Điền vào hộp mạch nhánh đa dây: Quy tắc trung lập được chia sẻ, số lượng thực và lựa chọn hộp an toàn hơn

Mạch nhánh nhiều dây tiết kiệm đồng, giảm sụt áp trong thời gian dài và vẫn phổ biến ở những nơi có hai dây dẫn không nối đất dùng chung một dây trung tính, nhưng chúng cũng tạo ra một số hộp thiết bị thường bị tính sai nhất tại hiện trường. Các thợ điện, kỹ sư và những người thợ DIY nghiêm túc thường nhớ quy tắc buộc cầu dao-tay cầm trong NEC 210.4(B) và quy tắc liên tục trung tính trong NEC 300.13(B). Vấn đề lấp đầy hộp dễ bị bỏ sót hơn: mạch trung tính dùng chung vẫn đặt mọi dây dẫn cách điện, mọi ách, mọi kẹp bên trong và bó nối đất vào cùng một phép tính inch khối theo NEC 314.16. Hướng dẫn này cho biết cách đếm các ô đó một cách chính xác, trong đó phép toán thay đổi và tại sao hộp tối thiểu hợp pháp thường không phải là lựa chọn thực tế tốt.

Các tài liệu tham khảo mở hữu ích bao gồm Mã điện quốc gia, nguồn điện chia pha, Máy đo dây Mỹ và IEC 60364. Những nguồn đó không phải là sự thay thế cho sách mã được thông qua, nhưng chúng giúp giải thích tại sao các mạch trung tính dùng chung tạo ra cả những hạn chế về thiết kế điện và cơ khí.

Tại sao việc điền vào hộp MWBC lại gây ra lỗi trường

Mạch nhánh nhiều dây

A thường có cảm giác đơn giản trên giấy. Cáp 12/3 cung cấp cho bạn màu đen, đỏ, trắng và trần. Hai dây dẫn không nối đất tiếp đất trên một cầu dao hai cực hoặc cầu dao buộc có tay cầm xác định, dây dẫn nối đất được chia sẻ và tải được chia thành các pha đối diện nên dây trung tính chỉ mang dòng điện mất cân bằng. Phép tính số học đủ dễ để nhiều người lắp đặt ngừng suy nghĩ sau khi giải quyết được vấn đề bảo vệ quá dòng và tính liên tục trung tính.

Đó chính xác là lúc xảy ra lỗi điền vào ô. Điểm trung lập được chia sẻ không biến mất khỏi phép tính điền vào ô. Mọi dây dẫn cách điện đi vào hộp và kết thúc hoặc được nối bên trong vẫn được tính theo NEC 314.16(B)(1). Các dây dẫn nối đất vẫn được tính là một khoản phụ cấp tổng cộng theo NEC 314.16(B)(5). Kẹp bên trong vẫn được tính dưới 314,16(B)(2). Mỗi ách của thiết bị vẫn được tính là hai mức cho phép của dây dẫn theo 314.16(B)(4), dựa trên dây dẫn lớn nhất được kết nối với thiết bị. Bố cục chia sẻ trung lập có thể giảm số lượng cáp so với việc chạy hai mạch nhánh 2 dây hoàn chỉnh, nhưng nó không giảm bớt yêu cầu inch khối bên trong hộp.

"Một MWBC nhà bếp với sáu dây dẫn cách điện, một phụ cấp nối đất, một kẹp bên trong và một ách song công đã là 10 phụ cấp. Trên 12 AWG, Bảng 314.16(B) của NEC đặt hộp đó ở mức 22,5 inch khối trước khi biên độ tay nghề bắt đầu."

