Leerrohr-Füllgrad-Rechner (NEC)
Prüfen Sie den Leerrohr-Füllgrad gemäß NEC für bis zu sechs Gruppen isolierter Adern. Wählen Sie Rohrtyp und Nenngröße und geben Sie für jede Adergruppe Isolierung, Größe und Anzahl ein.
Rohrfüllgrad für Ihre Adernbelegung prüfen
Formel für den Leerrohr-Füllgrad
Dabei bedeuten:
- \(A_{\mathrm{w}}\) — Summe der Flächen aller Adern (in²)
- \(n_i\) — Anzahl der Adern in Zeile \(i\)
- \(a_i\) — Fläche einer einzelnen Ader in Zeile \(i\), einschließlich Isolierung (in²)
- \(A_{\mathrm{c}}\) — Innenfläche des gewählten Rohrs (in²)
- \(F\) — prozentualer Anteil der Rohrfläche, der von den Adern belegt wird
Der Rechner addiert die Flächen der eingegebenen isolierten Adern und teilt sie durch die Innenfläche des Rohrs. Das Ergebnis vergleicht er mit dem Füllgrenzwert aus NEC Kapitel 9, Tabelle 1 für die Gesamtzahl der Adern: 53 % bei einer Ader, 31 % bei zwei Adern oder 40 % bei drei oder mehr Adern.
Leerrohr-Füllgrad – Berechnungsbeispiel
Beispiel: Die Voreinstellungen zeigen drei 12-AWG-Adern vom Typ THHN/THWN-2 in 1/2-Zoll-EMT. Jede Ader belegt 0,0133 in², die Innenfläche des EMT beträgt 0,304 in².
\[A_{\mathrm{w}}=3(0.0133)=0.0399\ \mathrm{in}^2\]
\[F=\frac{0.0399}{0.304}\times100\%=13.13\%\]
Ergebnis: Ein Füllgrad von 13,13 % liegt unter dem 40-%-Grenzwert, das gewählte Rohr besteht also die Prüfung. Die kleinste bestandene EMT-Nenngröße im Rechner ist 1/2 Zoll; sie fasst maximal neun identische 12-AWG-Adern vom Typ THHN/THWN-2.
So benutzen Sie den Rechner
- Wählen Sie den Rohrtyp — EMT, RMC, PVC Schedule 40, PVC Schedule 80 oder FMC — und die vorgesehene Nenngröße.
- Wählen Sie unter Aderzeile 1 die Isolierung und die Aderngröße und geben Sie danach die Anzahl als ganze Zahl ein.
- Verwenden Sie Aderzeile 2 bis Aderzeile 6 für weitere Kombinationen aus Isolierung und Größe. Belassen Sie die Anzahl nicht genutzter Zeilen bei null. Geben Sie insgesamt mindestens eine Ader ein.
- Lesen Sie Gesamtaderfläche, Rohr-Innenfläche und Füllgrad ab. Vergleichen Sie den Füllgrad mit der maximal zulässigen Füllung und prüfen Sie die Füllgradprüfung auf BESTANDEN oder NICHT BESTANDEN.
- Sehen Sie sich bei Bedarf die kleinste bestandene Nenngröße für denselben Rohrtyp an. Lesen Sie Maximale Anzahl identischer Adern und Berechnungsdetails, um nachzuvollziehen, wie die separate Kapazität für identische Adern ermittelt wurde.
Was der Leerrohr-Füllgrad aussagt
Der Füllgrad bezeichnet den Anteil der Innenquerschnittsfläche eines Installationsrohrs, der von Adern belegt wird. Bei einer isolierten Ader zählt die Fläche einschließlich der Isolierung, nicht nur der metallische Leiter. Bei einer gemischten Zusammenstellung geht jede Zeile mit der Fläche einer einzelnen Ader multipliziert mit ihrer Anzahl in die Rechnung ein. Der Rechner addiert diese Beiträge, bevor er den Füllgrad in Prozent bestimmt.
Nach den hier angewandten üblichen Grenzwerten aus NEC Kapitel 9, Tabelle 1, hängt der zulässige Prozentsatz von der Gesamtzahl der Adern ab, nicht von der Anzahl unterschiedlicher Aderngrößen oder Zeilen. Drei Adern, die zusammen in einer Zeile eingegeben werden, und drei Adern, die über mehrere Zeilen verteilt sind, unterliegen also beide dem 40-%-Grenzwert. BESTANDEN bedeutet nur, dass die eingegebene Aderfläche den Grenzwert für die gewählte Rohrfläche nicht überschreitet; es ist keine Freigabe der gesamten elektrischen Installation.
Die kleinste bestandene Nenngröße prüft dieselbe Aderzusammenstellung gegen die gelisteten Größen des gewählten Rohrtyps, von 1/2 Zoll bis 4 Zoll. Besteht keine Größe, lautet das Ergebnis „Keine bis 4 Zoll.“ Maximale Anzahl identischer Adern beantwortet eine andere Frage: wie viele Exemplare der ersten Zeile mit einer Anzahl größer null in das gewählte Rohr passen. Dabei werden die Grenzwerte für eine, zwei sowie drei oder mehr Adern getrennt geprüft. Es handelt sich nicht um eine zusätzliche Kapazität zusätzlich zu einer gemischten Zusammenstellung.
Annahmen und praktische Prüfungen
- Die Berechnung verwendet hinterlegte Rohr-Innenflächen und Aderflächen für die zur Auswahl stehenden Einträge. Gleichen Sie die maßgeblichen Werte mit der in Ihrem Zuständigkeitsbereich geltenden NEC-Ausgabe und den für das Projekt tatsächlich verplanten Produkten ab.
