Czy napięcie odgrywa jakąś rolę w wyborze odpowiedniej grubości drutu?

13

Większość internetowych przewodników po okablowaniu online sugeruje drut o przekroju 14 dla obwodów 15 A, 12 dla 20 A i 10 dla 30 A. Czy zakładają one, że napięcie wynosi 120, czy też napięcie nie wchodzi w grę przy wyborze miernika drutu?

Na przykład mam urządzenie, które wymaga źródła zasilania o napięciu 240 V i natężeniu 15 A. (Jego wtyczka to NEMA 6-15.) Jeśli poświęcę obwód temu urządzeniu, który jest około 25 'od panelu, czy 14 AWG będzie wystarczające? Dlaczego lub dlaczego nie?

Kiedy drut o grubości 14 jest odpowiedni, widziałem 12 używanych zamiast tego. (Mój dom ma kilka takich obwodów.) Zdaję sobie sprawę, że drut 12 AWG może być trudniejszy do pracy i kosztuje ponad 14 AWG. Poza tym, czy istnieją powody, aby tego nie robić? Czy są jakieś zalety?

trw
źródło
2
Napięcie znamionowe drutu zależy głównie od rodzaju izolacji wokół niego. Ryzyko napięcia polega na skoku iskry do innego przewodu, a izolacja temu zapobiega. Większość drutów domowych w USA ma napięcie 600 V; powinien być oznaczony z boku.
Hank
1
Należy pamiętać o różnicy między poborem prądu szczytowego a ustalonym (lub mocą). Jeśli twoje urządzenie pobiera 3600 W (z grubsza) przez cały czas, będziesz potrzebować cięższego drutu niż wtedy, gdy stan ustalony jest bardziej, powiedzmy, 3 amperami. Jak zawsze sprawdź lokalne przepisy budowlane.
Carl Witthoft
Oprócz tego, że drut musi mieć wystarczająco dużą średnicę (miedzi), aby nie przegrzewał się i nie zapalał się / topił z powodu prądu, drut musi być wystarczająco duży, aby zapobiec znacznemu „spadkowi napięcia”. Należy zwiększyć rozmiar drutu o długości około 50 stóp, aby zminimalizować spadek napięcia. Ale im wyższe napięcie zasilania, tym mniej ten wzrost musi być.
Hot Licks
(Gdy dochodzisz do bardzo wysokich napięć - dziesiątek tysięcy woltów - średnica drutu staje się ważna, ponieważ mniejszy drut powoduje więcej wyładowań koronowych.)
Hot Licks,
Kilka uwag: 1) Zazwyczaj urządzenia o napięciu 240 V określają rozmiar drutu w instrukcji instalacji. 2) Różnica w pracy z drutem o średnicy 12 i 14 jest w większości przypadków nieistotna, szczególnie w przypadku krótkiego odcinka, np. 25 '. 14 jest nieco łatwiej podłączyć do urządzenia, ale nie jest to o wiele łatwiejsze - zwykle cena stanowi większy problem niż 10% więcej wysiłku w zginanie drutu. 3) Jeśli urządzenie określa obwód 15 A, prawdopodobnie zakłada obwód dedykowany. Jeśli miejsce na panelu jest problemem, rozważ podwójny przerywacz; jeśli brakuje Ci panelu, potrzebujesz profesjonalnej porady, co możesz zrobić.
brichins

Odpowiedzi:

28

Prosta odpowiedź polega na tym, że używasz drutu, który określa lokalny kod i producent urządzenia dla danej sytuacji.


Ale myślę, że pytasz o to, w jaki sposób wybierane są rozmiary przewodów dla określonej kombinacji aplikacji / prądu / napięcia:

Przy wyborze drutu prąd dyktuje wielkość przewodu, a napięcie dyktuje izolację.

Prąd powoduje, że drut nagrzewa się z powodu rezystancji. Metal rozszerza się i kurczy po podgrzaniu i schłodzeniu. Ta ekspansja i skurcz, jeśli są zbyt duże, mogą poluzować połączenia. Luźne połączenia zwiększają oporność, powodują więcej ogrzewania i ostatecznie pozwolą na dostatecznie dużą szczelinę, aby spowodować łuk lub wystarczająco wysoką temperaturę, aby zapalić otaczające materiały lub stopić izolację i spowodować łuk. Większy przewodnik zmniejsza rezystancję, co zmniejsza te zmiany temperatury. Dlatego użycie wystarczająco dużego przewodnika utrzymuje ekspansję i kurczenie poniżej poziomu, który okucia elektryczne mogą tolerować bezawaryjnie.

