คู่มือการเติมกล่องเต้ารับ USB-C
วางแผนกล่อง USB-C, USB-A และเต้ารับรวมที่ทันสมัย โดยไม่ลืมโวลุ่ม NEC 314.16, ตัวอุปกรณ์แบบลึก, การป้องกัน GFCI, ผมเปีย และพื้นที่ตัดแต่งที่ใช้งานได้จริง
เหตุใดกล่องเต้ารับ USB จึงต้องมีการวางแผนเพิ่มเติม
เต้ารับ USB-C ดูเหมือนอุปกรณ์ดูเพล็กซ์ทั่วไปเมื่อมองจากด้านหน้า แต่หลายรุ่นมีความลึกกว่านั้นเนื่องจากมีอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลัง ชิ้นส่วนกระจายความร้อน และโครงสร้างขั้วต่อที่ใหญ่กว่า การคำนวณการเติมกล่องของ NEC ยังคงเริ่มต้นด้วยรายการเดียวกัน: ตัวนำภายนอก แอกอุปกรณ์ กราวด์อุปกรณ์ และแคลมป์ภายใน
ปัญหาภาคสนามคือกล่องสามารถผ่านจำนวนลูกบาศก์นิ้วตามกฎหมายได้ และยังคงปิดได้ยากเมื่อมีสาย 12 AWG สองเส้น ชุดสายดิน น็อตลวด และตัวเครื่องชาร์จ USB แบบลึกล้วนแย่งชิงพื้นที่เดียวกัน ช่างไฟฟ้าควรคำนวณขั้นต่ำก่อน จากนั้นเลือกช่องที่ใหญ่กว่าถัดไปเมื่อผลลัพธ์ใกล้เคียง
คำจำกัดความสำหรับช่างไฟฟ้า วิศวกร และช่าง DIY
เต้ารับ USB-C เป็นอุปกรณ์สายไฟที่ระบุไว้ซึ่งรวมแอกเต้ารับวงจรสาขาเข้ากับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับการชาร์จ USB แรงดันต่ำในอุปกรณ์ที่ติดตั้งไว้ตัวเดียว
การเติมกล่องเป็นวิธีปริมาตรของ NEC 314.16 ที่กำหนดค่าเผื่อตัวนำให้กับตัวนำที่หุ้มฉนวน แอกอุปกรณ์ ตัวนำกราวด์ของอุปกรณ์ แคลมป์ อุปกรณ์รองรับ และแผงขั้วต่อ
แอกของอุปกรณ์คือสายรัดโลหะของสวิตช์หรือเต้ารับ ภายใต้ NEC 314.16(B)(4) แอกหนึ่งตัวจะนับเป็นค่าเผื่อตัวนำสองตัวโดยพิจารณาจากตัวนำที่ใหญ่ที่สุดที่เชื่อมต่ออยู่
IEC 60364 เป็นตระกูลมาตรฐานการเดินสายสากล ไม่ได้ใช้ตารางลูกบาศก์นิ้วของ NEC โดยตรง แต่การตรวจสอบพื้นที่ตู้ ความร้อน และความสามารถในการซ่อมบำรุงเดียวกันยังคงมีความสำคัญ
กฎห้าข้อก่อนติดตั้งเต้ารับ USB
นับช่องเสียบ USB เหมือนแอกอุปกรณ์
NEC 314.16(B)(4) ไม่สนใจที่ชาร์จ USB เพียงเพราะด้านหน้าดูแตกต่างออกไป แอกช่องเสียบ USB หนึ่งอันจะเพิ่มค่าเผื่อสองรายการโดยขึ้นอยู่กับตัวนำที่ใหญ่ที่สุดบนแอกนั้น
