حاسبة حجم علبة التوصيل - متوافق مع كود NEC

ما حاسبة حجم علبة التوصيل؟

تحسب حاسبة حجم علبة التوصيل أصغر حجم للعلبة، بالبوصات المكعبة، يمكنه احتواء مجموعة معينة من الأسلاك والأجزاء بأمان. وتطبّق قواعد ملء العلب الواردة في الكود الكهربائي الوطني (NEC)، الجدول 314.16(B). ويستخدمها الكهربائيون وأصحاب المنازل لاختيار علبة مطابقة للكود قبل تركيبها، بدلاً من اكتشاف أنها صغيرة جداً بعد إدخال الأسلاك فيها.

ما علبة التوصيل؟

علبة التوصيل، التي تُسمى أيضاً علبة المخرج أو علبة الجهاز، هي غلاف يحتوي على وصلات وتوصيلات كهربائية. وتحمي الأسلاك من الأضرار المادية، وتُبقي الشرر أو الحرارة بعيداً عن أي مواد قريبة قد تشتعل. وتُصنع العلب من المعدن أو البلاستيك، وتأتي بأشكال عدة، منها العلبة أحادية الوحدة والمربعة والثمانية الأضلاع.

لماذا يهم حجم العلبة؟

تحمل التوصيلات الكهربائية تياراً، والتيار ينتج حرارة. فالعلبة ذات الحيز الحر القليل تحشر الأسلاك معاً بإحكام، مما يصعّب انتشار الحرارة وتبددها. وقد يؤدي الحشر الشديد أيضاً إلى خدش عازل السلك أو سحقه أثناء دفع الأسلاك إلى الداخل، مما يزيد خطر حدوث قصر كهربائي بمرور الوقت. ويحدد الكود الكهربائي الوطني حداً أدنى لحجم كل علبة، بحيث يتوافر حيز كافٍ للموصلات والوصلات والأجهزة من دون تزاحم.

كيفية حساب حجم علبة التوصيل

يحدد الجدول 314.16(B) من الكود الكهربائي الوطني بدل حجم، بالبوصات المكعبة، لكل قياس من قياسات الأسلاك وفق مقياس الأسلاك الأمريكي (AWG). ويغطي الجدول المقاسات من 18 AWG إلى 6 AWG. ولا تُقاس الموصلات الأكبر بهذه الطريقة؛ إذ يغطي جزء منفصل من الكود، NEC 314.28، علب السحب والتوصيل الخاصة بالأسلاك الأكبر.

يُحسب الحجم الكلي المطلوب بجمع عدة أنواع من البدلات:

• الموصلات. يُحسب لكل سلك ناقل للتيار يدخل العلبة ويُوصل أو يُربط بها بدل واحد، استناداً إلى قياسه الخاص.
• موصلات التأريض. تشترك جميع أسلاك التأريض العارية أو الخضراء في العلبة في بدل واحد، يُحدد وفقاً لأكبر سلك تأريض موجود. وإذا زاد عدد أسلاك التأريض على أربعة، يضيف كل سلك بعد الرابع ربع ذلك البدل.
• مشابك الكابلات. تشترك جميع مشابك الكابلات الداخلية في العلبة في بدل واحد، يُحدد وفقاً لأكبر موصل في العلبة، مهما كان عدد المشابك الموجودة.
• حوامل الأجهزة. يضيف كل حامل جهاز، وهو الشريط المعدني الذي يثبت مفتاحاً أو مخرجاً، بدلَين، ويُحدد حجمهما وفقاً لأكبر موصل في العلبة.

تُكتب المعادلة كما يلي:

$V = C + G + K + Y$

حيث إن V هو حجم الصندوق المطلوب، وC بدلات الموصلات مضافةً معًا، وG بدل موصل التأريض المفرد، وK بدل المشبك (يُحتسب فقط إذا كان الصندوق مزودًا بمشابك)، وY بدلات النير.

مثال محلول

تحتوي علبة مفتاح ثلاثي الاتجاهات على:

• ثلاثة موصلات 14 AWG
• موصلين 12 AWG
• سلك تأريض واحد 14 AWG
• مشبك كابل واحد
• حامل جهاز واحد

بدلات الموصلات: (3 × 2.0) + (2 × 2.25) = 6.0 + 4.5 = 10.5 بوصات مكعبة (172 cm³).

