Elektrijuhtme Läbimõõdu Kalkulaator - AWG Suuruse Tööriist

Elektrijuhtme läbimõõdu kalkulaator

Elektrijuhtme läbimõõdu kalkulaator soovitab kodusele elektriahelale ohutut juhtme suurust, mida mõõdetakse ühikuga AWG (American Wire Gauge). See kasutab kolme sisendit — koormust amprites või vattides, juhtme ühesuunalist pikkust jalgades ja süsteemi pinget — et valida väikseim juhe, mis suudab voolu ülekuumenemise ja liigse pingelanguseta kanda.

Koormuse jaoks liiga peenike juhe võib üle kuumeneda, isolatsioon sulada või tulekahju põhjustada. Pika juhtmelõigu jaoks liiga peenike juhe võib põhjustada ka suurt pingelangu, mille tõttu tuled põlevad tuhmimalt ja mootorid kuumenevad. See tööriist kontrollib mõlemat probleemi korraga ning annab tulemuseks väikseima läbimõõdu, mis läbib mõlemad kontrollid.

Kuidas seda juhtme läbimõõdu kalkulaatorit kasutada

1. Vali projekti tüüp (valikuline). Aiatiigi pumba, kuuri juhtmestiku, väikemaja elektriahela või töökoja eelseadistused sisestavad tüüpilised väärtused.
2. Sisesta koormus. Sisesta amprid otse või lülitu vattidele ja lase kalkulaatoril pinge abil amprite arvutada.
3. Sisesta ühesuunaline kaugus kaitsmekilbist seadmeni jalgades. See on juhtmelõigu pikkus ühes suunas, mitte edasi-tagasi. Kalkulaator kahekordistab selle sisemiselt, et arvestada nii mineva kui ka tagasijuhtmega.
4. Vali 120 V või 240 V, kaks tavalist elamute toitepinget.
5. Märgi „pidev koormus“, kui ahel töötab katkestusteta 3 tundi või kauem, näiteks elektriauto laadija või ruumiküttekeha korral. NEC-i reegel 210,19(A)(1) nõuab, et juhe oleks sellise koormuse 125% jaoks dimensioneeritud.
6. Vaata tulemust. Kuvatakse soovitatav läbimõõt, selle läbimõõdu maksimaalne vool, pingelangu protsent ja ohutuse märge: ohutu, ettevaatust või ohtlik.

Kuidas arvutada juhtme läbimõõtu

Kalkulaator teeb iga läbimõõdu kohta kaks kontrolli, alustades väärtusest 14 AWG ja liikudes järjest jämedama juhtmeni, kuni mõlemad kontrollid on läbitud.

1. Vattide teisendamine ampriteks

Kui koormus on antud vattides, teisendatakse see esmalt ampriteks:

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

kus I on vool amprites, P võimsus vattides ja V süsteemi pinge. 200-vatine pump 120 V ahelas tarbib 200 ÷ 120 = 1,67 amprit.

2. Pideva koormuse varu lisamine

Pideva koormuse korral korrutatakse nõutav vool enne lubatud voolutugevuse kontrolli väärtusega 1,25 (pingelangu kontroll kasutab endiselt tegelikku voolu):

$I_{required} = I \times 1.25$

3. Lubatud voolutugevuse kontroll

Lubatud voolutugevus on maksimaalne vool, mida konkreetse läbimõõduga juhe võib kanda. Kalkulaator kasutab järgmisi väärtusi, mis pärinevad katmata vasest juhtmete NEC-i tabeli 310,16 veerust 60 °C. See on veerg, mida kasutatakse NM-B („Romexi“) ja UF-kaabli puhul — need on kalkulaatori eelseadistustes kasutatavad kaablitüübid — kuigi nende kaablite üksikjuhtmed on ette nähtud temperatuurile 90 °C. Metalltorus paiknev jämedam kaabel, mille klemmid on ette nähtud temperatuurile 75 °C, võib mõne sellise läbimõõdu korral seaduslikult kanda suuremat voolu, kuid kalkulaator sellist paigaldust ei eelda.

Läbimõõt läbib selle sammu, kui selle nimivool on vähemalt samal tasemel nagu sammust 2 tulenev nõutav vool.

4. Pingelangu kontroll

Isegi piisava lubatud voolutugevusega juhe võib pika lõigu korral kaotada liiga palju pinget. Kalkulaator kasutab eespool toodud takistusväärtusi:

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

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

Siin on R juhtme takistus oomides iga 1000 jala kohta (300 m), I tegelik vool amprites (mitte pideva koormuse järgi korrigeeritud väärtus), L ühesuunaline kaugus jalgades ning 2 arvestab voolu liikumist mööda üht juhti välja ja teist tagasi.

Kalkulaator märgistab tulemuse järgmiselt:

• Ohutu — pingelang alla 3%
• Ettevaatust — pingelang alates 3% kuni 5%
• Tagasi lükatud — pingelang üle 5%; kalkulaator proovib seejärel järgmist jämedamat läbimõõtu

Kui ükski kuni 2 AWG läbimõõt ei läbi mõlemat kontrolli, annab kalkulaator tulemuseks „2 AWG või jämedam“, märgib olukorra ohtlikuks ja soovitab pöörduda litsentseeritud elektriku poole.

Näidisarvutus

Vaatleme 15-amprist koormust 100 jalga jala pikkusel ühesuunalisel lõigul pingega 120 V, mis ei ole pidev koormus (kalkulaatori kuuri juhtmestiku eelseadistus).

