ความแอมป์ของสายไฟ ขนาด และประเภทสายเคเบิล: ข้อมูลอ้างอิงและคู่มือปฏิบัติของ NEC

Ampacity วงจรขั้นต่ำคืออะไร?

ความแอมแปซิตีวงจรขั้นต่ำ (MCA) คือความสามารถในการรับกระแสไฟขั้นต่ำที่การเดินสายของวงจรต้องมีเพื่อจ่ายไฟให้กับอุปกรณ์ชิ้นใดชิ้นหนึ่งอย่างปลอดภัย เป็นค่าที่คำนวณได้ ไม่ใช่ค่าแอมแปร์ขณะทำงานของอุปกรณ์ ซึ่งคำนึงถึงข้อกำหนดในการโหลดต่อเนื่อง คุณลักษณะการไหลเข้าของมอเตอร์ และระยะขอบด้านความปลอดภัยตามรหัส ในสหรัฐอเมริกา มาตรา 440 ของประมวลกฎหมายไฟฟ้าแห่งชาติ (NEC) ควบคุมการคำนวณ MCA สำหรับอุปกรณ์ที่ขับเคลื่อนด้วยมอเตอร์ เช่น หน่วย HVAC คอมเพรสเซอร์ และระบบทำความเย็น

สูตร NEC มาตรฐานสำหรับ MCA บนอุปกรณ์มอเตอร์คอมเพรสเซอร์คือ: MCA = 1.25 × (FLA ของมอเตอร์ที่ใหญ่ที่สุด) ผลรวมของโหลดอื่นๆ ทั้งหมดในวงจร . ตัวอย่างเช่น เครื่องปรับอากาศที่มีคอมเพรสเซอร์วาด 14A และมอเตอร์พัดลมวาด 3A จะมีค่า MCA เท่ากับ (1.25 × 14) 3 = 20.5A . ตัวนำจ่ายต้องมีขนาดที่พกพาได้อย่างน้อย 20.5A ซึ่งหมายถึงทองแดงขั้นต่ำ 12 AWG ภายใต้เงื่อนไขมาตรฐาน NEC Table 310.12 แม้ว่าผู้ติดตั้งส่วนใหญ่จะเลือก 10 AWG เพื่อให้ตรงตามข้อกำหนดการป้องกันกระแสเกินสูงสุดบนแผ่นป้ายเดียวกันก็ตาม

MCA แตกต่างจากพิกัดการป้องกันกระแสไฟเกินสูงสุด (MOCP) ซึ่งกำหนดเพดานสำหรับเบรกเกอร์หรือขนาดฟิวส์ ลวดต้องมีขนาดเท่ากับ MCA อุปกรณ์กระแสเกินจะต้องมีขนาดระหว่าง MCA และ MOCP NEC 440.4(B) ต้องการค่าทั้งสองค่าเพื่อทำเครื่องหมายบนแผ่นป้ายอุปกรณ์ การใช้สายไฟที่มีขนาดเล็กกว่า MCA แม้ว่าจะป้องกันด้วยเบรกเกอร์ที่มีขนาดถูกต้องก็ตาม ถือเป็นการละเมิดหลักเกณฑ์และอันตรายจากไฟไหม้ เนื่องจากตัวนำไม่สามารถรับภาระต่อเนื่องตามที่อุปกรณ์ต้องการได้อย่างปลอดภัย

ความทึบของสายไฟโดยเกจ: ทองแดงและอลูมิเนียม

ความแอมแปซิตี - กระแสไฟฟ้าต่อเนื่องสูงสุดที่ตัวนำสามารถพกพาได้โดยไม่เกินพิกัดอุณหภูมิของฉนวน - ถูกกำหนดโดยเกจสายไฟ (AWG หรือ kcmil) วัสดุตัวนำ (ทองแดงหรืออะลูมิเนียม) พิกัดอุณหภูมิของฉนวน และวิธีการติดตั้ง ค่าด้านล่างนี้อิงตามตาราง NEC 310.12 สำหรับตัวนำในท่อร้อยสายหรือสายเคเบิลที่อุณหภูมิ 60°C และ 75°C พิกัดฉนวนในสภาพแวดล้อม 30°C ซึ่งเป็นเงื่อนไขการติดตั้งในโลกแห่งความเป็นจริงที่พบบ่อยที่สุด ความแอมแปซิตีจะลดลงเมื่อตัวนำกระแสไฟหลายตัวใช้ท่อร่วมกัน (การลดพิกัดจะใช้กับตัวนำ 4 ตัวขึ้นไป) เมื่ออุณหภูมิแวดล้อมเกิน 30°C หรือเมื่อตัวนำรวมกลุ่มกันในอากาศอิสระ

