מחשבון גודל קופסת חיבורים | מחשבון מילוי קופסת NEC

מהו מחשבון למידות קופסת חיבורים

מחשבון למידות קופסת חיבורים מוצא את קופסת החשמל הקטנה ביותר שיכולה להכיל כחוק מערכת נתונה של חוטים, בהתאם לכללי הנפח שבקוד החשמל הלאומי (NEC). קופסת חיבורים היא מארז מתכת או פלסטיק שמגן על חיבורי חוטים מפני נזק ושרפה. ה־NEC, המכונה גם NFPA 70, קובע נפחים מינימליים לקופסאות, כדי שיהיה לחוטים מקום להתכופף, להתחבר ולפזר חום בבטחה.

כיצד לחשב את גודל קופסת החיבורים (נוסחת מילוי הקופסה לפי NEC)

סעיף 314 ב־NEC, ובפרט טבלה 314.16(B), מקצה לכל מוליך נפח מילוי בהתאם למידת ה־AWG שלו. יש לסכם את הנפחים המותרים לכל המוליכים, ולאחר מכן להוסיף את הנפחים המותרים למוליכי הארקה ולכל התקן מותקן. הסכום הוא נפח הקופסה המינימלי, באינצ'ים מעוקבים.

מחשבון זה משתמש בנוסחה:

V = (N × Vw) + Vg + Vd

• N הוא מספר החוטים נושאי הזרם שהוזנו.
• Vw הוא הנפח המותר לכל חוט, בהתאם לקוטר שלו לפי שיטת מדידת החוטים האמריקאית, או AWG (ראו את הטבלה להלן).
• Vg הוא נפח מותר נוסף אחד אם נכללים מוליכי הארקה, באמצעות אותו Vw. כל מוליכי ההארקה בקופסה נספרים יחד כנפח מותר יחיד, ללא קשר למספרם.
• Vd הוא שני נפחים מותרים נוספים, המתווספים בכל פעם שהוזן לפחות חוט אחד. לפי NEC 314.16(B)(4), נדרשים שני נפחים מותרים לכל התקן, כגון מתג או שקע, המותקן בקופסה. מחשבון זה מניח תמיד שמותקן התקן אחד. אם הקופסה מכילה רק חיבורי חוטים ללא התקן, המינימום האמיתי לפי הקוד קטן מהמספר שמציג המחשבון.

ה־NEC אינו כולל בנוסחה מרווח ביטחון, וגם המחשבון אינו כולל אותו. התוצאה היא המינימום החוקי המדויק, ולא גודל מומלץ עם מקום נוסף. חשמלאים רבים בוחרים קופסה הגדולה במידה אחת מהמינימום, כדי שיהיה מקום לעבודה, אך בחירה זו אינה חלק מהחישוב.

כניסות של צינור או כבל אינן מוסיפות נפח לפי NEC 314.16(B). אומי נעילה, תותבים ומחברים המקבעים את הצינור או הכבל במקומם אינם נספרים במסגרת מילוי הקופסה. מחשבון זה מבקש את מספר כניסות הצינור כדי לשרטט את תרשים הקופסה, אך מספר זה אינו משנה את הנפח הנדרש.

מחשבון זה אינו מוסיף נפח גם עבור מהדקי כבל פנימיים. בחלק מהקופסאות יש מהדקים מובנים; יש לבדוק את הנפח המוטבע בתוך קופסה כזו, משום שייתכן שהיצרן כבר הביא את המהדק בחשבון.

נפחים מותרים לחוטים לפי קוטר, בהתאם ל־NEC

הנפח המותר לכל חוט תלוי בקוטר החוט. חוט עבה יותר, כלומר בעל מספר AWG נמוך יותר, זקוק ליותר מקום כדי להתכופף בלי להינזק.

מחשבון זה מכסה את הטווח שבין 18 AWG לבין 6 AWG. מוליכים בקוטר 4 AWG ומעלה אינם מחושבים כלל לפי מילוי קופסה באינצ'ים מעוקבים. לפי NEC 314.28, קופסאות עבור מוליכים עבים יותר אלה נקבעות לפי קוטר מסלול המוליכים: במשיכה ישרה נדרשת קופסה שאורכה לפחות פי שמונה מהמידה המסחרית של מסלול המוליכים הגדול ביותר, ובמשיכה בזווית או בצורת U נדרשים לפחות פי שישה. חישוב זה אינו כלול בתחום של כלי זה.

גדלים סטנדרטיים של קופסאות חיבורים

לאחר חישוב הנפח הנדרש, המחשבון בוחר את הקופסה הקטנה ביותר ברשימה שלו שנפחה המוטבע שווה למספר זה או גדול ממנו. הוא בודק רק את הקופסאות שלהלן; הוא אינו מבצע אינטרפולציה ואינו מנחש.

