Calculadora de Volum de Capsa de Connexions - Complint amb el Codi NEC

Què és una calculadora del volum d’una caixa de connexions?

Una calculadora del volum d’una caixa de connexions determina el volum mínim de la caixa, en polzades cúbiques, que pot contenir amb seguretat un conjunt determinat de cables i components. Aplica les normes d’ompliment de caixes del National Electrical Code (NEC), taula 314,16(B). Els electricistes i els propietaris l’utilitzen per triar una caixa que compleixi la normativa abans d’instal·lar-la, en lloc d’adonar-se que és massa petita quan els cables ja són a dins.

Què és una caixa de connexions?

Una caixa de connexions, també anomenada caixa de sortida o caixa de dispositius, és un recinte que conté empalmaments i connexions elèctriques. Manté els cables protegits dels danys físics i allunya les espurnes o la calor de qualsevol element proper que es pugui incendiar. Les caixes són de metall o de plàstic i tenen diverses formes, com ara les d’un sol mòdul, les quadrades i les octagonals.

Per què és important el volum de la caixa

Les connexions elèctriques transporten corrent, i el corrent produeix calor. Una caixa amb massa poc espai lliure comprimeix els cables, cosa que dificulta la dissipació d’aquesta calor. La compressió també pot fer petites osques o aixafar l’aïllament dels cables mentre s’hi introdueixen, fet que augmenta el risc d’un curtcircuit amb el temps. El NEC estableix un volum mínim per a cada caixa perquè hi hagi prou espai per als conductors, els empalmaments i els dispositius sense comprimir-los.

Com es calcula el volum d’una caixa de connexions

La taula 314,16(B) del NEC assigna un volum, en polzades cúbiques, a cada calibre de cable (American Wire Gauge, o AWG). La taula inclou des de 18 AWG fins a 6 AWG. Els conductors més grans no es dimensionen d’aquesta manera; una altra part del codi, el NEC 314,28, regula les caixes de pas i de connexions per a cables més grans.

El volum total requerit és la suma de diversos tipus d’assignacions:

• Conductors. Cada cable que transporta corrent, entra a la caixa i s’hi empalma o connecta té assignada una capacitat, determinada pel seu propi calibre.
• Conductors de posada a terra. Tots els cables de terra nus o verds de la caixa comparteixen una única capacitat, determinada pel cable de terra de calibre més gran present. Si hi ha més de quatre cables de terra, cada cable que excedeixi el quart n’afegeix una quarta part.
• Brides de cable. Totes les brides de cable internes de la caixa compten com una sola assignació, determinada pel conductor més gran de la caixa. Això és així independentment del nombre de brides presents.
• Platina de dispositiu. Cada platina de dispositiu, la tira metàl·lica que subjecta un interruptor o una presa de corrent, afegeix una assignació doble, determinada pel conductor més gran de la caixa.

Expressat com a fórmula:

$V = C + G + K + Y$

on V és el volum requerit de la caixa, C les capacitats dels conductors sumades, G la capacitat única de posada a terra, K la capacitat de les brides (que només es compta si la caixa té brides) i Y les capacitats dels suports.

Exemple resolt

Una caixa per a un interruptor de tres vies conté:

• tres conductors de 14 AWG
• dos conductors de 12 AWG
• un cable de terra de 14 AWG
• una brida de cable
• un suport de dispositiu

Capacitats dels conductors: (3 × 2,0) + (2 × 2,25) = 6,0 + 4,5 = 10,5 polzades cúbiques (172 cm³).

El conductor més gran de la caixa és de 12 AWG, amb una capacitat de 2,25 polzades cúbiques. Aquest valor s’utilitza més avall per a la brida i el suport.

Capacitat de posada a terra: un cable de terra de 14 AWG, de manera que s’hi afegeixen 2,0 polzades cúbiques (32,8 cm³). Total acumulat: 12,5.

Capacitat de la brida: una capacitat corresponent al conductor més gran, 2,25 polzades cúbiques. Total acumulat: 14,75.

Capacitat del suport de dispositiu: 2,25 × 2 × 1 = 4,5 polzades cúbiques (73,7 cm³). Total final: 19,25 polzades cúbiques (315 cm³).

Aquesta caixa necessita un volum d’almenys 19,25 polzades cúbiques. Moltes caixes de dispositiu d’un mòdul tenen menys capacitat, de manera que aquest cablejat normalment requeriria una caixa més gran, com ara una caixa de dos mòduls o una caixa profunda d’un mòdul amb una capacitat nominal de 19,25 polzades cúbiques o més. El volum d’una caixa normalment està estampat al seu interior o figura a les especificacions del fabricant.

Què inclou aquesta calculadora

La calculadora admet mides de cable des de 18 AWG fins a 6 AWG, d’acord amb la taula 314,16(B) del NEC. No inclou:

• Conductors més grans que 6 AWG, que en canvi estan regulats pel NEC 314,28.
• Caixes de diversos mòduls amb barreres internes.
• Caixes que combinen cablejat de potència amb cablejat de baixa tensió, com ara cables coaxials o de xarxa.

Per al càlcul de l’ompliment de caixes fora d’aquests casos, o per prendre una decisió final sobre el compliment de la normativa, consulteu directament la taula 314,16(A) i (B) del NEC o demaneu assessorament a un electricista autoritzat.

Preguntes més freqüents

Què es considera un conductor per a l’ompliment de la caixa? Qualsevol cable aïllat que entri a la caixa i s’hi empalmi o es connecti a un dispositiu compta com un conductor. Generalment, un cable derivat curt d’uns 6 polzades (15 cm) que no surt de la caixa no es compta.

Cada cable de terra afegeix la seva pròpia capacitat? No. Tots els conductors de posada a terra d’una caixa comparteixen una única capacitat, determinada pel cable de terra més gran. Només després del quart cable de terra, cada cable addicional n’afegeix una petita quantitat: una quarta part d’aquesta capacitat.

Si una caixa té tres brides de cable, es compten tres vegades? No. Totes les brides d’una caixa utilitzen conjuntament una única capacitat, determinada pel conductor més gran de la caixa, independentment del nombre de brides presents.

Com afecta una platina de dispositiu el total? Cada platina de dispositiu, com la tira d’un interruptor o d’una presa de corrent, afegeix el doble de l’assignació corresponent al conductor més gran de la caixa. Dues platines afegeixen dues vegades aquesta assignació doble.

Què passa si el meu cable és més gran que 6 AWG? La taula 314,16(B) del NEC no assigna capacitats de volum per sobre de 6 AWG, i aquesta calculadora tampoc. Les caixes per a conductors més grans es dimensionen d’acord amb el NEC 314,28.

Les caixes metàl·liques i de plàstic necessiten volums diferents? No. Les normes de volum són les mateixes per als dos materials. Les caixes metàl·liques de vegades tenen brides incorporades, que igualment compten per a la capacitat descrita més amunt.