Podobnie napięcie powoduje wyładowanie łukowe, dlatego należy zaprojektować pokrycie (izolację), aby zapobiec wyładowaniu łukowemu przy napięciu znamionowym. Zwykle zobaczysz wspólne okablowanie elektryczne o napięciu 600 woltów.

Innym powodem korzystania z przewodów o większej średnicy jest zapobieganie spadkowi napięcia podczas długich przebiegów. Zasadniczo nie stanowi to problemu podczas prowadzenia drutu w domu, ale oderwane konstrukcje są powszechnym miejscem, w którym można zobaczyć większy drut.

długa szyja
źródło
4
Warto wspomnieć, że praktyczne znaczenie określonej wielkości spadku napięcia może zależeć zasadniczo od napięcia początkowego, zwłaszcza gdy do niskiego napięcia stosuje się okablowanie. Na przykład, jeśli ktoś użyje 200-metrowego kabla do zasilania urządzenia 240 V, które wymaga 10 amperów, kabel spadnie około 10 woltów, pozostawiając 230 dla urządzenia. Gdyby zamiast tego zasilanie wynosiło 12 woltów, spadek napięcia o dziesięć woltów pozwoliłby na obciążenie tylko dwóch woltów.
supercat
@supercat - poprawnie. W efekcie wyższe napięcie pozwala na cieńszy drut dla danego prądu. (Ale tylko tam, gdzie długi bieg wymagałby przede wszystkim przewymiarowania drutu).
Hot Licks
@supercat Dlatego w transporcie długodystansowym wykorzystuje się bardzo wysokie napięcie (do kilkuset kV).
Maszt
2
Dodaj, powiedziałem powyżej, prąd określa wielkość przewodnika. Aby nadmiernie uprościć, napięcie można łatwo przekształcić w prąd i odwrotnie. Zwiększając napięcie, możesz zmniejszyć rozmiar przewodnika. A zmniejszenie rozmiaru przewodu sprawia, że ​​przewody są tańsze.
longneck
Więc jeśli miałbym podsumować twoją odpowiedź, to jesteś za używaniem większych przewodników, prawda? ;-) Wydaje się prawdopodobne, że instrukcje z urządzeniem OP o mocy 3600 W (cokolwiek to jest - nie zostało określone) wskazują, jaki rozmiar drutu należy stosować z urządzeniem?
Craig,
9

Jak stwierdzili inni, napięcie urządzenia / obwodu nie ma wpływu na rozmiar (miernik) drutu. Napięcie decyduje o jakości izolacji drutu, a większość napotkanego drutu (mocy) będzie oceniana na 600 woltów.

Wskaźnik należy przede wszystkim wybrać, określając pobór prądu - w amperach - wszystkich urządzeń, które zostaną podłączone do obwodu ...

Dany

Amps = Watts / Volts  

Następnie

TotalAmps = [Device1(Watts) + Device2(Watts) + Device3(Watts)] / CircuitVolts

Lub

TotalAmps = Device1(Amps) + Device2(Amps) + [Device3(Watts)/CircuitVoltage] 

... a następnie odwołując się do wykresu, który można prześledzić do zaleceń NEC. Na tym polega problem. Nie ma jednej oficjalnej tabeli NEC „jeśli X to Y” dla wszystkich sytuacji. Rzeczywiste wykresy NEC służą inżynierom / wykonawcom do odniesienia przy projektowaniu aplikacji i nie są bardzo łatwe do odczytania. Oto, co NEC ma do powiedzenia: http://www.fs.fed.us/database/acad/elec/greenbook/3_basicdesigns.pdf

Zabawa, prawda? To, co musimy zrobić, to oprzeć się na wykresach, które interpretują te zalecenia, a te wykresy różnią się - czasem bardzo gwałtownie - w łatwości odczytu. Porównaj moją ulubioną tabelę http://www.cerrowire.com/ampacity-charts z tą http://www.usawire-cable.com/pdfs/nec%20ampacities.pdf Oba są technicznie dokładne z zasady ogólnej. ale ta ostatnia wymaga bardziej dogłębnej oceny, takiej jak Uwaga 4, która wskazuje na obniżenie maksymalnego natężenia drutu, jeśli wypełnienie kanału (liczba drutów w bieżni / kablu) jest większa niż 3.