10 เกจ ลวด แอมป์สูงสุด

ลวดทองแดง 10 AWG มีพิกัดความแอมป์ 30A ที่ 60°C และ 35A ที่ 75°C ตามตาราง NEC 310.12 ในการเดินสายไฟในที่พักอาศัย ซึ่งอุปกรณ์และขั้วต่อส่วนใหญ่ได้รับการจัดอันดับไว้ที่ 60°C ขีดจำกัดในทางปฏิบัติคือ 30A ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไม 10 AWG จึงจับคู่กับเบรกเกอร์ 30A สำหรับวงจรไดร์เป่าไฟฟ้า เครื่องปรับอากาศแบบหน้าต่างขนาดใหญ่ และวงจรย่อยของเครื่องชาร์จ EV ค่าคอลัมน์ 75°C จะใช้เฉพาะเมื่อปลายสาย อุปกรณ์ และอุปกรณ์ทั้งหมดบนวงจรได้รับการจัดอันดับที่ 75°C ซึ่งเป็นกรณีในการใช้งานเชิงพาณิชย์และอุตสาหกรรมจำนวนมากที่ใช้เบรกเกอร์และแผงพิกัด 75°C

แอมป์สูงสุดสำหรับสาย 8 เกจ

ลวดทองแดง AWG 8 เส้นมีกระแสไฟ 40A ที่ 60°C และ 50A ที่ 75°C ค่า 60°C ควบคุมการติดตั้งในที่พักอาศัย 8 AWG จึงเป็นค่าขั้นต่ำสำหรับวงจร 40A และใช้สำหรับวงจรอุปกรณ์ขนาดใหญ่และแผงย่อยบางส่วน ที่พิกัด 75°C นั้น 8 AWG สามารถรองรับโหลด 50A ในการเดินสายไฟเชิงพาณิชย์ โดยที่จุดสิ้นสุด 75°C ได้รับการยืนยันทั่วทั้งวงจร โปรดทราบว่าลวดอะลูมิเนียม AWG 8 เส้นสามารถรับกระแสไฟได้ 40A ที่อุณหภูมิ 75°C ซึ่งเป็นขนาดเกจในทางปฏิบัติที่เล็กกว่าทองแดงเพื่อความทึบเท่ากัน ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมอะลูมิเนียมจึงไม่ค่อยนิยมใช้ที่เกจนี้ในการเดินสายวงจรย่อย แม้ว่าจะมีต้นทุนต่อฟุตต่ำกว่าก็ตาม

ความแอมป์ของทองแดง 4 AWG

ทองแดง 4 AWG มีพิกัดอยู่ที่ 70A (60°C) และ 85A (75°C) โดยทั่วไปจะระบุไว้สำหรับวงจรป้อน 70A และ 80A, ฟีดแผงย่อยในส่วนต่อเติมที่พักอาศัย และวงจรย่อยสำหรับอุปกรณ์ครัวเชิงพาณิชย์ขนาดใหญ่ ที่อุณหภูมิ 75°C ทองแดง 4 AWG สามารถรองรับโหลด 85A ในทางเทคนิคได้ แม้ว่าโดยทั่วไปพิกัดของเบรกเกอร์จะอยู่ที่ 80A ซึ่งเป็นขนาดมาตรฐานถัดไปที่ต่ำกว่า 85A

