Przewodnik po wypełnieniu pudełka z gniazdem USB-C
Zaplanuj nowoczesne gniazda USB-C, USB-A i gniazda kombinowane, nie zapominając o pojemności NEC 314.16, głębokich korpusach urządzeń, zabezpieczeniach GFCI, pigtailach i praktycznej przestrzeni do przycinania.
Dlaczego skrzynki z gniazdami USB wymagają dodatkowego planowania
Gniazda USB-C wyglądają z przodu jak zwykłe urządzenia typu duplex, ale wiele modeli jest głębszych, ponieważ zawierają elektronikę mocy, części rozpraszające ciepło i większe struktury terminali. Obliczenia wypełnienia pudła NEC nadal rozpoczynają się od tych samych elementów: przewodów zewnętrznych, jarzma urządzenia, uziemień sprzętu i zacisków wewnętrznych.
Problem polega na tym, że pudełko może przekroczyć dozwoloną liczbę cali sześciennych, a mimo to jego zamknięcie będzie niefortunne, gdy dwa kable 12 AWG, wiązka uziemiająca, nakrętki przewodów i głęboka obudowa ładowarki USB konkurują o tę samą przestrzeń. Elektrycy powinni najpierw obliczyć minimum, a następnie wybrać kolejne większe pole, gdy wynik będzie zbliżony.
Definicje dla elektryków, inżynierów i majsterkowiczów
Gniazdo USB-C to wymienione urządzenie okablowania, które łączy jarzmo gniazda z obwodem odgałęzionym z niskonapięciową elektroniką ładującą USB w jednym zainstalowanym urządzeniu.
Wypełnianie pudełek to metoda objętościowa zgodna z normą NEC 314.16, która przypisuje naddatki na przewody do izolowanych przewodów, jarzm urządzeń, przewodów uziemiających sprzęt, zacisków, złączek wsporczych i listew zaciskowych.
Jarzmo urządzenia to metalowy pasek mocujący przełącznika lub gniazda; zgodnie z normą NEC 314.16(B)(4) jedno jarzmo liczy się jako dwa naddatki na przewody w oparciu o największy podłączony do niego przewód.
IEC 60364 to rodzina międzynarodowych standardów okablowania; nie wykorzystuje bezpośrednio tabeli NEC w calach sześciennych, ale nadal mają znaczenie te same kontrole dotyczące przestrzeni w obudowie, ciepła i łatwości serwisowania.
Pięć zasad przed instalacją gniazda USB
Policz gniazdo USB jak jarzmo urządzenia
NEC 314.16(B)(4) nie ignoruje ładowarki USB tylko dlatego, że przód wygląda inaczej. Jedno jarzmo gniazda USB dodaje dwa dodatki w oparciu o największy przewodnik na tym jarzmie.
Użyj rozmiaru zainstalowanego przewodu
Obwód 15 A przy 14 AWG zużywa 2,00 cu.in. za zasiłek. Obwód 20 A na 12 AWG wykorzystuje 2,25 cala sześciennego. za zasiłek. Zwiększone rozmiary przewodów 10 AWG wymagają 2,50 cala sześciennego.
Masy liczą się raz, a nie zero
Wszystkie przewody uziemiające urządzenia łącznie liczą się jako jeden przydział zgodnie z normą NEC 314.16(B)(5), w oparciu o największy obecny przewód uziemiający.
Wewnętrzne zaciski mogą usunąć margines
Jeśli skrzynka posiada wewnętrzne zaciski kablowe, należy dodać jeden dodatek zgodnie z NEC 314.16(B)(2), chyba że wymienione oznaczenie pudełka już wyklucza tę objętość zacisku.
Zasady ochrony to osobna kontrola
NEC 210.8 GFCI, NEC 406.12 odporne na manipulacje gniazda, zasady wymiany NEC 406.3 i instrukcje producenta zgodnie z NEC 110.3(B) nie zastępują obliczeń związanych z wypełnieniem pudełka.
Tabela porównawcza wypełnień gniazd USB
W tych przykładach wykorzystano wartości z tabeli NEC 314.16(B): 14 AWG = 2,00 cala sześciennego, 12 AWG = 2,25 cala sześciennego i 10 AWG = 2,50 cala sześciennego. Praktyczny wybór celowo pozostawia miejsce na głębszy korpus ładowarki.