ใช้ขนาดตัวนำที่ติดตั้งไว้
วงจร A 15 A บน 14 AWG ใช้ไฟฟ้า 2.00 cu.in. ต่อเบี้ยเลี้ยง วงจร 20 A บน 12 AWG ใช้ 2.25 ลูกบาศก์นิ้ว ต่อเบี้ยเลี้ยง ตัวนำ AWG 10 ขนาดใหญ่ขึ้นใช้ 2.50 ลูกบาศก์นิ้ว
Grounds นับหนึ่งครั้ง ไม่ใช่ศูนย์
ตัวนำสายดินของอุปกรณ์ทั้งหมดรวมกันนับเป็นค่าเผื่อหนึ่งรายการภายใต้ NEC 314.16(B)(5) โดยอิงตามตัวนำสายดินที่ใหญ่ที่สุดในปัจจุบัน
ที่หนีบภายในสามารถลบระยะขอบของคุณได้
หากกล่องมีที่รัดสายภายใน ให้เพิ่มค่าเผื่อหนึ่งรายการภายใต้ NEC 314.16(B)(2) เว้นแต่เครื่องหมายบนกล่องที่แสดงไม่รวมปริมาตรของแคลมป์นั้นแล้ว
กฎการป้องกันเป็นเช็คแยกกัน
NEC 210.8 GFCI, NEC 406.12 เต้ารับป้องกันการงัดแงะ, กฎการเปลี่ยน NEC 406.3 และคำแนะนำของผู้ผลิตภายใต้ NEC 110.3(B) ไม่ได้แทนที่การคำนวณการเติมกล่อง
ตารางเปรียบเทียบการเติมกล่องรับสัญญาณ USB
ตัวอย่างเหล่านี้ใช้ค่า NEC Table 314.16(B): 14 AWG = 2.00 ลูกบาศก์นิ้ว, 12 AWG = 2.25 ลูกบาศก์นิ้ว และ 10 AWG = 2.50 ลูกบาศก์นิ้ว ตัวเลือกที่ใช้งานได้จริงตั้งใจที่จะเว้นพื้นที่ไว้สำหรับตัวเครื่องชาร์จที่มีความลึกมากขึ้น
| สถานการณ์ | นับของแล้ว | ปริมาณขั้นต่ำ | ตัวเลือกกล่องที่ใช้งานได้จริง | บันทึกภาคสนาม |
|---|---|---|---|---|
| 15 ช่องเสียบ USB-C พร้อมฟีด 14/2 หนึ่งอัน แอกอุปกรณ์ และกราวด์ | 2 ฉนวน 14 AWG + ค่าเผื่อกราวด์ 1 ค่า + ค่าเผื่อแอก 2 อัน | 5 x 2.00 = 10.00 ลูกบาศก์นิ้ว | ใช้ 18 คิว หรือลึกลงไปสำหรับความลึกของอุปกรณ์ | นับทางกฎหมายน้อยแต่ตัวเครื่องชาร์จทำให้กล่องงานเก่าตื้นน่าหงุดหงิด |
| 20 ช่องเสียบ USB-C พร้อมฟีด 12/2 หนึ่งอัน แอกอุปกรณ์ และกราวด์ | 2 ฉนวน 12 AWG + ค่าเผื่อกราวด์ 1 ค่า + ค่าเผื่อแอก 2 อัน | 5 x 2.25 = 11.25 ลูกบาศก์นิ้ว | 18 คิว กล่องอุปกรณ์ลึก | ขั้นต่ำที่ดีสำหรับช่องเสียบ USB ที่สิ้นสุดการทำงานแบบธรรมดา |
