Elektromos Huzal Méretező Kalkulátor - AWG Méret Eszköz

Elektromos vezeték-méretkalkulátor

Az elektromosvezeték-méretező kalkulátor biztonságos vezetékméretet javasol egy otthoni áramkörhöz, AWG-ben (American Wire Gauge, amerikai vezetékméret-rendszer) megadva. Három bemenetet használ — a terhelést amperben vagy wattban, a vezeték egyirányú hosszát lábban, valamint a rendszerfeszültséget —, hogy kiválassza a legkisebb olyan vezetéket, amely túlmelegedés és túlzott feszültségesés nélkül képes vezetni az áramot.

A terheléshez képest túl vékony vezeték túlmelegedhet, megolvadhat a szigetelése, vagy tüzet okozhat. Hosszú szakaszon a túl vékony vezeték nagy feszültségesést is okozhat, amitől a lámpák halványabban világítanak, a motorok pedig túlmelegednek. Ez az eszköz egyszerre ellenőrzi mindkét problémát, és a mindkét vizsgálaton megfelelő legkisebb keresztmetszetet adja vissza.

A vezeték-keresztmetszet kalkulátor használata

1. Válasszon projekttípust (nem kötelező). A kerti tavi szivattyúhoz, a kerti fészer vezetékezéséhez, egy miniház áramköréhez vagy egy műhelyhez készült előbeállítások a tipikus értékeket töltik ki.
2. Adja meg a terhelést. Írja be közvetlenül az amperértéket, vagy váltson wattra, és a kalkulátor a feszültséggel elosztva kiszámítja az amperértéket.
3. Adja meg az egyirányú távolságot az elosztótáblától a készülékig, lábban. Ez a vezeték egyirányú szakaszának hossza, nem az oda-vissza út. A kalkulátor ezt belsőleg megduplázza, hogy figyelembe vegye az oda- és visszavezetőt.
4. Válassza a 120 V vagy a 240 V értéket, a két szabványos lakossági feszültség egyikét.
5. Jelölje be a „folyamatos terhelés” lehetőséget, ha az áramkör 3 órán át vagy tovább megszakítás nélkül működik, például elektromos jármű töltőjeként vagy hősugárzóként. Az NEC 210,19(A)(1) előírása szerint a vezetéket az ilyen terhelés 125%-ára kell méretezni.
6. Olvassa le az eredményt. Megjelenik a javasolt keresztmetszet, annak maximális áramterhelhetősége, a feszültségesés százalékos értéke, valamint egy biztonsági jelzés: biztonságos, figyelmeztetés vagy nem biztonságos.

A vezeték-keresztmetszet kiszámítása

A kalkulátor minden vezetékméretnél két ellenőrzést végez, a 14 AWG értéktől indulva, és fokozatosan vastagabb vezetékekre váltva mindkét vizsgálat teljesüléséig.

1. A watt átszámítása amperre

Ha a terhelést wattban adják meg, először amperre kell átszámítani:

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

ahol I az áram amperben, P a teljesítmény wattban, V pedig a rendszerfeszültség. Egy 200 wattos szivattyú egy 120 V-os áramkörön 200 ÷ 120 = 1,67 amper áramot vesz fel.

2. A folyamatos terhelés tartalékának hozzáadása

Folyamatos terhelés esetén a szükséges áramot az áramterhelhetőség ellenőrzése előtt 1,25-tel kell megszorozni (a feszültségesés vizsgálata továbbra is a tényleges áramot használja):

$I_{required} = I \times 1.25$

3. Az áramterhelhetőség ellenőrzése

Az áramterhelhetőség az a legnagyobb áram, amelyet egy adott keresztmetszet el tud vezetni. A kalkulátor a következő névleges értékeket használja, amelyek az NEC 310,16 táblázatának 60 °C-os oszlopa bevonat nélküli rézvezetékekre. Ez az oszlop vonatkozik az NM-B („Romex”) és az UF kábelekre — a kalkulátor előbeállításaiban használt típusokra —, annak ellenére, hogy a kábelben lévő egyes vezetők 90 °C-ra vannak méretezve. A 75 °C-ra méretezett csatlakozókkal ellátott, fém védőcsőben futó vastagabb kábel egyes keresztmetszeteknél jogszerűen nagyobb áramot is vezethet, de a kalkulátor nem feltételez ilyen kialakítást.