| Scenariusz | Policzone przedmioty | Minimalna głośność | Praktyczny wybór pudełka | Notatka terenowa |
|---|---|---|---|---|
| Gniazdo USB-C 15 A z jednym zasilaniem 14/2, jarzmem urządzenia i uziemieniem | 2 izolowane 14 AWG + 1 dodatek na uziemienie + 2 dodatkowe jarzma | 5 x 2,00 = 10,00 cu.in. | Użyj 18 cu.in. lub głębiej, aby uzyskać głębokość urządzenia | Dopuszczalna liczba jest niewielka, ale obudowa ładowarki sprawia, że płytkie, stare pudełka są frustrujące. |
| Gniazdo USB-C 20 A z jednym zasilaniem 12/2, jarzmem urządzenia i uziemieniem | 2 izolowane 12 AWG + 1 dodatek na uziemienie + 2 dodatkowe jarzma | 5 x 2,25 = 11,25 cala sześciennego. | 18 cali sześciennych. głęboka skrzynka na urządzenia | Dobre minimum dla prostego, końcowego gniazda USB. |
| 20 A przelotowe gniazdo USB z linią 12/2 i obciążeniem 12/2 | 4 izolowane 12 AWG + 1 dodatek na uziemienie + 2 dodatkowe jarzma | 7 x 2,25 = 15,75 cala sześciennego. | 20 cali sześciennych. lub większy | Przewody liniowe/obciążeniowe i złącza spawane wymagają więcej miejsca roboczego, niż sugeruje arytmetyka. |
| Przejściowe gniazdo USB 12 AWG w pudełku z wewnętrznymi zaciskami | 4 izolowane 12 AWG + masa + zacisk + 2 dodatkowe jarzma | 8 x 2,25 = 18,00 cala sześciennego. | 22,5 cala sześciennego. lub większy | Jest to typowy układ przebudowy, w którym zastosowano 18 cu.in. pudełko jest legalne, ale szczelne. |
| Gniazdo USB w kuchni lub garażu z zabezpieczeniem GFCI | Taka sama liczba zapełnień pudełek, jak w przypadku zwykłego pojemnika, jeśli w tym pudełku nie ma GFCI | Zwykle 11,25 do 18,00 cu.in. na 12 AWG | Wybierz większą głębokość dla ciepła ładowarki i sztywnych przewodów | Lokalizacja zabezpieczenia GFCI zmienia zgodność z wymogami bezpieczeństwa, a nie liczbę jarzm urządzenia USB. |
| Długotrwałe gniazdo powiększone do 10 AWG, a następnie podłączone do wymienionego urządzenia USB | Zewnętrzne przewody 10 AWG, złącza spawane, masy i jarzmo w oparciu o największy podłączony przewód | Często 8 x 2,50 = 20,00 cu.in. przed marginesem | Kwadratowe pudełko o średnicy 4 cali z podniesioną pokrywą lub duże, głębokie pudełko | Zwiększanie rozmiaru przy spadku napięcia może zamienić prostą aktualizację USB w problem związany z rozmiarem pudełka. |
Przepracowane przykłady z konkretnymi liczbami
Przykład 1: gniazdo USB-C 20 A na koniec działania
Do skrzynki wchodzi jeden kabel 12/2 dla obwodu odgałęzionego 20 A. Policz dwa izolowane przewody 12 AWG, jeden zapas uziemienia sprzętu i dwa zapasy na jarzmo gniazda USB. W sumie pięć przydziałów. Przy 2,25 cala sześciennego każdy, minimum NEC 314.16 wynosi 11,25 cu.in. Głębsze 18 cu.in. Pudełko jest zazwyczaj praktycznym wyborem, ponieważ korpus ładowarki USB jest głębszy niż standardowe gniazdo typu duplex.
Przykład 2: przelotowe gniazdo USB z wewnętrznymi zaciskami
Kabel liniowy 12/2 i kabel obciążenia 12/2 tworzą cztery izolowane przewody 12 AWG. Dodaj jeden naddatek na uziemienie, jeden naddatek na zacisk wewnętrzny i dwa naddatki na jarzmo urządzenia. W sumie osiem przydziałów. Przy 2,25 cala sześciennego każdy, wymagana objętość wynosi 18,00 cu.in. 22,5 cala sześciennego lub większe pudełko zapewnia więcej miejsca na nakrętki przewodów, fałdy przewodów i obudowę USB.
Przykład 3: obwód odgałęziony o zwiększonym spadku napięcia
Załóżmy, że długie gniazdo zostanie powiększone z 12 AWG do 10 AWG w celu kontroli spadku napięcia, a następnie podłączone do gniazda USB, które akceptuje podany zakres przewodów. Jeżeli największy zliczony przewodnik ma przekrój 10 AWG, każdy dodatek wynosi 2,50 cala sześciennego. Osiem przydziałów wymaga 20,00 cu.in. przed marginesem wykonania. Jest to mocny powód, aby zamiast małego pudełka na urządzenie używać 4-calowego kwadratowego pudełka z podniesioną pokrywą podaną na liście.
Odniesienia do kodeksów i standardów do sprawdzenia
Skorzystaj z tych publicznych źródeł w celu uzyskania podstawowej terminologii, a następnie sprawdź przyjętą edycję kodu, instrukcje producenta, limity umieszczania na liście i wymagania lokalnych inspekcji.