| 20 ช่องเสียบ USB แบบฟีดทรูที่มีสาย 12/2 และโหลด 12/2 | 4 ฉนวน 12 AWG + ค่าเผื่อกราวด์ 1 ค่า + ค่าเผื่อแอก 2 อัน | 7 x 2.25 = 15.75 ลูกบาศก์นิ้ว | 20 คิว หรือใหญ่กว่า | ตัวนำสาย/โหลดและตัวเชื่อมต่อประกบต้องการห้องทำงานมากกว่าที่แนะนำทางคณิตศาสตร์ |
| ช่องเสียบ USB ขนาด 12 AWG ป้อนผ่านในกล่องพร้อมที่หนีบภายใน | 4 ฉนวน 12 AWG + กราวด์ + แคลมป์ + ค่าเผื่อแอก 2 อัน | 8 x 2.25 = 18.00 ลูกบาศก์เมตร | 22.5 คิวบ์ หรือใหญ่กว่า | นี่เป็นเลย์เอาต์การปรับปรุงทั่วไปซึ่งมีขนาด 18 ลูกบาศก์เมตร กล่องถูกกฎหมายแต่แน่น |
| ช่องเสียบ USB ในห้องครัวหรือโรงรถพร้อมการป้องกัน GFCI ต้นน้ำ | การเติมกล่องเดียวกันจะนับเป็นเต้ารับทั่วไปหาก GFCI ไม่ได้อยู่ในกล่องนี้ | ปกติ 11.25 ถึง 18.00 ลูกบาศก์เมตร เมื่อวันที่ 12 AWG | เลือกความลึกพิเศษสำหรับความร้อนของเครื่องชาร์จและตัวนำแบบแข็ง | ตำแหน่งการป้องกัน GFCI เปลี่ยนการปฏิบัติตามข้อกำหนดด้านความปลอดภัย ไม่ใช่จำนวนแอกของอุปกรณ์ USB |
| เต้ารับระยะยาวขยายขนาดเป็น 10 AWG จากนั้นผมเปียไปยังอุปกรณ์ USB ที่ระบุไว้ | 10 AWG ตัวนำภายนอก ขั้วต่อประกบ กราวด์ และแอกตามตัวนำเชื่อมต่อที่ใหญ่ที่สุด | มัก 8 x 2.50 = 20.00 ลูกบาศก์นิ้ว ก่อนมาร์จิ้น | กล่องสี่เหลี่ยม 4 นิ้ว มีฝายก หรือกล่องลึกขนาดใหญ่ | การเพิ่มขนาดแรงดันไฟฟ้าตกสามารถเปลี่ยนการอัพเกรด USB แบบธรรมดาให้เป็นปัญหาขนาดกล่องได้ |
ตัวอย่างการทำงานที่มีตัวเลขเฉพาะ
ตัวอย่างที่ 1: ช่องเสียบ USB-C ขนาด 20 A ที่สิ้นสุดการทำงาน
สาย 12/2 หนึ่งเส้นเข้ากล่องสำหรับวงจรย่อย 20 A นับตัวนำ AWG 12 AWG ที่หุ้มฉนวนสองตัว ค่าเผื่อการต่อลงดินของอุปกรณ์หนึ่งค่า และค่าเผื่อสองค่าสำหรับแอกช่องเสียบ USB รวมเป็นห้าเบี้ยเลี้ยง ที่ 2.25 ลบ.ม. แต่ละตู้ ขั้นต่ำ NEC 314.16 คือ 11.25 ลูกบาศก์นิ้ว ลึกกว่า 18 ลูกบาศก์นิ้ว กล่องมักจะเป็นตัวเลือกที่ใช้งานได้จริงเนื่องจากตัวเครื่องชาร์จ USB มีความลึกกว่าเต้ารับดูเพล็กซ์มาตรฐาน
ตัวอย่างที่ 2: ช่องเสียบ USB แบบฟีดทรูพร้อมที่หนีบภายใน
