Kalkulator wypełnienia rury osłonowej (NEC)
Sprawdź wypełnienie rury osłonowej zgodnie z NEC dla maksymalnie sześciu grup przewodów izolowanych. Wybierz typ rury i rozmiar handlowy, a następnie podaj izolację, przekrój i liczbę sztuk przewodów w każdej grupie.
Sprawdź stopień wypełnienia rury dla swojego zestawu przewodów
Wzór na wypełnienie rury
Objaśnienie symboli:
- \(A_{\mathrm{w}}\) — łączna powierzchnia wszystkich przewodów (in²)
- \(n_i\) — liczba przewodów w wierszu \(i\)
- \(a_i\) — powierzchnia pojedynczego przewodu w wierszu \(i\), licz razem z izolacją (in²)
- \(A_{\mathrm{c}}\) — powierzchnia wewnętrzna wybranej rury (in²)
- \(F\) — procent powierzchni rury zajęty przez przewody
Kalkulator sumuje powierzchnie wprowadzonych izolowanych przewodów, a wynik dzieli przez powierzchnię wewnętrzną rury. Otrzymaną wartość porównuje z limitem wypełnienia z tabeli 1, rozdziału 9 normy NEC, który zależy od łącznej liczby przewodów: 53% dla jednego, 31% dla dwóch i 40% dla trzech lub większej liczby.
Wypełnienie rury – przykład obliczeń
Przykład: domyślne dane to trzy przewody 12 AWG THHN/THWN-2 w rurze EMT 1/2 in. Każdy przewód zajmuje 0,0133 in², a powierzchnia wewnętrzna EMT wynosi 0,304 in².
\[A_{\mathrm{w}}=3(0.0133)=0.0399\ \mathrm{in}^2\]
\[F=\frac{0.0399}{0.304}\times100\%=13.13\%\]
Wynik: wypełnienie na poziomie 13,13% jest niższe od limitu 40%, więc wybrana rura spełnia wymagania. Najmniejszy zaliczany rozmiar handlowy EMT w kalkulatorze to 1/2 in; dla identycznych przewodów 12 AWG THHN/THWN-2 mieści ich maksymalnie dziewięć.
Jak korzystać z kalkulatora
- Wybierz Typ rury — EMT, RMC, PVC Schedule 40, PVC Schedule 80 lub FMC — oraz podpowiadany Rozmiar handlowy.
- W sekcji Wiersz przewodów 1 wybierz Izolację i Przekrój przewodu, a następnie podaj Liczbę sztuk jako liczbę całkowitą.
- Pozostałe kombinacje izolacji i przekroju wprowadź w polach Wiersz przewodów 2 do Wiersz przewodów 6. W nieużywanych wierszach zostaw Liczbę sztuk równą zeru. Podaj co najmniej jeden przewód łącznie.
- Odczytaj Całkowitą powierzchnię przewodów, Powierzchnię wewnętrzną rury i Wypełnienie rury. Porównaj wypełnienie z Maksymalnym dopuszczalnym wypełnieniem i sprawdź w polu Kontrola wypełnienia wynik: zaliczone czy niezaliczone.
- W razie potrzeby spójrz na Najmniejszy zaliczany rozmiar handlowy dla tego samego typu rury. Z pola Maksymalna liczba identycznych przewodów oraz Szczegółów obliczeń dowiesz się, jak wyznaczono oddzielną pojemność dla identycznych przewodów.
Co mówi wypełnienie rury
Wypełnienie rury osłonowej to część jej wewnętrznego przekroju zajęta przez przewody. Dla przewodu izolowanego powierzchnię liczy się razem z izolacją, a nie samego rdzenia metalowego. Przy zróżnicowanym zestawie przewodów każdy wiersz wnosi powierzchnię pojedynczego przewodu pomnożoną przez liczbę sztuk. Kalkulator sumuje te wartości, a dopiero potem wylicza procent wypełnienia.
Przy standardowych limitach z tabeli 1, rozdziału 9 NEC, dopuszczalny procent zależy od łącznej liczby przewodów, a nie od liczby różnych przekrojów czy wierszy. Trzy przewody wpisane w jednym wierszu i trzy przewody rozdzielone między wiersze podlegają więc takiemu samemu limitowi 40%. Wynik „zaliczone” oznacza wyłącznie, że powierzchnia wprowadzonych przewodów nie przekracza limitu dla wybranej rury — nie stanowi zatwierdzenia całej instalacji elektrycznej.
Najmniejszy zaliczany rozmiar handlowy sprawdza ten sam zestaw przewodów dla wszystkich wymienionych rozmiarów wybranego typu rury, od 1/2 in do 4 in. Jeśli żaden nie przechodzi, wynik brzmi „Brak do 4 in”. Maksymalna liczba identycznych przewodów odpowiada na inne pytanie: ile kopii pierwszego wiersza o niezerowej liczbie sztuk zmieści się w wybranej rurze. Limity dla jednego, dwóch i co najmniej trzech przewodów są tam sprawdzane osobno. To nie jest dodatkowa pojemność dostępna obok zróżnicowanego zestawu przewodów.
Założenia i praktyczne sprawdzenia
- Obliczenia opierają się na wbudowanych powierzchniach wewnętrznych rur i powierzchniach izolowanych przewodów dla podanych pozycji. Zweryfikuj właściwe wartości w oparciu o wydanie NEC obowiązujące w Twoim regionie oraz o produkty faktycznie przewidziane do danego zlecenia.