- Omówienie krajowego kodeksu elektrycznego: Do napełniania pudeł należy stosować normy NEC 314.16, NEC 210.8 dla lokalizacji GFCI, NEC 406.12 dla pojemników odpornych na manipulacje i NEC 110.3(B) dla wymienionych instrukcji.
- Przegląd USB-C: Pomocne tło na złączu i wyjaśnienie, dlaczego elektronika ładowarek sprawia, że wiele gniazd USB jest fizycznie głębszych niż standardowe urządzenia typu duplex.
- Przegląd amerykańskiej średnicy drutu: Przydatne do porównywania rozmiarów przewodów 14 AWG, 12 AWG i 10 AWG, które zmieniają limity zapełnienia pudełek NEC.
- Przegląd normy IEC 60364: Czytelnicy zagraniczni powinni stosować się do lokalnych przepisów dotyczących obudów i okablowania, zachowując jednocześnie ostrożność w zakresie promienia zgięcia, ciepła i dostępu serwisowego.
Często zadawane pytania dotyczące wypełniania gniazd USB
Czy gniazdo USB-C liczy się inaczej niż zwykłe gniazdo do napełniania pudełek?
Zwykle nie. Jarzmo urządzenia nadal liczy się jako limit dwóch przewodów zgodnie z normą NEC 314.16(B)(4), w oparciu o największy przewód podłączony do tego jarzma. Elektronika USB nie tworzy oddzielnego limitu cali sześciennych, ale wymaga fizycznej głębi.
Jakiego rozmiaru pudełka potrzebuję do przelotowego gniazda USB 12 AWG?
Układ przepustowy 12 AWG z czterema izolowanymi przewodnikami, jednym zapasem uziemienia i jednym jarzmem gniazda USB wymaga 15,75 cala sześciennego. Dodaj wewnętrzny zacisk, a otrzymasz 18,00 cu.in. Wielu instalatorów wybiera rozmiar od 20 do 22,5 cala sześciennego. dla łatwiejszego przycinania.
Czy parametry cieplne ładowarki USB zmieniają wypełnienie pudełka NEC 314.16?
Arytmetyka wypełniania pudełek nie dodaje naddatku na ciepło dla ładowarki USB. Jednakże norma NEC 110.3(B) wymaga przestrzegania wymienionych instrukcji dotyczących urządzenia, a praktyczny projekt powinien unikać umieszczania ładowarki wytwarzającej ciepło w skrzynce z dokładnym limitem.
Czy pigtaile do gniazda USB liczą się jako dodatkowe przewody?
Pigtail rozpoczynający się i kończący w tym samym pudełku zwykle nie liczy się jako dodatkowy limit przewodu. Przewody zewnętrzne, naddatek uziemienia, jarzmo, zaciski i złącza spawane nadal decydują o wyborze skrzynki.
Czy zabezpieczenie GFCI upstream zmniejsza liczbę zapełnień gniazd USB?
Nie. Urządzenie lub wyłącznik GFCI znajdujące się powyżej może spełniać wymagania dotyczące ochrony NEC 210.8, ale wielkość skrzynki gniazdowej USB nadal musi być dostosowana do rzeczywistych przewodów, jarzma, uziemień i zacisków zgodnie z normą NEC 314.16.
W jaki sposób użytkownicy IEC powinni stosować ten przewodnik oparty na NEC?
Użyj przykładów do planowania przestrzeni w obudowie, a nie bezpośredniej arytmetyki kodu IEC. Projekt wykorzystujący normę IEC 60364 nadal wymaga odpowiedniego promienia zgięcia, pomieszczenia na terminale, zarządzania ciepłem i dostępu w celu konserwacji.
Uwaga techniczna
Hommer Zhao przegląda wytyczne dotyczące wypełniania pudełek z punktu widzenia opakowania przewodnika, głębokości urządzenia, dostępu do końcówek i możliwych do uniknięcia przeróbek w terenie. Ta strona ma charakter edukacyjny; przyjęty kodeks, wykaz produktów, instrukcje producenta i władze lokalne posiadające jurysdykcję kontrolującą ostateczną instalację.
Przed przycięciem sprawdź skrzynkę z gniazdem USB
Sprawdź rzeczywistą liczbę przewodów, potwierdź instrukcje urządzenia i wybierz skrzynkę, która spełnia zarówno wymagania NEC 314.16, jak i czystą instalację, zanim gniazdo zostanie umieszczone w ścianie.
Powiązane zasoby kalkulatora
Box Fill Calculator · GFCI Receptacle Box Fill Guide · Voltage Drop and Box Fill Guide · Wire Gauge Chart · NEC Code Reference