קופסה עגולה או מתומנת מכילה פחות מקופסה מרובעת בעלת אותו גודל חזית ועומק, משום שהדפנות המעוגלות או הזוויתיות שלה תופסות יותר מקום בחלק הפנימי. אם הנפח הנדרש גדול מ־42.0 אינצ'ים מעוקבים (688 cm³), המחשבון מציין שנדרש גודל מותאם אישית, משום שאף קופסה ברשימה אינה גדולה מספיק.

דוגמה פתורה

קופסה מכילה ארבעה חוטי 12 AWG, חוט הארקה אחד וכניסת צינור אחת (ערכי ברירת המחדל של המחשבון).

1. הנפח לכל חוט בגודל 12 AWG הוא 2.25 אינץ' מעוקב (36.9 cm³).
2. ארבעה חוטים: 4 × 2.25 = 9.00 אינץ' מעוקב (147 cm³).
3. יש להוסיף נפח מותר אחד עבור חוט ההארקה: 9.00 + 2.25 = 11.25 אינץ' מעוקב (184 cm³).
4. יש להוסיף שני נפחים מותרים עבור ההתקן המותקן: 11.25 + (2 × 2.25) = 15.75 אינץ' מעוקב (258 cm³).
5. כניסת הצינור אינה מוסיפה דבר.

הנפח הנדרש הוא 15.75 אינצ'ים מעוקבים (258 cm³). הקופסה הקטנה ביותר ברשימה שמכילה נפח כזה לפחות היא הקופסה המרובעת בגודל 4 × 1-1/4, בנפח של 18.0 אינצ'ים מעוקבים (295 cm³).

מה המחשבון הזה אינו כולל

• חוטים בגודל 4 AWG ומעלה, שעבורם ה־NEC קובע את גודל הקופסה לפי קוטר מסלול המוליכים ולא לפי אינצ'ים מעוקבים.
• קופסאות שבהן מותקן יותר מהתקן אחד. כל התקן נוסף דורש שני נפחים מותרים נוספים מעבר לאלה שהמחשבון מוסיף.
• חוטים בעלי קטרים שונים באותה קופסה. יש להזין את הקוטר הגדול ביותר ולספור כל חוט, או לחשב כל קוטר בנפרד ולחבר את הנפחים.
• מהדקי כבל ומחיצות פנימיים הנדרשים בחלק מהקופסאות.
• תקני חיווט מחוץ לארצות הברית. קנדה, בריטניה, אוסטרליה ומדינות אחרות משתמשות בתקנים שונים.

שאלות נפוצות

מהי קופסת חיבורים?

קופסת חיבורים היא מארז המכיל חיבורי חוטים וחיבורים חשמליים. היא מגינה על החיבורים מפני נזק, לחות ומגע מקרי, ומשאירה אותם נגישים לעבודות עתידיות.

מדוע המחשבון אינו מוסיף מקדם ביטחון?

נפח המילוי של הקופסה לפי NEC הוא מינימום מדויק, ולא יעד הכולל מרווח מובנה. המחשבון מציג את המינימום הזה. חשמלאים רבים מתקינים קופסה הגדולה במידה אחת, כדי שיהיה מקום לעבודה, אך הבחירה הזו נתונה למתקין.

האם כניסות צינור משנות את גודל הקופסה הנדרש?

לא. לפי NEC 314.16(B), אין הקצאת נפח לאביזרי צינור או כבל, ולכן מספר כניסות הצינור לעולם אינו משנה את הנפח הנדרש במחשבון זה.

מה אם בקופסה שלי יש יותר ממתג או שקע אחד?

כל התקן נוסף מוסיף שני נפחים מותרים לפי קוטר החוט הגדול ביותר הקיים. מחשבון זה מניח התקן אחד בדיוק, ולכן קופסה עם שני התקנים דורשת נפח גדול יותר מזה שהמחשבון מציג.

מה אם יש בקופסה אחת חוטים בעלי שני קטרים שונים?

יש לחשב את הנפח לכל קוטר בנפרד ולחבר את התוצאות, או להפעיל את המחשבון פעם אחת באמצעות הקוטר הגדול ביותר עבור כל החוטים. השיטה השנייה שמרנית: היא לעולם אינה נותנת קופסה קטנה מדי, אף שהיא עשויה להמליץ על קופסה גדולה מעט מהנדרש.

האם אפשר להשתמש בקופסה גדולה יותר מזו שהמחשבון ממליץ עליה?

כן. ה־NEC קובע מינימום ולא מקסימום. קופסה גדולה יותר מותרת תמיד, ולעיתים קרובות היא מקלה על התקנת החיווט ועל בדיקתו.