Калкулатор за електрически проводник - Инструмент за AWG размер

Калкулатор за сечение на електрически проводник

Калкулаторът за сечение на електрически проводник препоръчва безопасен размер на проводника, измерен в AWG (американска система за размери на проводници), за електрическа верига в дома. Той използва три входни данни — товара в ампери или ватове, дължината на еднопосочното трасе в футове и напрежението на системата — за да избере най-тънкия проводник, който може да пренася тока без прегряване и без прекомерен спад на напрежението по трасето.

Проводник, който е твърде тънък за товара, може да прегрее, да разтопи изолацията си или да причини пожар. Твърде тънък проводник при дълго трасе може също да причини голям спад на напрежението, вследствие на което лампите светят по-слабо, а електродвигателите работят при висока температура. Този инструмент проверява и двата проблема едновременно и връща най-тънкото сечение, което преминава и двата теста.

Как се използва този калкулатор за сечение на проводник

1. Изберете тип проект (по желание). Шаблоните за помпа на градинско езерце, окабеляване на навес, верига в малка къща или работилница попълват типични стойности.
2. Въведете товара. Въведете директно амперите или превключете на ватове и оставете калкулатора да раздели ватове на напрежението, за да получи ампери.
3. Въведете еднопосочното разстояние от електрическото табло с прекъсвачите до устройството, във футове. Това е дължината на трасето само в едната посока, а не отиване и връщане. Калкулаторът го удвоява вътрешно, за да отчете проводника за отиване и този за връщане.
4. Изберете 120 В или 240 В, двете стандартни напрежения за жилища.
5. Отбележете „непрекъснат товар“, ако веригата ще работи 3 часа или повече без прекъсване, например зарядно устройство за електромобил или отоплителен уред. Правилото на NEC 210,19(A)(1) изисква проводникът да е оразмерен за 125% от такъв товар.
6. Прочетете резултата. Той показва препоръчителното сечение, максималния ток за това сечение, процента спад на напрежението и обозначение за безопасност: безопасно, внимание или опасно.

Как се изчислява сечението на проводника

Калкулаторът извършва две проверки за всяко сечение, като започва от 14 AWG и преминава към по-дебели проводници, докато и двете проверки бъдат издържани.

1. Преобразуване на ватове в ампери

Ако товарът е зададен във ватове, първо се преобразува в ампери:

$I = \frac{P}{V}$

Тук I е токът в ампери, P е мощността във ватове, а V е напрежението на системата. Помпа с мощност 200 вата във верига с 120 В консумира 200 ÷ 120 = 1,67 ампера.

2. Добавяне на запас за непрекъснат товар

При непрекъснат товар необходимият ток се умножава по 1,25 преди проверката на допустимия ток (проверката на спада на напрежението продължава да използва действителния ток):

$I_{required} = I \times 1.25$

3. Проверка на допустимия ток

Допустимият ток е максималният ток, който дадено сечение може да пренася. Калкулаторът използва следните стойности — колоната 60 °C от таблица 310,16 на NEC за неизолирана мед. Това е колоната, приложима за кабели NM-B („Romex“) и UF — типовете, използвани в шаблоните на калкулатора — въпреки че отделните проводници в тези кабели са оразмерени за 90 °C. По-дебел кабел в метална тръба с накрайници, оразмерени за 75 °C, може законно да пренася повече ток при някои от тези сечения, но този калкулатор не приема такава конфигурация.

Сечението преминава тази стъпка, ако номиналният му ток е равен на или по-голям от необходимия ток от стъпка 2.

4. Проверка на спада на напрежението

Дори сечение с достатъчен допустим ток може да има прекомерен спад на напрежението при дълго трасе. Калкулаторът използва посочените по-горе стойности на съпротивлението:

$V_{drop} = \frac{2 \times R \times I \times L}{1000}$

$V_{drop\%} = \frac{V_{drop}}{V_{source}} \times 100$

Тук R е съпротивлението на проводника в омове на 1000 фута (300 m), I е действителният ток в ампери (не коригираната за непрекъснат товар стойност), L е еднопосочното разстояние във футове, а 2 отчита протичането на тока по единия проводник натам и по другия обратно.

Калкулаторът обозначава резултата:

• Безопасно — спад на напрежението под 3%
• Внимание — спад на напрежението от 3% до 5%
• Отхвърлено — спад на напрежението над 5%; калкулаторът изпробва следващото по-дебело сечение

Ако нито едно сечение до 2 AWG не отговаря и на двете проверки, калкулаторът връща „2 AWG или по-дебело“ с обозначение „опасно“ и препоръчва лицензиран електротехник.

Пример с решение

Да разгледаме товар от 15 ампера при еднопосочно трасе от 100 фута и напрежение 120 В, който не е непрекъснат (шаблонът на калкулатора за окабеляване на навес).

