갱 기존 작업 상자는 실제 피드스루 MWBC 콘센트 설정에 비해 너무 작습니다. 12AWG에서 개수가 10개 허용량에 도달하면 요구 사항은 이미 22.50입방인치입니다.

10개의 AWG MWBC 어플라이언스 박스가 왜 그렇게 빨리 문제가 됩니까?

NEC 표 314.16(B)에서는 각 10AWG 허용량에 2.50입방인치를 할당합니다. 따라서 11-공차 기기 상자에는 27.50입방인치가 필요하며 도체는 물리적으로 더 단단하므로 정확한 제한 상자를 깔끔하게 종료하기가 훨씬 더 어렵습니다.

지역 규칙이 NEC 상자 채우기 테이블을 사용하지 않는 경우 IEC 사용자는 어떻게 이 문서를 적용해야 합니까?

숫자를 직접적인 법적 테스트보다는 설계 경고로 사용하십시오. IEC 기반 시스템에는 여전히 다중 활성 도체, 중성선 연속성 및 보호 장치를 위한 충분한 인클로저 깊이와 종단 공간이 필요합니다. 표준 언어는 다르지만 물리적 제약은 동일합니다.

최종

A 다중선 분기 회로는 위상이 올바르게 배열되고, 분리 수단이 정확하며, 중성선 연속성이 보호될 때 효율적이고 완벽하게 안전한 설계가 될 수 있습니다. 그러나 이러한 이점 중 어느 것도 인클로저 계산을 지우지 않습니다. 상자에는 NEC 314.16.

에 따른 모든 계산된 도체, 모든 장치 요크, 클램프 허용치 및 접지 번들이 포함되어야 합니다.

개수가 법적 제한에 가까워지면 최소 재료에 대한 최적화를 중지하고 깨끗한 설치를 위한 최적화를 시작하십시오. Box 채우기 계산기를 열고 전선 게이지 차트에서 도체 크기를 확인한 다음 코드 준수 및 종단 공간을 모두 제공하는 상자를 선택하십시오. 이것이 단지 통과하는 회로와 수년간 서비스가 가능한 회로의 차이입니다.