Các phần mã thực sự kiểm soát kết quả

Đối với hộp MWBC tuân thủ, các quy tắc điện và quy tắc không gian phải được đọc cùng nhau:

• NEC 210.4(A) định nghĩa mạch nhánh nhiều dây là mạch có hai hoặc nhiều dây dẫn không nối đất có điện áp giữa chúng và một dây dẫn nối đất có điện áp bằng nhau giữa nó và từng dây dẫn không nối đất.
• NEC 210.4(B) yêu cầu một phương tiện để ngắt kết nối đồng thời tất cả các dây dẫn không nối đất của mạch nhánh nhiều dây tại điểm bắt nguồn của mạch nhánh.
• NEC 300.13(B) yêu cầu tính liên tục của dây dẫn nối đất trên MWBC để duy trì tính độc lập với việc tháo thiết bị. Trong thực tế, điều đó có nghĩa là nối đuôi dây trung tính thay vì sử dụng thiết bị làm đường dẫn xuyên suốt.
• NEC 314.16(B)(1) đếm từng dây dẫn cách điện bắt nguồn từ bên ngoài hộp và kết thúc hoặc được nối bên trong hộp.
• NEC 314.16(B)(2) thêm một khoản phụ cấp cho một hoặc nhiều kẹp bên trong.
• NEC 314.16(B)(4) bổ sung hai mức cho phép cho mỗi ách của thiết bị dựa trên dây dẫn lớn nhất được kết nối với ách đó.
• NEC 314.16(B)(5) tính tất cả các dây dẫn nối đất của thiết bị với nhau như một phụ cấp dây dẫn dựa trên dây dẫn nối đất lớn nhất trong hộp.
• NEC Bảng 314.16(B) chỉ định 2,00 inch khối cho 14 AWG, 2,25 inch khối cho 12 AWG và 2,50 inch khối cho 10 AWG.

Có một bài học thực tế quan trọng ở đây: NEC 300.13(B) thường buộc mối nối trung tính và sắp xếp đuôi lợn để cải thiện độ an toàn nhưng không làm giảm việc lấp đầy hộp. Mối nối vẫn chiếm một hộp thật và phụ cấp ách vẫn được áp dụng. Nếu hộp sửa sang lại đã gần đạt đến giới hạn, thì phương pháp trung tính an toàn hơn có thể cho thấy rằng lựa chọn hộp đựng ban đầu quá lạc quan.

Nếu bạn cần tài liệu tham khảo đồng hành trong khi kiểm tra số lượng, hãy sử dụng Tham chiếu mã NEC của trang web, Biểu đồ đo dây, Tính toán điền thiết bị và Dây dẫn nối đất trong hộp Điền. Chúng cùng nhau khắc phục hầu hết các lỗi đếm xuất hiện trong các công việc trung lập được chia sẻ.

Bảng so sánh: các kịch bản hộp MWBC phổ biến

Bảng bên dưới giả định dây dẫn bằng đồng và các phụ cấp trong Bảng 314.16(B) của NEC là 2,25 inch khối cho 12 AWG và 2,50 inch khối cho 10 AWG. Số lượng đã bao gồm các khoản phụ cấp nối đất và kẹp được ghi chú.

Ví dụ hoạt động 1: MWBC thiết bị nhà bếp nhỏ trên 12 AWG

AGiả sử mạch điện trên mặt bàn bếp sử dụng cáp 12/3 để dây dẫn màu đen và đỏ cấp điện cho hai nửa của ổ cắm song công chia đôi. Một cáp 12/3 đi vào từ bảng điều khiển và một cáp 12/3 đi đến vị trí ổ cắm tiếp theo. Bên trong hộp, bạn có sáu dây dẫn cách điện đi vào từ bên ngoài: đen, đỏ và trắng từ phía đường dây, cùng với màu đen, đỏ và trắng ở phía tải. Tất cả các mặt bằng thiết bị được tính là một phụ cấp. Một hoặc nhiều kẹp bên trong được tính là một phụ cấp. Ổ cắm song công được tính là hai mức cho phép. Tổng số sẽ trở thành 10 dây dẫn tương đương trước khi bạn quyết định liệu một thiết bị khác có dùng chung hộp hay không.