การกำหนดขนาดสายไฟสำหรับการใช้งานบริการทั่วไปและตัวป้อน

สายไฟขนาดใดสำหรับเบรกเกอร์ 50 แอมป์

ต้องใช้วงจร 50A ทองแดง 6 AWG หรืออลูมิเนียม 4 AWG อย่างน้อยที่สุด NEC กำหนดให้ตัวนำวงจรย่อยมีขนาดไม่ต่ำกว่าพิกัดอุปกรณ์กระแสเกินสำหรับวงจรที่ไม่ใช่มอเตอร์และไม่ใช่ HVAC ดังนั้นเบรกเกอร์ 50A หมายถึงสายไฟพิกัด 50A ที่อุณหภูมิ 75°C ทองแดง 8 AWG จะสูงถึง 50A แต่เนื่องจากเต้ารับในที่พักอาศัยและส่วนปลายของแผงส่วนใหญ่อยู่ที่ 60°C คอลัมน์ 60°C จึงควบคุมและขีดจำกัด 40A ของ 8 AWG จึงไม่เพียงพอ ใช้ทองแดง AWG 6 ก้อนพร้อมเบรกเกอร์ 50A สำหรับวงจร 240V สำหรับที่พักอาศัยมาตรฐาน เช่น ที่ชาร์จ EV ระดับ 2 อ่างน้ำร้อน และช่วง

ขนาดสายไฟสำหรับบริการ 100 แอมป์

สำหรับทางเข้าบริการที่อยู่อาศัยหรือตัวป้อน 100A ทองแดง AWG 2 อันหรืออลูมิเนียม 1/0 AWG คือการเลือกมาตรฐาน ที่อุณหภูมิ 75°C ทองแดง 2 AWG มีกระแสไฟ 115A — ส่วนต่างที่เพียงพอที่สูงกว่า 100A สำหรับการบริการ ตัวนำทางเข้าบริการได้รับอนุญาตให้ใช้คอลัมน์ 75°C ตาม NEC 230.42 เนื่องจากการเชื่อมต่อด้านสาธารณูปโภคและฐานมิเตอร์ได้รับการจัดอันดับตามนั้น ตัวเลือกทองแดงมีขนาดกะทัดรัดกว่า แต่มีราคาแพงกว่า อะลูมิเนียมเป็นตัวเลือกที่คุ้มต้นทุนสำหรับการให้บริการที่ยาวนานขึ้น และเป็นวัสดุหลักสำหรับสายเคเบิลทางเข้าบริการที่อยู่อาศัยในอเมริกาเหนือ

ลวดอลูมิเนียม 1/0 สำหรับบริการ 100 แอมป์

อะลูมิเนียม 1/0 AWG พิกัดอยู่ที่ 120A ที่ 75°C ทำให้เป็นขนาดตัวนำมาตรฐานสำหรับทางเข้าบริการที่อยู่อาศัยและตัวป้อน 100A เมื่อใช้อะลูมิเนียม มีการระบุไว้ในสายเคเบิลทางเข้าบริการ (ประเภท SEU หรือ SER) และในท่อร้อยสายที่ต่อจากฐานมิเตอร์ไปยังแผงหลัก การใช้อะลูมิเนียม 1/0 สำหรับบริการ 100A เป็นไปตามข้อกำหนดของ NEC อย่างสมบูรณ์ที่จุดสิ้นสุดอุณหภูมิ 75°C ซึ่งเป็นมาตรฐานสำหรับเบรกเกอร์หลักและฐานมิเตอร์อเนกประสงค์ การเชื่อมต่ออะลูมิเนียมขนาดนี้ต้องใช้สารประกอบต่อต้านอนุมูลอิสระที่ปลายทุกจุดและตัวเชื่อมหรือตัวเชื่อมต่อที่เป็นอะลูมิเนียม - การไม่ใช้ฮาร์ดแวร์ที่เป็นอะลูมิเนียมเป็นสาเหตุหลักของความร้อนสูงเกินไปที่ปลายตัวนำอะลูมิเนียม

ความแอมป์ของทองแดง 1/0

ทองแดง 1/0 AWG มีกระแสไฟ 125A ที่ 60°C และ 150A ที่ 75°C ใช้สำหรับตัวป้อนบริการ 125A และ 150A ฟีดแผงย่อย และวงจรย่อยเชิงพาณิชย์ขนาดใหญ่ ขั้นตอนความทึบแสงที่สำคัญระหว่างทองแดง 1/0 ถึง 3/0 (150A กับ 200A ที่ 75°C) ทำให้ทั้งสองขนาดนี้เป็นตัวเลือกมาตรฐานสำหรับแอปพลิเคชันบริการ 150A และ 200A ตามลำดับ