สายเคเบิล 12/2 เส้นและสายเคเบิลโหลด 12/2 สร้างตัวนำ AWG 12 หุ้มฉนวนสี่ตัว เพิ่มค่าเผื่อการต่อสายดินหนึ่งค่า ค่าเผื่อแคลมป์ภายในหนึ่งค่า และค่าเผื่อสองค่าสำหรับแอกของอุปกรณ์ รวมเป็นแปดเบี้ยเลี้ยง ที่ 2.25 ลบ.ม. ปริมาตรที่ต้องการคือ 18.00 ลบ.ม. 22.5 ลูกบาศก์นิ้ว หรือกล่องที่ใหญ่กว่าจะช่วยให้มีพื้นที่มากขึ้นสำหรับวางลวดน๊อต รอยพับของตัวนำ และตัว USB
ตัวอย่างที่ 3: วงจรย่อยที่ขยายขนาดแรงดันตกคร่อม
สมมติว่าการทำงานของเต้ารับแบบยาวนั้นได้รับการขยายขนาดจาก 12 AWG เป็น 10 AWG สำหรับการควบคุมแรงดันตก จากนั้นจึงต่อเปียเข้ากับเต้ารับ USB ที่ยอมรับช่วงตัวนำที่ระบุไว้ หากตัวนำที่นับได้มากที่สุดคือ 10 AWG แต่ละค่าเผื่อคือ 2.50 ลูกบาศก์นิ้ว ค่าเผื่อแปดประการต้องใช้ 20.00 ลูกบาศก์เมตร ก่อนขอบฝีมือ นั่นเป็นเหตุผลที่ดีที่จะใช้กล่องสี่เหลี่ยมขนาด 4 นิ้วที่มีฝาปิดยกขึ้นตามรายการ แทนที่จะเป็นกล่องอุปกรณ์ขนาดเล็ก
รหัสและมาตรฐานอ้างอิงเพื่อตรวจสอบ
ใช้การอ้างอิงสาธารณะเหล่านี้สำหรับคำศัพท์พื้นฐาน จากนั้นตรวจสอบรุ่นรหัสที่นำมาใช้ คำแนะนำของผู้ผลิต ขีดจำกัดในการลงรายการ และข้อกำหนดการตรวจสอบในท้องถิ่น
- ภาพรวมรหัสไฟฟ้าแห่งชาติ: ใช้ NEC 314.16 สำหรับการเติมกล่อง, NEC 210.8 สำหรับตำแหน่ง GFCI, NEC 406.12 สำหรับเต้ารับป้องกันการงัดแงะ และ NEC 110.3(B) สำหรับคำแนะนำที่ระบุไว้
- ภาพรวม USB-C: พื้นหลังที่เป็นประโยชน์เกี่ยวกับตัวเชื่อมต่อและเหตุใดอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ของเครื่องชาร์จจึงทำให้ช่องเสียบ USB จำนวนมากมีความลึกกว่าอุปกรณ์ดูเพล็กซ์มาตรฐาน
- ภาพรวมเกจลวดอเมริกา: มีประโยชน์สำหรับการเปรียบเทียบขนาดตัวนำ 14 AWG, 12 AWG และ 10 AWG ที่เปลี่ยนค่าเผื่อการเติมกล่องของ NEC
- ภาพรวม IEC 60364: ผู้อ่านต่างประเทศควรใช้กฎการปิดล้อมและการเดินสายไฟในท้องถิ่น ขณะเดียวกันก็ให้ความสำคัญกับรัศมีการโค้งงอ ความร้อน และการเข้าถึงบริการเช่นเดียวกัน
คำถามที่พบบ่อยเกี่ยวกับการเติมช่องต่อ USB
เต้ารับ USB-C นับแตกต่างจากเต้ารับปกติสำหรับการเติมกล่องหรือไม่?