AỞ 12 AWG, thể tích yêu cầu là 10 x 2,25 = 22,50 inch khối. Điều đó đã vượt quá nhiều hộp sửa sang lại một nhóm cũ hơn. Nếu việc lắp đặt bao gồm một ổ cắm có dây chia đôi có thể tháo rời tab, thì hộp có thể trang nhã về mặt điện nhưng lại chật chội về mặt cơ học. Nếu thêm thiết bị thứ hai hoặc nguồn cấp dữ liệu bổ sung, số lượng sẽ tăng trở lại ngay lập tức.

Bây giờ hãy xem xét phương pháp trung tính an toàn hơn theo yêu cầu của NEC 300.13(B). Dây trung tính dùng chung không thể phụ thuộc vào các đầu nối ổ cắm để đảm bảo tính liên tục, do đó, dây dẫn màu trắng thường được nối bằng dây bím với thiết bị. Bím tóc đó có nguồn gốc hoàn toàn bên trong hộp thường không thêm phần dây dẫn theo NEC 314.16(B)(1), nhưng mối nối vẫn tiêu tốn không gian vật lý và ách thiết bị vẫn được tính là hai khoản phụ cấp. Đây là một trong những nơi mà hộp có thể hợp pháp trên giấy nhưng vẫn khó kết thúc một cách gọn gàng.

"NEC 300.13(B) bảo vệ dây trung tính dùng chung khỏi lỗi thiết bị, nhưng nó không cung cấp cho bạn không gian trống. Mối nối trung tính vẫn còn trong hộp và chốt vẫn tính hai mức cho phép theo 314.16(B)(4)."

Ví dụ hoạt động 2: máy rửa chén và xử lý MWBC

Cách bố trí hiện đại phổ biến

A đặt máy rửa chén và xử lý rác trên MWBC sử dụng 12/3 hoặc, khi chạy lâu hơn và nhu cầu khởi động cao hơn, 10/3 đồng. Giả sử một cáp 12/3 đi vào một điểm nối hoặc hộp ngắt kết nối khỏi bảng điều khiển và một cáp 12/3 rời khỏi điểm kết nối thiết bị, có nối đất và kẹp bên trong. Nếu một công tắc hoặc ách ngắt kết nối được gắn trong cùng một hộp, số lượng sẽ trở thành sáu dây dẫn cách điện, một phụ cấp nối đất, một phụ cấp kẹp và hai phụ cấp thiết bị với tổng số là 10. Nếu hộp cũng chứa một thiết bị cấp nguồn bổ sung hoặc một thiết bị thứ hai, thì 11 hoặc 12 phụ cấp sẽ xảy ra nhanh chóng.

AỞ 12 AWG, 11 phụ cấp yêu cầu 24,75 inch khối. Ở 10 AWG, 11 mức cho phép tương tự đó yêu cầu 27,50 inch khối. Đó là lý do tại sao nhiều thợ điện ngừng cố gắng làm cho hộp thiết bị nông hoạt động và chuyển thẳng sang hộp 4 inch vuông, sâu 2-1/8 inch hoặc một hộp đựng khác có thể tích được ghi lại. Chênh lệch chi phí là nhỏ so với chi phí nhân công để làm lại hộp thiết bị kín sau khi phần mở của tủ đã được cắt và dây dẫn đã được cắt bớt.

Ngoài ra còn có một vấn đề về tay nghề mà số học thuần túy không nắm bắt được tốt. Dây dẫn mười thước cứng hơn, các đầu nối tải động cơ kém ổn định hơn và người lắp đặt thiết bị không đánh giá cao việc chống chọi với không gian mối nối quá tải. Ngay cả khi hộp đã đạt tiêu chuẩn về mặt kỹ thuật, vỏ bọc lớn hơn thường dẫn đến việc đi dây dẫn sạch hơn, ít rủi ro hư hỏng lớp cách điện hơn và ít trường hợp gọi lại hơn.