Amperatory nie są jedynym czynnikiem wpływającym na rozmiar drutu, ale pracujemy tutaj z praktyczną zasadą. Innymi GŁÓWNYMI czynnikami, które przyczyniają się do wyboru, są (A) rodzaj zastosowania instalacji okablowania (THHM, UF itp.) I znamionowe temperatury, (B) długość podajnika obwodu, który zwiększa rezystancję, straty napięcia i ostatecznie jest nie do przyjęcia podgrzewanie drutu zasilającego, a zwłaszcza jego połączeń, (C) zastosowania jedno- i wielofazowe (dotyczy to pojedynczych instalacji domowych), (D) czy obciążenie jest indukcyjne czy nie (duży silnik / sprężarka w urządzeniu ?) i kilka innych niejasnych czynników, których tutaj nie omówimy.

Pozycja (A) w zastosowaniach domowych to zazwyczaj okablowanie klasy NM / NMC dla typu Romex, THWM dla BX lub okablowania oraz UF dla kabla zakopanego na twoim podwórku. Pozycja (B) jest właściwie bardzo ważna. Jeśli przebieg okablowania jest bardzo długi, rezystancja drutu (cały drut jest oporny w pewnym stopniu), a zatem temperatura drutu wzrośnie. Jeśli temperatura wzrośnie powyżej wartości znamionowej izolacji drutu, może się stopić, powodując krótki lub najgorszy przypadek, wywołując pożar w otaczających materiałach budowlanych. Tutaj pojawia się mój drugi ulubiony wykres: http://www.cerrowire.com/voltage-drop-table EDYCJA: najwyższa odpowiedź longnecks powyżej jest lepszym wyjaśnieniem wpływu temperatury na obwody, szczególnie w odniesieniu do interfejsu drut / urządzenie, gdzie zaczyna się większość pożarów.

Wiedząc, co robimy teraz, po odwołaniu się do tych dwóch map Cerro, możemy odpowiedzieć:

Jeśli poświęcę obwód temu urządzeniu, którego długość wynosi około 50 stóp (łącznie ze zwrotem), czy 14 AWG będzie wystarczające? Dlaczego lub dlaczego nie?

z TAK, ponieważ wskazałeś, że urządzenie będzie jedynym w obwodzie i ponieważ przebieg wynosi w rzeczywistości 25 'według definicji reguł, które nie obliczają całkowitej długości WIRE, a raczej długości OBWODU, który składa się z oba przewodniki. Na 240 lądach nie ma powrotu ani neutralności. Pozwala to 240 obwodom często używać miernika, który wydaje się zbyt mały! Na 120 lądach neutralny danego obwodu może być (i prawie zawsze) współdzielony pomiędzy licznymi gałęziami tego obwodu, co wprowadza pewne obniżenie wartości znamionowej. Ale głównie dlatego, że obwody o wyższym napięciu wprowadzają mniejszy spadek napięcia niż obwód równoważny przy niższym napięciu. E = R * I... gdzie E= spadek napięcia (wolty V); R= rezystancja elektryczna (omy, Ω); I= prąd (wzmacniacze,A) Nie jest to intuicyjne, ponieważ napięcie zasilające nie jest wykorzystywane do obliczeń. Jeśli jednak masz dwa obciążenia o mocy 2400 W, jedno z nich działa przy 120 V, a drugie przy 240 V, pierwsze pobiera 20 amperów, drugie 10. Połowa poboru prądu spowoduje tylko połowę spadku napięcia, zmniejszając ten element obliczeń dla wymiaru drutu.

Należy zauważyć, że odpowiedź nadal brzmiałaby „TAK, zrobi to 14awg”, gdyby przebieg rzeczywiście wynosił 50 stóp według wykresów Cerro… ALE na samym brzegu. Po przejrzeniu kilku innych popularnych wykresów, niektóre wskazują 12awg, inne 14awg. YMMV. Właśnie dlatego mamy naprawdę dogłębne ustalenia NEC, na których możemy się oprzeć i wziąć pod uwagę KAŻDY czynnik.

Jeśli chodzi o:

Zdaję sobie sprawę, że drut 12 AWG może być trudniejszy w obróbce i kosztuje więcej niż 14 AWG. Poza tym, czy istnieją powody, aby tego nie robić? Czy są jakieś zalety?