ความทึบของลวดทองแดง 3/0

ทองแดง 3/0 AWG มีพิกัดอยู่ที่ 165A (60°C) และ 200A (75°C) ทำให้เป็นตัวนำมาตรฐานสำหรับทางเข้าบริการที่อยู่อาศัย 200A และการใช้งานเครื่องป้อนหลัก แผงหลัก 200A ที่ป้อนด้วยทองแดง 3/0 ในท่อจากฐานมิเตอร์เป็นรูปแบบที่ใช้กันมากที่สุดสำหรับการก่อสร้างที่อยู่อาศัยใหม่ในสหรัฐอเมริกา สำหรับบริการอะลูมิเนียม 200A โดยทั่วไปต้องใช้ 350 kcmil — ซึ่งมีขนาดใหญ่กว่าทองแดง 3/0 อย่างมาก ซึ่งแสดงให้เห็นว่าเหตุใดจึงเลือกใช้ทองแดงในที่ที่มีการจำกัดการเติมท่อร้อยสายหรือพื้นที่เส้นทางทางกายภาพ

8/4 ซวย ความทึบของสายไฟ

SOOW เป็นสายไฟแบบพกพา โดยมีชื่อเรียกดังนี้: S (เกรดบริการ 600V), O (แจ็คเก็ตตัวนอกทนน้ำมัน), O (ฉนวนกันน้ำมัน), W (ทนสภาพอากาศและน้ำ) เป็นสายไฟแบบพกพาแบบหลายตัวนำที่ยืดหยุ่นได้ ซึ่งใช้สำหรับจ่ายไฟชั่วคราว การเชื่อมต่ออุปกรณ์อุตสาหกรรม เครื่องกำเนิดไฟฟ้า และการจ่ายไฟบนเวที/เหตุการณ์ 8/4 SOOW หมายถึงตัวนำสี่ตัว แต่ละตัวนำ 8 AWG

ความครอบคลุมของสายไฟแบบยืดหยุ่นควบคุมโดย NEC Table 400.5(A) ซึ่งแยกจากตารางความทึบของสายไฟคงที่ ตัวนำ AWG 8 ตัวในสายอ่อนได้รับการจัดอันดับที่ 40A ต่อตัวนำ ภายใต้ตาราง NEC 400.5(A)(1) สำหรับสายไฟที่มีตัวนำกระแสไฟฟ้า 4 ตัวหรือน้อยกว่า ในสายไฟ SOOW 8/4 ที่ใช้สำหรับไฟสามเฟส (ตัวนำร้อนสามตัวบวกกราวด์หนึ่งตัว) ตัวนำสามตัวส่งกระแสไฟฟ้า — ภายในขีดจำกัด 4 ตัวนำ — ดังนั้นจึงใช้พิกัด 40A โดยไม่มีการลดพิกัด โดยทั่วไปสายไฟจะสิ้นสุดด้วยขั้วต่อแบบบิดล็อค (NEMA L14-30 หรือ L15-50 สำหรับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าทั่วไปและการใช้งานบนเวที) และได้รับการจัดอันดับสำหรับบริการ 40A ที่ 600V

ไม่ควรใช้สายไฟ SOOW แทนการเดินสายไฟแบบยึดกับที่ในอาคาร ได้รับการจัดอันดับสำหรับการใช้งานแบบพกพาและชั่วคราว และ NEC Article 400 ห้ามมิให้ใช้เป็นวิธีการเดินสายแบบถาวร นอกจากนี้ยังไม่ได้รับการจัดอันดับสำหรับการฝังโดยตรงหรือการติดตั้งภายในผนัง

สายเคเบิลที่ออกแบบมาเพื่อการฝังโดยตรง

สายเคเบิลฝังโดยตรงได้รับการออกแบบทางวิศวกรรมมาโดยเฉพาะให้ติดตั้งใต้ดินโดยไม่ต้องมีท่อร้อยสายและสัมผัสกับดินโดยตรง ต้องใช้แจ็คเก็ตและระบบฉนวนที่ทนทานต่อความชื้น สารเคมีในดิน แรงดันดิน และการหมุนเวียนของอุณหภูมิ โดยไม่ทำให้อายุการใช้งาน 25-40 ปีลดลง ประเภทสายเคเบิลภายในอาคารมาตรฐาน — สาย NM-B (Romex), THHN หรือ SOOW — ไม่ได้รับการจัดอันดับสำหรับการฝังโดยตรง และจะล้มเหลวอย่างรวดเร็วเมื่อฝัง