- Sie setzt einzelne isolierte Adern in einer üblichen Rohrverlegung voraus. Mehradrige Kabel, blanke Leiter und Sonderregeln zur Füllung, wie sie etwa für kurze Rohrstutzen gelten können, werden nicht bewertet.
- Zählen Sie jede Ader mit, die das Rohr belegt, einschließlich isolierter Schutzleiter. Eine Zeile mit Anzahl null trägt keine Fläche bei und geht nicht in die Aderzahl ein.
- Der Füllgrad ist nur eine Entwurfsprüfung. Der Abgleich der Strombelastbarkeit, die Temperaturkorrektur, Installationsanforderungen an das Rohr und die Einziehbedingungen können gesondert geprüft werden müssen. Wenn Sie Leiter auswählen, nutzen Sie den Kabelquerschnitt-Rechner als ergänzende Referenz; prüfen Sie den Stromkreis mit dem Rechner für die Leitungsschutzschalter-Größe und bewerten Sie die Leitungslänge mit dem Spannungsfall-Rechner.
Häufig gestellte Fragen
Wie prüfe ich den NEC-Füllgrad von Leerrohren von Hand?
Schlagen Sie die Innenfläche für den genauen Rohrtyp und die genaue Nenngröße in NEC Kapitel 9, Tabelle 4 nach. Suchen Sie die Fläche jeder isolierten Ader in der einschlägigen Adertabelle, etwa Tabelle 5 oder 5A, und multiplizieren Sie sie mit der Anzahl dieser Adern. Addieren Sie die Flächen und vergleichen Sie die Summe mit der zulässigen Fläche aus Tabelle 1. Verwenden Sie für den Vergleich die nicht gerundeten Flächen.
Ist ein Füllgrad von 40 % ein sinnvoller Richtwert oder nur ein Maximum?
Bei drei oder mehr Adern sind 40 % das übliche NEC-Maximum, kein empfohlener Auslegungswert. Ein geringerer Füllgrad kann das Einziehen erleichtern, besonders bei langen Strecken oder Trassen mit Bögen. Ein Rohr, das die Flächenprüfung besteht, kann gleichwohl hinsichtlich Einziehwiderstand, Abgleich der Strombelastbarkeit und weiteren Installationsanforderungen zu prüfen sein.
Hat ein 3/4-Zoll-Rohr einen Innendurchmesser von 3/4 Zoll?
Nein. Die Nenngröße ist eine handelsübliche Bezeichnung, kein Maß für den Innendurchmesser des Rohrs. Die nutzbare Querschnittsfläche unterscheidet sich zudem je nach Rohrtyp; PVC Schedule 80 hat beispielsweise weniger Innenfläche als PVC Schedule 40 mit derselben Nenngröße. Wählen Sie den spezifizierten Rohrtyp, statt den Füllgrad allein anhand der Nenngrößen-Bezeichnung zu berechnen.
Wie rechne ich Ader- oder Rohrflächen zwischen Quadratzoll und Quadratmillimetern um?
Multiplizieren Sie Quadratzoll mit 645,16, um Quadratmillimeter zu erhalten; teilen Sie Quadratmillimeter durch 645,16, um Quadratzoll zu erhalten. Rechnen Sie vor der Füllgradberechnung sowohl die Aderflächen als auch die Rohrfläche auf dieselbe Einheit um. Für eine Prüfung nach Norm verwenden Sie die einschlägigen veröffentlichten oder gelisteten Maße, anstatt die Isolierungsstärke aus der AWG-Größe der Ader abzuschätzen.
Zählen Schutz- und Neutralleiter zum Leerrohr-Füllgrad?
Ja. Ein isolierter Schutzleiter und ein Neutralleiter belegen jeweils physischen Raum; nehmen Sie sie zusammen mit allen anderen im Rohr verlegten Adern in die Anzahl und Fläche auf. Verwechseln Sie das nicht mit dem Abgleich der Strombelastbarkeit: Die Regeln zum Zählen stromführender Adern sind eine separate Prüfung und behandeln Schutzleiter sowie bestimmte Neutralleiter anders.
Warum kann eine zweite Ader das Rohr durchfallen lassen, obwohl eine Ader hineinpasst?
Der zulässige Prozentsatz sinkt von 53 % bei einer Ader auf 31 % bei zwei Adern. Eine zweite Ader erhöht die belegte Fläche und senkt zugleich den zulässigen Prozentsatz, sodass eine zuvor bestandene Auswahl scheitern kann. Bei drei oder mehr Adern gilt der übliche Grenzwert von 40 %; jede zusätzliche Ader bringt weiterhin Fläche ein. Prüfen Sie also die gesamte Gruppe, statt sich darauf zu verlassen, dass der höhere Prozentsatz das Bestehen garantiert.
Kann ich für THHN, XHHW-2 und THW derselben AWG-Größe dieselbe Fläche ansetzen?
Nicht unbedingt. AWG bezeichnet die Leitergröße, während die Isolierungsart die Gesamtabmessungen und die für die Füllung angesetzte Fläche beeinflusst. Manche Kombinationen aus Größe und Isolierung teilen zufällig denselben Tabellenwert, andere nicht. Prüfen Sie die einschlägige Tabelle für jede spezifizierte Ader, anstatt eine Fläche allein anhand der AWG-Größe zu übernehmen, insbesondere cuando Sie Isolierungsarten mischen.