Odpowiedzią jest wezwanie do oceny dla wykonawcy / właściciela domu. Weźmy ten przykład: korzystam z nowego obwodu 240 dla nowego klimatyzatora okiennego. Jednostką, którą mogę zmieścić w otworze okna, można obsłużyć za pomocą obwodu 14awg / 15amp ALE jest tuż przy maksymalnej wartości znamionowej. Załóżmy, że urządzenie ledwo jest w stanie zaspokoić moje potrzeby chłodzenia i nagle rynek wprowadza wyższą jednostkę wyjściową BTU, która mieści się w otworze, ale będzie wymagała obwodu 12awg / 20amp. Byłoby to przyszłościowe wezwanie do oceny.

I pamiętaj o najważniejszej rzeczy: lokalne przepisy budowlane zastępują NEC. Jeśli jest to twoja nieruchomość, praca, którą wykonasz po drodze, może wpłynąć na twoją zdolność do sprzedaży nieruchomości w dół drogi.

Mam nadzieję, że odpowiedziałem na wszystkie pytania. Oświadczenie: Nie pracuję dla kabla Cerro, tylko zmęczony stary profesjonalista HVAC / R, który zajmuje się wieloma gównianymi okablowaniami, mieszkalnymi i komercyjnymi. Linki są mungowane, ponieważ ta strona zezwala tylko na dwa linki dla noobów.

Facet z HVAC
źródło
2

National Electrical Code (NEC) określa wymagany minimalny rozmiar przewodów. W ramach NEC trzy szerokie kategorie obejmują większość instalacji: niskie napięcie, mniej niż 600 woltów, więcej niż 600 woltów.

Należy pamiętać, że wymagania kodowe określają najgorszą dozwoloną prawnie konstrukcję. Jednym z powszechnych powodów zwiększania rozmiaru przewodu powyżej minimów kodowych jest zmniejszenie spadku napięcia poprzez zmniejszenie rezystancji przewodu.

Doświadczeni specjaliści często przekraczają kod oparty na osądzie opartym na wieloletnim doświadczeniu.


źródło
... a inny nie odpowiada na pytanie.
Ecnerwal
1
@Ecnerwal Więc odpowiedz na pytanie ...
śliniak
2
@Ecnerwal Niezupełnie. Jaka jest odpowiedź na pytanie o konkretny bieg 240v / 15a / 14awg 50 stóp?
śliniak
1
@Ennerwal odpowiedź longneck nie rozwiązuje rzeczywistego problemu konstrukcyjnego. To podręcznikowy czat o elektryczności. Po przeczytaniu osoby nie jest już bliżej okablowania domu. Co gorsza, nic nie wskazuje na to, że rozmiary przewodów pochodzą z tabel, a nie z teorii elektrycznej. Przydatnym rozwiązaniem jest kierowanie ludzi w kierunku kodów modeli, szczególnie w odniesieniu do kwestii bezpieczeństwa życia. Sugerowanie, nawet w przypadku rezygnacji, że istnieje inny ostrożny kurs, odbywa się w sposób nieodpowiedzialny lub z braku wiedzy.
2
@CarlWitthoft W moim przypadku wyrażam profesjonalną opinię. Takie postępowanie w tym przypadku nie byłoby zgodne ze zwykłym standardem opieki ze względu na brak istotnych szczegółów, wiedzy z pierwszej ręki lub rzetelnej wiedzy z drugiej ręki od osoby ogólnie wykwalifikowanej do wykonywania prac elektrycznych lub projektowania rzeczywistych warunków polowych, a także dlatego, że Nie mam stosunku umownego (z osobistego punktu widzenia jest to drobna sprawa, ale firmy ubezpieczeniowe dbają). Z doświadczenia po obu stronach licznika działu budynku wynika, że ​​„zależy od tego, co mówi kod”.
1

Tak i nie (czy to nie i tak?)

Minimalny przekrój drutu przy napięciach domowych i lekkich napięciach komercyjnych (mniej niż 600 V) faktycznie nie zależy od napięcia - pierwszy wpis w tabeli NEC 310.106 (A) określa, że ​​miedź 14AWG lub aluminium 12AWG można stosować aż do 2000 V, gdy odpowiednio izolowane.

Jednak w pracach pod wysokim napięciem (powyżej 2 kV) drut musi być powiększony zgodnie z tabelą 310.106 (A). Ma to jednak znaczenie tylko w ciężkich systemach komercyjnych i przemysłowych, w których stosuje się podajniki wysokiego napięcia, aby uniknąć nadmiernych strat, a także sporadycznego obciążenia zasilanego wysokim napięciem (takim jak przemysłowy kocioł parowy typu elektrodowego lub bardzo duży silnik).

ThreePhaseEel
źródło