- Przyjęto pojedyncze izolowane przewody w zwykłej trasie rurowej. Kalkulator nie obejmuje kabli wielożyłowych, przewodów gołych ani szczególnych zasad wypełnienia, np. obowiązujących dla krótkich odcinków rurowych (nipples).
- Uwzględnij każdy przewód biegnący w rurze, również izolowane przewody ochronne. Wiersz o zerowej liczbie sztuk nie wnosi żadnej powierzchni i nie wpływa na liczbę przewodów.
- Wypełnienie to tylko jedno z etapów projektowania. Poprawka do obciążalności przewodów, korekta temperatury, wymagania dotyczące montażu tras rurowych oraz warunki ciągnięcia przewodów mogą wymagać osobnej analizy. Jeśli dobierasz przewody, pomocnym punktem odniesienia będzie kalkulator przekroju przewodu; obwód sprawdź kalkulatorem doboru zabezpieczenia, a długość odcinka oceń kalkulatorem spadku napięcia.
Najczęściej zadawane pytania
Jak sprawdzić wypełnienie rury zgodnie z NEC ręcznie?
W tabeli 4, rozdziału 9 NEC odszukaj powierzchnię wewnętrzną dla dokładnego typu rury i rozmiaru handlowego. Powierzchnię każdego izolowanego przewodu znajdź w właściwej tabeli przewodów, np. w tabeli 5 lub 5A, i pomnóż ją przez liczbę przewodów danego rodzaju. Zsumuj powierzchnie i porównaj wynik z dopuszczalną powierzchnią z tabeli 1. Do porównania używaj powierzchni bez zaokrągleń.
Czy 40% wypełnienia to dobry cel, czy tylko maksimum?
Dla trzech i większej liczby przewodów 40% to zwykłe maksimum wg NEC, a nie zalecany cel projektowy. Niższe wypełnienie ułatwia ciągnięcie przewodów, zwłaszcza na długich odcinkach i trasach z łukami. Rura, która przechodzi kontrolę powierzchni, może nadal wymagać analizy pod kątem oporu ciągnięcia, poprawki do obciążalności przewodów i pozostałych wymagań montażowych.
Czy rura 3/4 cala ma średnicę wewnętrzną 3/4 cala?
Nie. Rozmiar handlowy to oznaczenie nominalne, a nie rzeczywisty wymiar średnicy wewnętrznej rury. Przydatny przekrój roboczy różni się też w zależności od typu rury — na przykład PVC Schedule 80 ma mniejszą powierzchnię wewnętrzną niż PVC Schedule 40 o tym samym rozmiarze handlowym. Zawsze wybieraj konkretny typ rury, zamiast liczyć wypełnienie na podstawie samej nazwy rozmiaru.
Jak przeliczyć powierzchnię przewodu lub rury między calami kwadratowymi a milimetrami kwadratowymi?
Aby uzyskać milimetry kwadratowe, pomnóż cale kwadratowe przez 645,16; aby uzyskać cale kwadratowe, podziel milimetry kwadratowe przez 645,16. Przed policzeniem procentu wypełnienia przelicz powierzchnie przewodów i powierzchnię rury na tę samą jednostkę. Do sprawdzenia wg normy używaj opublikowanych lub deklarowanych wymiarów, zamiast szacować grubość izolacji na podstawie rozmiaru AWG.
Czy przewody ochronne i neutralne liczą się do wypełnienia rury?
Tak. Izolowany przewód ochronny i przewód neutralny zajmują fizycznie miejsce, więc należy ująć je w liczbie i powierzchni przewodów, tak samo jak wszystkie pozostałe przewody w rurze. Nie myl tego z poprawką do obciążalności: zasady liczenia przewodów przenoszących prąd to osobne sprawdzenie i mogą traktować przewody ochronne oraz niektóre przewody neutralne inaczej.
Dlaczego dodanie drugiego przewodu może sprawić, że rura przestanie spełniać wymagania, skoro jeden przewód się mieści?
Dopuszczalny procent spada z 53% dla jednego przewodu do 31% dla dwóch. Dodanie drugiego przewodu zwiększa zajmowaną powierzchnię i jednocześnie obniża dopuszczalny procent, więc wcześniej zaliczona konfiguracja może nie przejść. Dla trzech i większej liczby przewodów standardowy limit zmienia się na 40%; każdy dodatkowy przewód nadal zajmuje powierzchnię, więc sprawdź całą grupę, zamiast zakładać, że po zmianie na wyższy limit wynik na pewno będzie zaliczony.
Czy dla przewodów THHN, XHHW-2 i THW o tym samym rozmiarze AWG można użyć tej samej powierzchni?
Niekoniecznie. AWG określa przekrój przewodu, natomiast rodzaj izolacji wpływa na jego wymiary zewnętrzne i powierzchnię liczoną do wypełnienia. Niektóre kombinacje przekroju i izolacji mają akurat tę samą powierzchnię w tabelach, ale wiele innych — nie. Sprawdzaj właściwą tabelę dla każdego przewodu z osobna, zamiast podstawiać powierzchnię wyłącznie na podstawie AWG, zwłaszcza przy mieszaniu różnych rodzajów izolacji.