Egy keresztmetszet akkor teljesíti ezt a lépést, ha névleges áramterhelhetősége legalább a 2. lépésben meghatározott szükséges áram.

4. A feszültségesés ellenőrzése

Még a megfelelő áramterhelhetőségű vezetékben is túl nagy feszültségesés alakulhat ki hosszú szakaszon. A kalkulátor a fenti ellenállásértékeket használja:

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

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

Itt R a vezeték ellenállása ohmban 1000 lábonként, I a tényleges áram amperben (nem a folyamatos terheléshez igazított érték), L az egyirányú távolság lábban, a 2 pedig azt veszi figyelembe, hogy az áram az egyik vezetőn kifelé, a másikon pedig visszafelé halad.

A kalkulátor az eredményt a következőképpen jelöli:

• Biztonságos — a feszültségesés 3% alatt van
• Figyelmeztetés — a feszültségesés 3% és 5% között van
• Elutasítva — a feszültségesés meghaladja az 5%-ot; a kalkulátor ezután a következő vastagabb keresztmetszettel próbálkozik

Ha a 2 AWG értékig egyetlen keresztmetszet sem felel meg mindkét vizsgálaton, a kalkulátor a „2 AWG vagy nagyobb” feliratot jeleníti meg nem biztonságos jelzéssel, és engedéllyel rendelkező villanyszerelő igénybevételét javasolja.

Számítási példa

Vegyünk egy 15 amperes terhelést, amelynek egyirányú vezetékszakasza 100 láb, a feszültség pedig 120 V; a terhelés nem folyamatos (ez a kalkulátor fészer-vezetékezési előbeállítása).

Próbálja a 14 AWG vezetéket. Áramterhelhetősége 15 A, ami éppen megfelel a 15 A terhelésnek. A feszültségesése:

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

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

Ez meghaladja az 5%-os határértéket, ezért a 14 AWG vezetéket a megfelelő áramterhelhetőség ellenére elutasítja.

Próbálja a 12 AWG vezetéket. Áramterhelhetősége 20 A, ami megfelel a 15 A terhelésnek. A feszültségesése:

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

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

Ez az 5%-os határérték alatt van, ezért a 12 AWG vezetéket elfogadja. Mivel a 4,83% meghaladja a 3%-ot, az eredmény „figyelmeztetés”, nem pedig „biztonságos” jelzést kap. A kalkulátor a szakaszhoz 12 AWG vezetéket javasol figyelmeztető jelzéssel.

Gyakori projekttípusok

• Kerti tó szivattyúja: jellemzően néhány száz wattos, gyakran 50–200 lábnyira van a háztól, GFCI-védelemmel ellátott 120 V-os kültéri áramkörön.
• Fészer vezetékezése: 15–20 amperes áramkörök, általában 50–150 lábnyira a fő elosztótáblától.
• Tiny house áramkörei: 120 V-os és 240 V-os áramkörök kombinációja rövid beltéri szakaszokon.
• Műhely elektromos kéziszerszámai: 20 amperes vagy nagyobb áramkörök, nehéz berendezéseknél gyakran 240 V-os feszültséggel, 20–100 láb hosszúságú szakaszokon.