ประเภทสายเคเบิลฝังโดยตรงหลักที่ NEC ยอมรับ ได้แก่:

• UF-B (สายป้อนใต้ดินและสายเคเบิลวงจรย่อย): มาตรฐานการฝังศพโดยตรงที่อยู่อาศัย ตัวนำถูกหุ้มฉนวนแยกกันและห่อหุ้มไว้ในปลอกหุ้ม PVC แข็งที่เติมช่องว่างระหว่างตัวนำ ให้ความต้านทานความชื้นตลอดทั้งหน้าตัดของสายเคเบิล UF-B ได้รับการจัดอันดับสำหรับ 60°C ในสภาพที่เปียก และต้องมีความลึกในการฝังขั้นต่ำ 24 นิ้วสำหรับการฝังโดยตรง หรือ 12 นิ้ว เมื่อมีการป้องกัน GFCI ตามตาราง 300.5 ของ NEC
• USE-2 (ทางเข้าบริการรถไฟใต้ดิน): ได้รับการจัดอันดับสำหรับการฝังศพโดยตรงและทางเข้าบริการ ตัวนำ USE-2 ทนต่อแสงแดดและทนต่ออุณหภูมิ 90°C ในสภาพเปียกหรือแห้ง ทำให้เหมาะสำหรับการเดินสายระบบไฟฟ้าโซลาร์เซลล์และการเดินสายด้านข้างบริการจากหม้อแปลงไฟฟ้าไปยังฐานมิเตอร์
• THWN-2 / XHHW-2 ในท่อ: สำหรับเครื่องป้อนใต้ดินที่มีความจุสูงกว่า ตัวนำแต่ละตัวที่มีพิกัดตำแหน่งเปียกจะถูกดึงผ่านท่อ PVC Schedule 40 หรือ Schedule 80 - ท่อทำหน้าที่เป็นตัวป้องกันทางกล และความลึกขั้นต่ำของการฝังท่อในร่องลึกจะตื้นกว่า (18 นิ้วสำหรับท่อ PVC ตามตาราง NEC 300.5) กว่าสายเคเบิลฝังโดยตรง
• สายเคเบิลถาดฝังโดยตรง (TC-ER): ใช้ในงานอุตสาหกรรมและสาธารณูปโภคสำหรับกำลังไฟฟ้าแบบหลายตัวนำและวงจรควบคุมที่ฝังโดยไม่มีท่อร้อยสายในขนาดที่ใหญ่ขึ้น

ไม่ว่าสายเคเบิลประเภทใด การติดตั้งการฝังโดยตรงควรมีเทปคำเตือนฝังไว้เหนือสายเคเบิล 12 นิ้วเพื่อแจ้งเตือนรถขุดในอนาคต และการต่อทั้งหมดจะต้องทำในกล่องรวมสัญญาณที่เข้าถึงได้หรือด้วยชุดการต่อกันน้ำแบบเจลที่บรรจุไว้สำหรับการฝังโดยตรง — น็อตลวดมาตรฐานและเทปไฟฟ้าไม่กันความชื้นและจะพังลงใต้ดิน

สาย ไรเซอร์ กับ เพลนัม: อะไรคือความแตกต่าง?

ตัวยกและแผงรับลมเป็นพิกัดการทนไฟสำหรับการสื่อสารและสายเคเบิลแรงดันต่ำ (ไม่ใช่สายไฟไฟฟ้า) ซึ่งควบคุมตำแหน่งที่สามารถติดตั้งสายเคเบิลบางประเภทโดยพิจารณาจากลักษณะการทำงานของสายไฟในอาคาร การให้คะแนนเกิดขึ้นเนื่องจากปลอกหุ้มสายเคเบิลและสารประกอบฉนวน เมื่อเผาไหม้สามารถปล่อยก๊าซพิษและแพร่กระจายเปลวไฟผ่านทางเดินอากาศในอาคาร NEC (มาตรา 800 สำหรับการสื่อสาร, มาตรา 770 และ 820 สำหรับไฟเบอร์และโคแอกเชียล) และรหัสอาคารกำหนดพิกัดสายเคเบิลเฉพาะสำหรับสถานที่เฉพาะ