Ví dụ hoạt động 3: hộp xưởng hai nhóm có MWBC và thiết bị bảo vệ

Hãy xem xét một xưởng nhỏ trong đó một MWBC cung cấp ổ cắm song công tiêu chuẩn và mạch đèn nhiệm vụ được điều khiển bằng công tắc trong hộp hai băng. Một cáp 12/3 đi vào, một cáp 12/3 rời, có nối đất, hộp có kẹp bên trong và có hai ách: một ổ cắm và một công tắc hoặc thiết bị bảo vệ. Đếm cẩn thận các dây dẫn. Bạn vẫn còn sáu dây dẫn cách điện từ hai dây cáp 12/3. Căn cứ được tính là một. Kẹp được tính là một. Hai ách được tính là bốn phụ cấp cho dây dẫn. Tổng cộng là 12 dây dẫn tương đương.

AỞ 12 AWG, nghĩa là 27,00 inch khối. Một hộp vuông 30,3 inch khối có thể vượt qua và vẫn cung cấp biên độ làm việc khiêm tốn. Một chiếc hộp cũ có hai lớp mỏng thường không có. Nếu thiết bị trở thành bộ kết hợp AFCI/GFCI lớn hơn hoặc bộ điều khiển thông minh với các thiết bị điện tử sâu hơn thì nhu cầu thực tế về hộp lớn hơn càng trở nên rõ ràng hơn.

Đối với những độc giả cũng làm việc theo tiêu chuẩn quốc tế, các bản cài đặt dựa trên IEC không sử dụng cùng một phương pháp điền vào hộp inch khối, nhưng bài học cơ học là giống hệt nhau. Khi nhiều dây dẫn hoạt động dùng chung một cáp hoặc vỏ bọc và khi tính toàn vẹn trung tính phải được duy trì thông qua các đầu cuối đáng tin cậy, độ sâu vỏ bọc và vấn đề không gian đầu cuối. Nói cách khác, NEC cung cấp cho bạn một con số quy định, trong khi thực hành của IEC thường thúc đẩy bạn thiết kế vỏ bọc một cách vật lý. Tư duy cài đặt an toàn nhất là giống nhau trong cả hai hệ thống.

"Nếu MWBC dùng cho máy rửa chén được tăng kích thước lên 10 AWG, thì 11 dung tích cho phép sẽ trở thành 27,5 inch khối. Đó là lý do tại sao các hộp vuông 4 inch tiếp tục giải quyết các công việc trang bị thêm có vẻ chấp nhận được trên bản phác thảo."

Các lỗi đếm thường gặp trên mạch trung tính dùng chung

• Xử lý dây trung tính dùng chung như một trường hợp miễn trừ đặc biệt. Nó vẫn được tính là dây dẫn cách điện khi đi vào và kết thúc hoặc được nối trong hộp.
• Quên dung lượng cho phép ách. Ổ cắm song công trên MWBC vẫn bổ sung thêm hai dung lượng cho dây dẫn dựa trên dây dẫn được kết nối lớn nhất.
• Bỏ qua các kẹp bên trong. Một hoặc nhiều kẹp bên trong vẫn thêm một phụ cấp, thường là sự khác biệt giữa đạt và không đạt trong hộp một băng đảng.
• Bím tóc khó hiểu với dây dẫn cấp liệu. Bím tóc bắt đầu và kết thúc bên trong hộp thường không được tính, nhưng dây dẫn vào và ra thì có.
• AGiả sử mức tối thiểu hợp pháp là một cài đặt tốt. Các thiết bị lớn, đồng 10 AWG cứng và nhiều mối nối wirenut khiến nhiều phép tính giới hạn chính xác trở thành lựa chọn trường kém.
• Chỉ kiểm tra các quy tắc ngắt. NEC 210.4 và 300.13(B) quan trọng nhưng không thay thế NEC 314.16. Việc bố trí cầu dao đúng cách vẫn có thể rơi vào hộp có kích thước nhỏ hơn.

Khi nghi ngờ, hãy chạy lại số đếm trong Máy tính điền hộp , so sánh thể tích hộp trong Hướng dẫn định cỡ hộp nối và xem lại phương pháp từng bước rộng hơn trong Cách tính toán hộp điền điện. Ba trang đó phát hiện hầu hết các lỗi ở giai đoạn thiết kế trước khi phần thô được giấu sau vách thạch cao hoặc tủ.