Biztonsági megjegyzések

Engedéllyel rendelkező villanyszerelőnek kell elvégeznie az elosztótáblán végzett munkát, minden engedélyköteles munkát, valamint minden olyan szerelést, amelynek biztonságos elvégzésében a felhasználó nem biztos. A vezeték méretét mindig a kismegszakító névleges áramához kell igazítani, és a munka megkezdése előtt ellenőrizni kell a helyi villamos előírásokat. Ez a kalkulátor tervezési segítség, nem helyettesíti a szabványoknak való megfelelés ellenőrzését.

Gyakran ismételt kérdések

Milyen vezeték kell 20 amperhez?

A 12 AWG méretű rézvezeték a minimum egy 20 amperes áramkörhöz; áramterhelhetősége pontosan 20 A. 120 V-os szakaszon a feszültségesés nagyjából 47 lábig 3% alatt marad (biztonságos), és nagyjából 78 lábig 5% alatt marad. Körülbelül 78 láb után a kalkulátor 10 AWG méretűre módosítja a javaslatot.

Milyen hosszú szakaszon használható 12 AWG vezeték 20 amper mellett?

20 amper és 120 V esetén a 12 AWG-es vezeték nagyjából 47 lábig a feszültségesés „biztonságos” tartományában marad, vagyis 3% alatt. Körülbelül 47 és 78 láb között továbbra is használható, de „figyelmeztetés” jelzést kap (3–5% feszültségesés). Körülbelül 78 láb felett a feszültségesés meghaladja az 5%-ot, ezért a kalkulátor inkább 10 AWG vezetéket javasol.

Mit jelent az AWG?

Az AWG az American Wire Gauge rövidítése, az Észak-Amerikában használt, vezetékátmérőkre vonatkozó szabványos rendszer. A kisebb AWG-szám vastagabb vezetéket jelent: a 10 AWG vastagabb a 14 AWG méretnél, és nagyobb áramot képes vezetni.

Mi a különbség a 12 AWG és a 14 AWG méretű vezeték között?

A 12 AWG vastagabb, és legfeljebb 20 amperre van méretezve. A 14 AWG vékonyabb, és legfeljebb 15 amperre van méretezve. A 12 AWG szabványos a konyhai és fürdőszobai csatlakozóaljzatok áramköreiben, valamint más 20 amperes áramkörökben; a 14 AWG szabványos a 15 amperes világítási és csatlakozóaljzat-áramkörökben.

Mi történik, ha a terheléshez túl vékony vezetéket használok?

A nem megfelelő méretű vezeték túlmelegedhet, megolvadhat a szigetelése, és tűzveszélyt okozhat. Túlzott feszültségesést is előidézhet, amitől a lámpák elhalványulnak és a motorok károsodhatnak, továbbá a kismegszakító ismételten leoldhat. A legtöbb villamos szabvány szerint az ilyen szerelés az ellenőrzésen is megbukik.

Megfelelő a 10 AWG vezeték 30 amperhez?

Igen. A 10 AWG méretű rézvezeték az NM-B és UF kábeleknél használt 60 °C-os oszlop szerint 30 amperre van méretezve, és számos 30 amperes áramkörnél, például elektromos vízmelegítőknél és ablakba szerelhető légkondicionálóknál, ez a szabványos keresztmetszet. A kismegszakító névleges értékének továbbra is meg kell egyeznie a vezeték méretével, és hosszú szakaszoknál ellenőrizni kell a feszültségesést.

Ezekről az értékekről

Ez a kalkulátor az NEC 310,16 táblázatának 60 °C-os áramterhelhetőségi oszlopát és az NEC 9 fejezetének 8 táblázatában szereplő ellenállásértékeket használja bevonat nélküli rézvezetőkhöz, a leágazó áramkörök feszültségesésére vonatkozó 3%-os figyelmeztetési és 5%-os elutasítási küszöbértékkel. A helyi előírások eltérhetnek a National Electrical Code szabványtól, és csak engedéllyel rendelkező villanyszerelő vagy helyi ellenőr állapíthatja meg, hogy egy adott szereléshez pontosan mi szükséges.