สายไฟ Plenum (ซีเอ็มพี)

plenum คือพื้นที่ใดๆ ที่ใช้สำหรับการหมุนเวียนอากาศในระบบ HVAC ของอาคาร รวมถึงพื้นที่อากาศเหนือเพดานแบบหล่น (เมื่อใช้เป็นช่องระบายอากาศกลับ) และพื้นทางเข้าแบบยกระดับที่ใช้สำหรับกระจายอากาศแบบปรับอากาศ สายเคเบิลพิกัด Plenum (ทำเครื่องหมาย ซมP for Communications MultiPurpose Plenum) ต้องเป็นไปตามมาตรฐานการทนไฟและการเกิดควันที่เข้มงวดที่สุด: มาตรฐาน UL910 (การทดสอบ Steiner Tunnel) ซึ่งวัดทั้งการแพร่กระจายของเปลวไฟและความหนาแน่นของควัน โดยทั่วไปแล้ว แจ็คเก็ตเคเบิล Plenum ทำจากสารประกอบควันต่ำและหน่วงไฟ เช่น โพรพิลีนฟลูออริเนตเอทิลีน (FEP) หรือพีวีซีสูตรพิเศษ จำเป็นต้องใช้สายเคเบิล Plenum ตามรหัสในสายเคเบิลใดๆ ที่วิ่งผ่านช่องอากาศ plenum เป็นระดับเรตติ้งสายเคเบิลที่แพงที่สุด

สายเคเบิลไรเซอร์ (ซีเอ็มอาร์)

สายเคเบิลไรเซอร์ (ซีเอ็มอาร์) ได้รับการทดสอบตามมาตรฐาน ยูแอล 1666 (Riser Flame Test) ซึ่งประเมินความสามารถของสายเคเบิลในการต้านทานการแพร่กระจายของเปลวไฟในแนวตั้งระหว่างพื้น ซึ่งเป็นข้อกังวลที่สำคัญในปล่อง ปล่องบันได หรือท่อร้อยสายที่ไหลผ่านชุดประกอบพื้น สายเคเบิลไรเซอร์จะต้องดับไฟได้เองและไม่ทำให้เกิดเปลวไฟจากชั้นหนึ่งไปอีกชั้นหนึ่ง แต่ไม่จำเป็นต้องเป็นไปตามข้อกำหนดความหนาแน่นของควันต่ำของสายเคเบิล plenum สายเคเบิลไรเซอร์ใช้ PVC มาตรฐานหรือแจ็คเก็ตที่คล้ายกันและมีราคาต่ำกว่า plenum เหมาะสำหรับการวิ่งแนวตั้งในท่อร้อยสายหรือถาดเคเบิลที่ผ่านพื้นแต่ไม่เข้าไปในช่องอากาศ plenum

ลำดับชั้นการทดแทน

กฎการเปลี่ยนอันดับสายเคเบิลของ NEC มีลำดับชั้นที่เข้มงวด: plenum (CMP) สามารถใช้แทนสายเคเบิลไรเซอร์ (CMR) วัตถุประสงค์ทั่วไป (CM) หรือสายเคเบิลแบบจำกัดการใช้งาน (ซีเอ็มเอ็กซ์) ในตำแหน่งใดก็ได้ . Riser สามารถใช้แทนสายเคเบิลเอนกประสงค์หรือแบบจำกัดการใช้งานได้ ไม่สามารถใช้สายเคเบิลเอนกประสงค์ในพื้นที่ไรเซอร์หรือช่องพักลม ซึ่งหมายความว่าผู้ติดตั้งสามารถใช้สายเคเบิลที่มีพิกัดสูงกว่าแทนสายเคเบิลที่มีพิกัดต่ำกว่าได้เสมอ แต่จะไม่มีทางย้อนกลับได้ ความหมายโดยนัยในทางปฏิบัติ: อาคารที่ต่อสายเคเบิลทั้งหมดด้วยสายเคเบิลพิกัด plenum นั้นเป็นไปตามข้อกำหนดทุกประการ แต่มีต้นทุนวัสดุที่สูงกว่าการใช้ตัวยกในปล่องและ plenum เฉพาะในพื้นที่จัดการอากาศเท่านั้น