Изпробвайте 14 AWG. Допустимият му ток е 15 А, което точно покрива товара от 15 А. Спадът на напрежението му е:

$V_{drop} = \frac{2 \times 3.07 \times 15 \times 100}{1000} = 9.21\text{ V}$

$V_{drop\%} = \frac{9.21}{120} \times 100 = 7.68\%$

Това е над границата от 5%, затова 14 AWG се отхвърля, въпреки че е преминало проверката за допустим ток.

Изпробвайте 12 AWG. Допустимият му ток е 20 А, което покрива товара от 15 А. Спадът на напрежението му е:

$V_{drop} = \frac{2 \times 1.93 \times 15 \times 100}{1000} = 5.79\text{ V}$

$V_{drop\%} = \frac{5.79}{120} \times 100 = 4.83\%$

Това е под границата от 5%, затова 12 AWG се приема. Тъй като 4,83% е над 3%, резултатът е обозначен като „внимание“, а не като „безопасно“. Калкулаторът препоръчва проводник 12 AWG с предупреждение за това трасе.

Често срещани типове проекти

• Помпа за градинско езерце: обикновено няколкостотин вата, често на 50–200 фута от къщата, във външна верига 120 В със защита чрез GFCI.
• Окабеляване на навес: вериги от 15–20 ампера, обикновено на 50–150 фута от главното табло.
• Вериги в малка къща: комбинация от вериги 120 В и 240 В при къси трасета на закрито.
• Електрически инструменти в работилница: вериги от 20 ампера или повече, често 240 В за мощно оборудване, при трасета от 20–100 фута.

Бележки за безопасност

Лицензиран електротехник трябва да извършва работа по сервизното табло, всяка работа, за която е необходимо разрешение, и всяка инсталация, която потребителят не е уверен, че може да изпълни безопасно. Сечението на проводника винаги трябва да съответства на номинала на прекъсвача, а местните електрически норми трябва да се проверят преди започване на проекта. Този калкулатор е помощно средство за планиране, а не заместител на проверката за съответствие с нормите.

Често задавани въпроси

Какъв проводник ми е необходим за 20 ампера?

Меден проводник 12 AWG е минималният размер за верига от 20 ампера; допустимият му ток е точно 20 А. При трасе 120 В спадът на напрежението остава под 3% (безопасно) до приблизително 47 фута (14,3 m) и под 5% до приблизително 78 фута (23,8 m). След около 78 фута (23,8 m) този калкулатор променя препоръката на 10 AWG.

Колко дълго трасе мога да направя с проводник 12 AWG при 20 ампера?

При 20 ампера и 120 В проводникът 12 AWG остава в диапазона „безопасно“ за спада на напрежението (под 3%) при дължина около 47 фута (14,3 m). Между приблизително 47 и 78 фута (23,8 m) той все още може да се използва, но се обозначава с „внимание“ (спад от 3–5%). При дължина над около 78 фута (23,8 m) спадът надвишава 5% и калкулаторът препоръчва вместо него 10 AWG.

Какво означава AWG?

AWG означава American Wire Gauge — стандартната система за диаметър на проводниците, използвана в Северна Америка. По-малък номер AWG означава по-дебел проводник: 10 AWG е по-дебел от 14 AWG и може да пренася по-голям ток.

Каква е разликата между проводници 12 AWG и 14 AWG?

12 AWG е по-дебел и е оразмерен за до 20 ампера. 14 AWG е по-тънък и е оразмерен за до 15 ампера. 12 AWG е стандартен за контактни вериги в кухни и бани и други вериги от 20 ампера; 14 AWG е стандартен за осветителни и контактни вериги от 15 ампера.

Какво се случва, ако използвам проводник, който е твърде тънък за товара?

Проводник с недостатъчно сечение може да прегрее, да разтопи изолацията си и да създаде опасност от пожар. Той може също да причини прекомерен спад на напрежението, който намалява яркостта на лампите и може да повреди електродвигатели, а прекъсвачът може многократно да изключва. Освен това при повечето електрически норми той не преминава проверка.

Подходящ ли е проводник 10 AWG за 30 ампера?

Да. Меден проводник 10 AWG е оразмерен за 30 ампера в колоната 60 °C, използвана за кабели NM-B и UF, и е стандартното сечение за много вериги от 30 ампера, например електрически бойлери и прозоречни климатици. Прекъсвачът все пак трябва да съответства на сечението на проводника, а при дълги трасета трябва да се провери спадът на напрежението.

За тези числа

Този калкулатор използва колоната за допустим ток от таблица 310,16 60 °C на NEC и стойностите на съпротивлението от таблица 8 в глава 9 на NEC за неизолирани медни проводници, с праг за предупреждение 3% и праг за отхвърляне 5% на спада на напрежението в разклонителни вериги. Местните норми може да се различават от Националния електротехнически кодекс, а само лицензиран електротехник или местен инспектор може да потвърди какво изисква конкретната инсталация.