FAQ

DCó tính trung lập được chia sẻ một lần hay không trong phép toán điền vào ô?

Nó tính một lần cho mỗi dây trung tính cách điện đi vào hộp theo NEC 314.16(B)(1). MWBC sử dụng một dây trung tính dùng chung về điện, nhưng dây dẫn đó vẫn chiếm không gian thực trong hộp. Trên 12 AWG, điều đó có nghĩa là 2,25 inch khối cho mỗi mức cho phép được tính.

Do các bím tóc trung tính được yêu cầu bởi NEC 300.13(B) để tăng lượng lấp đầy hộp?

Bím tóc trung tính

A có nguồn gốc và kết thúc hoàn toàn bên trong hộp thường không bổ sung thêm phần ruột dẫn theo NEC 314.16(B)(1). Tuy nhiên, mối nối vẫn chiếm không gian vật lý và ách thiết bị vẫn được tính là hai mức cho phép theo NEC 314.16(B)(4).

Số hộp ổ cắm 12 AWG MWBC phổ biến là gì?

Hộp đựng MWBC cấp nguồn qua

A thường có 10 dây dẫn tương đương: sáu dây dẫn cách điện từ hai cáp 12/3, một dây nối đất, một dây dẫn cho phép kẹp và hai dây dẫn cho ách thiết bị. Với 2,25 inch khối mỗi cái, tức là 22,50 inch khối.

Tôi có thể đặt ổ cắm chia đôi trên MWBC trong hộp nhỏ cũ không?

Đôi khi, nhưng nhiều hộp làm việc cũ một nhóm cũ hơn trong phạm vi 18 đến 20 inch khối lại quá nhỏ để thiết lập ổ cắm MWBC cấp nguồn thực sự. Khi số lượng đạt đến 10 mức cho phép ở 12 AWG, yêu cầu đã là 22,50 inch khối.

Tại sao 10 hộp thiết bị AWG MWBC lại trở thành vấn đề nhanh chóng như vậy?

NEC Bảng 314.16(B) chỉ định 2,50 inch khối cho mỗi mức cho phép 10 AWG. Do đó, hộp thiết bị có dung lượng 11 mức cần 27,50 inch khối và dây dẫn cứng hơn về mặt vật lý, điều này khiến cho việc kết thúc sạch sẽ các hộp giới hạn chính xác khó hơn nhiều.

Người dùng IEC nên áp dụng bài viết này như thế nào nếu các quy tắc địa phương của họ không sử dụng bảng điền vào hộp NEC?

Sử dụng các con số làm cảnh báo thiết kế thay vì kiểm tra pháp lý trực tiếp. Các hệ thống dựa trên IEC vẫn yêu cầu đủ độ sâu vỏ bọc và không gian đầu cuối cho nhiều dây dẫn hoạt động, tính liên tục của trung tính và các thiết bị bảo vệ. Ngôn ngữ tiêu chuẩn khác nhau, nhưng ràng buộc vật lý là như nhau.

Dòng dưới cùng

Mạch nhánh nhiều dây

A có thể là một thiết kế hiệu quả và an toàn tuyệt đối khi các pha được bố trí chính xác, phương tiện ngắt kết nối đúng và tính liên tục trung tính được bảo vệ. Nhưng không có lợi ích nào trong số đó xóa được phép toán bao vây. Hộp vẫn phải chứa từng dây dẫn đã đếm, từng ách thiết bị, phụ cấp kẹp và bó nối đất theo NEC 314.16.

Nếu số lượng đạt gần đến giới hạn cho phép, hãy ngừng tối ưu hóa lượng vật liệu tối thiểu và bắt đầu tối ưu hóa cho quá trình lắp đặt sạch sẽ. Mở Máy tính điền hộp , xác minh kích thước dây dẫn trong Biểu đồ đo dây và chọn một hộp cung cấp cho bạn cả phòng tuân thủ mã và phòng chấm dứt. Đó là sự khác biệt giữa một mạch điện chỉ chạy qua và một mạch vẫn có thể sử dụng được trong nhiều năm.