ปกติไม่มี แอกของอุปกรณ์ยังคงนับเป็นค่าเผื่อตัวนำสองตัวภายใต้ NEC 314.16(B)(4) โดยขึ้นอยู่กับตัวนำที่ใหญ่ที่สุดที่เชื่อมต่อกับแอกนั้น อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ USB ไม่ได้สร้างค่าเผื่อลูกบาศก์นิ้วแยกต่างหาก แต่จำเป็นต้องมีความลึกทางกายภาพ
ฉันต้องใช้กล่องขนาดใดสำหรับเต้ารับ USB ขนาด 12 AWG แบบฟีดทรู
รูปแบบการป้อนผ่าน 12 AWG พร้อมด้วยตัวนำหุ้มฉนวน 4 เส้น ค่าเผื่อการต่อสายดิน 1 ช่อง และช่องเสียบ USB 1 ช่องต้องใช้พื้นที่ 15.75 ลูกบาศก์นิ้ว เพิ่มแคลมป์ภายในกลายเป็น 18.00 ลูกบาศก์นิ้ว ผู้ติดตั้งจำนวนมากเลือกขนาด 20 ถึง 22.5 ลูกบาศก์นิ้ว เพื่อการตัดแต่งที่ง่ายขึ้น
อัตราความร้อนของเครื่องชาร์จ USB เปลี่ยนการเติมกล่อง NEC 314.16 หรือไม่
เลขคณิตแบบเติมกล่องไม่ได้เพิ่มค่าเผื่อความร้อนสำหรับเครื่องชาร์จ USB อย่างไรก็ตาม NEC 110.3(B) กำหนดให้ปฏิบัติตามคำแนะนำอุปกรณ์ที่ระบุไว้ และการออกแบบที่ใช้งานได้จริงควรหลีกเลี่ยงการบรรจุที่ชาร์จที่สร้างความร้อนลงในกล่องจำกัดขนาดที่แน่นอน
ผมเปียไปยังช่องเสียบ USB นับเป็นตัวนำพิเศษหรือไม่?
ผมเปียที่เริ่มต้นและสิ้นสุดในกล่องเดียวกันมักจะไม่นับเป็นค่าเผื่อตัวนำอื่น ตัวนำภายนอก ค่าเผื่อการต่อสายดิน แอก แคลมป์ และขั้วต่อประกบ ยังคงควบคุมการเลือกกล่อง
การป้องกัน GFCI อัพสตรีมลดจำนวนการเติมกล่องรองรับ USB หรือไม่
ไม่ อุปกรณ์หรือเบรกเกอร์อัพสตรีม GFCI อาจเป็นไปตามข้อกำหนดการป้องกัน NEC 210.8 แต่กล่องเต้ารับ USB ยังคงต้องมีขนาดสำหรับตัวนำ แอก กราวด์ และแคลมป์ตามจริงภายใต้ NEC 314.16
ผู้ใช้ IEC ควรใช้คำแนะนำตาม NEC นี้อย่างไร
ใช้ตัวอย่างเป็นการวางแผนพื้นที่ตู้ ไม่ใช่กำหนดรหัสเลขคณิต IEC โดยตรง โปรเจ็กต์ที่ใช้ IEC 60364 ยังคงต้องการรัศมีโค้งงอ ห้องเทอร์มินัล การจัดการความร้อน และการเข้าถึงเพื่อการบำรุงรักษาที่เพียงพอ
หมายเหตุทางเทคนิค
Hommer Zhao ตรวจสอบคำแนะนำในการเติมกล่องจากมุมมองของบรรจุภัณฑ์ตัวนำ ความลึกของอุปกรณ์ การเข้าถึงจุดสิ้นสุด และการทำงานซ้ำภาคสนามที่หลีกเลี่ยงได้ เพจนี้เป็นเพจเพื่อการศึกษา รหัสที่นำมาใช้ รายการผลิตภัณฑ์ คำแนะนำของผู้ผลิต และหน่วยงานท้องถิ่นที่มีอำนาจควบคุมการติดตั้งขั้นสุดท้าย
ตรวจสอบช่องเสียบ USB ก่อนทำการตัดแต่ง
ดำเนินการนับจำนวนตัวนำจริง ยืนยันคำแนะนำอุปกรณ์ และเลือกกล่องที่เหมาะกับทั้ง NEC 314.16 และการติดตั้งใหม่ทั้งหมด ก่อนที่เต้ารับจะเข้าไปในผนัง
ทรัพยากรเครื่องคิดเลขที่เกี่ยวข้อง
Box Fill Calculator · GFCI Receptacle Box Fill Guide · Voltage Drop and Box Fill Guide · Wire Gauge Chart · NEC Code Reference