أكبر موصل في العلبة هو 12 AWG، وبدل حجمه 2.25 بوصة مكعبة (36.9 cm³). وتُستخدم هذه القيمة أدناه للمشبك والحامل.

بدل التأريض: سلك تأريض واحد 14 AWG، لذا يُضاف 2.0 بوصة مكعبة (32.8 cm³). المجموع المرحلي: 12.5.

بدل المشبك: بدل واحد بحجم أكبر موصل، وهو 2.25 بوصة مكعبة (36.9 cm³). المجموع المرحلي: 14.75.

بدل نير الجهاز: 2.25 × 2 × 1 = 4.5 بوصة مكعبة (73.7 cm³). المجموع النهائي: 19.25 بوصة مكعبة (315 cm³).

تحتاج هذه العلبة إلى حجم لا يقل عن 19.25 بوصة مكعبة (315 cm³). وتكون سعة كثير من علب الأجهزة المفردة أقل من ذلك، لذا تتطلب هذه التوصيلات عادةً علبة أكبر، مثل علبة ثنائية الوحدة أو علبة أحادية الوحدة عميقة مصنفة لحجم 19.25 بوصة مكعبة (315 cm³) أو أكثر. ويُختم حجم العلبة عادةً على سطحها الداخلي أو يُذكر في مواصفات الشركة المصنّعة.

ما الذي تغطيه هذه الحاسبة؟

تدعم الحاسبة مقاسات الأسلاك من 18 AWG إلى 6 AWG، بما يتوافق مع الجدول 314.16(B) من الكود الكهربائي الوطني. ولا تغطي ما يلي:

• الموصلات الأكبر من 6 AWG، التي تخضع بدلاً من ذلك للمادة NEC 314.28.
• العلب متعددة الوحدات ذات الحواجز الداخلية.
• العلب التي تجمع بين تمديدات القدرة وتمديدات الجهد المنخفض، مثل الكابل متحد المحور أو كابل الشبكة.

بالنسبة إلى ملء العلب خارج هذه الحالات، أو لاتخاذ قرار نهائي بشأن المطابقة، يُرجع مباشرةً إلى الجدولين (A) و(B) من NEC 314.16 أو يُستعان بكهربائي مرخّص.

الأسئلة الشائعة

ما الذي يُعد موصلاً عند حساب ملء العلبة؟ يُعد كل سلك معزول يدخل العلبة ويُوصل أو يُربط بجهاز موصلاً واحداً. ولا يُحسب عادةً سلك التوصيل القصير الذي يقل طوله عن نحو 6 بوصات (15 سم) ولا يخرج من العلبة.

هل يُحسب لكل سلك تأريض بدل خاص به؟ لا. تشترك جميع موصلات التأريض في العلبة في بدل واحد، يُحدد وفقاً لأكبر سلك تأريض. ولا يضيف كل سلك إضافي كمية صغيرة، تعادل ربع ذلك البدل، إلا بعد سلك التأريض الرابع.

إذا كانت في العلبة ثلاثة مشابك كابلات، فهل تُحسب ثلاث مرات؟ لا. تستخدم جميع المشابك في العلبة معاً بدلًا واحداً، يُحدد وفقاً لأكبر موصل في العلبة، بصرف النظر عن عدد المشابك الموجودة.

كيف يؤثر حامل الجهاز في المجموع؟ يضيف كل حامل جهاز، مثل الشريط المثبّت للمفتاح أو المأخذ، ضعف بدل أكبر موصل في العلبة. ويضيف حاملان ذلك البدل المضاعف مرتين.

ماذا لو كان السلك أكبر من 6 AWG؟ لا يحدد الجدول 314.16(B) من NEC بدلات للحجوم الأكبر من 6 AWG، وكذلك لا تفعل هذه الحاسبة. وتُحدد أحجام العلب الخاصة بالموصلات الأكبر وفقاً لـ NEC 314.28.

هل تحتاج العلب المعدنية والبلاستيكية إلى أحجام مختلفة؟ لا. فقواعد الحجم واحدة لكلا المادتين. وقد تحتوي العلب المعدنية أحياناً على مشابك مدمجة، وتظل هذه المشابك محسوبة ضمن البدل الموضح أعلاه.