Proovi 14 AWG juhet. Selle lubatud voolutugevus on 15 A, mis vastab täpselt koormusele 15 A. Selle pingelang on:

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

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

See ületab piiri 5%, seega lükatakse 14 AWG tagasi, kuigi see läbis lubatud voolutugevuse kontrolli.

Proovi 12 AWG juhet. Selle lubatud voolutugevus on 20 A, mis katab koormuse 15 A. Selle pingelang on:

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

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

See jääb alla piiri 5%, seega 12 AWG kiidetakse heaks. Kuna 4,83% ületab väärtuse 3%, märgitakse tulemus „ettevaatust“, mitte „ohutu“. Kalkulaator soovitab selle lõigu puhul 12 AWG juhet koos ettevaatuse märkega.

Levinud projekti tüübid

• Aiatiigi pump: tavaliselt mõnisada vatti, sageli 50–200 jala kaugusel majast, rikkevoolukaitsega kaitstud 120 V välisahelas.
• Kuurijuhtmestik: 15–20-amprised ahelad, tavaliselt 50–150 jala kaugusel peakilbist.
• Väikemaja elektriahelad: lühikestel sisejuhtmelõikudel kasutatav kombinatsioon 120 V ja 240 V ahelatest.
• Töökoja elektritööriistad: 20-amprised või suurema vooluga ahelad, raskete seadmete korral sageli 240 V, juhtmelõigu pikkusega 20–100 jalga.

Ohutusmärkused

Litsentseeritud elektrik peaks tegema töid teeninduskilbis, kõiki töid, milleks on vaja luba, ning paigaldisi, mille ohutut tegemist kasutaja ei valda. Juhtme läbimõõt peab alati vastama kaitselüliti nimivoolule ja enne projekti alustamist tuleb kontrollida kohalikke elektrieeskirju. See kalkulaator on abivahend planeerimisel, mitte eeskirjade järgimise kontrolli asendus.

Korduma kippuvad küsimused

Millist juhtme läbimõõtu vajan 20 ampri jaoks?

Vaskjuhe 12 AWG on 20-amprise ahela minimaalne suurus; selle lubatud voolutugevus on täpselt 20 A. 120 V pingega lõigul jääb pingelang alla 3% (ohutu) ligikaudu kuni 47 jalani ja alla 5% ligikaudu kuni 78 jalani (23,8 m). Umbes pärast 78 jalga (23,8 m) vahetab kalkulaator soovituse suurusele 10 AWG.

Kui pika lõigu võin vedada 12 AWG juhtmega voolul 20 amprit?

Voolul 20 amprit ja pingel 120 V jääb 12 AWG pingelang „ohutu“ vahemikku (alla 3%) ligikaudu 47 jala ulatuses (14,3 m). Ligikaudu 47 ja 78 jala vahel on seda endiselt võimalik kasutada, kuid sellele lisatakse märge „ettevaatust“ (pingelang 3–5%). Kui pikkus ületab umbes 78 jalga (23,8 m), ületab pingelang 5% ning kalkulaator soovitab selle asemel 10 AWG juhet.

Mida AWG tähendab?

AWG tähendab American Wire Gauge’i, Põhja-Ameerikas kasutatavat juhtme läbimõõdu standardset süsteemi. Väiksem AWG-number tähendab jämedamat juhet: 10 AWG on jämedam kui 14 AWG ja suudab kanda suuremat voolu.

Mis vahe on 12 AWG ja 14 AWG juhtmel?

12 AWG on jämedam ja ette nähtud kuni 20 amprile. 14 AWG on peenem ja ette nähtud kuni 15 amprile. 12 AWG on köögi ja vannitoa pistikupesade ahelate ning muude 20-ampriste ahelate standard; 14 AWG on 15-ampriste valgustus- ja pistikupesade ahelate standard.

Mis juhtub, kui kasutan koormuse jaoks liiga peenikest juhet?

Liiga väikese ristlõikega juhe võib üle kuumeneda, selle isolatsioon sulada ja põhjustada tuleohu. See võib põhjustada ka liigset pingelangu, mis muudab tuled tuhmiks ja võib mootoreid kahjustada, ning kaitselüliti võib korduvalt rakenduda. Samuti ei läbi selline paigaldus enamiku elektrieeskirjade kohast kontrolli.

Kas 10 AWG juhe sobib 30 amprile?

Jah. 10 AWG vaskjuhe on 30 ampri jaoks ette nähtud NM-B- ja UF-kaabli kasutatavas 60 °C veerus ning see on paljude 30-ampriste ahelate, näiteks elektriliste veesoojendite ja aknakonditsioneeride standardne läbimõõt. Kaitselüliti peab siiski vastama juhtme läbimõõdule ning pikkade lõikude korral tuleb kontrollida pingelangu.

Nende arvude kohta

See kalkulaator kasutab katmata vasest juhtmete jaoks NEC-i tabeli 310,16 60 °C lubatud voolutugevuse veergu ja NEC-i peatüki 9 tabeli 8 takistusväärtusi, rakendades haruahelate pingelangu puhul 3% ettevaatuse piiri ja 5% tagasilükkamise piiri. Kohalikud eeskirjad võivad National Electrical Code'ist erineda ning ainult litsentseeritud elektrik või kohalik inspektor saab kinnitada, mida konkreetne paigaldus nõuab.