정션 박스 용적 계산기 - NEC 코드 준수

정션 박스 용적 계산기란?

정션 박스 용적 계산기는 주어진 전선과 부품을 안전하게 수용할 수 있는 최소 함체 용적을 세제곱인치 단위로 계산합니다. 이 계산기는 미국 전기 규정(NEC) 표 314.16(B)의 함체 충전 규정을 적용합니다. 전기 기술자와 주택 소유자는 전선을 이미 넣은 뒤 함체가 너무 작다는 사실을 알게 되는 대신, 설치 전에 규정에 맞는 함체를 선택하는 데 이 계산기를 사용합니다.

정션 박스란?

정션 박스는 콘센트 박스 또는 기기 박스라고도 하며, 전선의 접속부와 연결부를 수용하는 함체입니다. 전선을 물리적 손상으로부터 보호하고, 불이 붙을 수 있는 주변 물체에 불꽃이나 열이 닿지 않게 합니다. 함체는 금속 또는 플라스틱으로 제작되며, 1구형, 사각형, 팔각형 등 여러 형태가 있습니다.

함체 용적이 중요한 이유

전기 연결부에는 전류가 흐르고, 전류는 열을 발생시킵니다. 여유 공간이 너무 적은 함체에서는 전선이 서로 빽빽하게 눌려 열이 퍼지기 어렵습니다. 전선을 밀어 넣는 과정에서 전선 피복이 긁히거나 눌릴 수도 있으며, 이는 시간이 지나면서 단락 위험을 높입니다. NEC는 전선, 접속부 및 기기를 서로 밀집시키지 않고 수용할 수 있도록 각 함체의 최소 용적을 정합니다.

정션 박스 용적 계산 방법

NEC 표 314.16(B)는 각 전선 게이지(미국 전선 게이지, AWG)에 대해 세제곱인치 단위의 용적 할당값을 정합니다. 이 표의 범위는 18 AWG부터 6 AWG까지입니다. 더 굵은 도체에는 이 방식이 적용되지 않으며, NEC 314.28의 별도 조항에서 굵은 전선용 인입함과 접속함을 다룹니다.

필요한 총용적은 다음과 같은 여러 할당값을 합산하여 구합니다.

• 도체. 함체에 들어와 접속되거나 연결되는 모든 통전 전선에는 각각 해당 전선 규격에 따른 할당값 하나를 적용합니다.
• 접지 도체. 함체 안의 피복이 없는 접지선 또는 녹색 접지선은 모두 하나의 할당값을 공유하며, 함체에 있는 접지선 중 가장 굵은 전선을 기준으로 합니다. 접지선이 네 개를 초과하면 다섯 번째부터는 각각 그 할당값의 사분의 일을 추가합니다.
• 케이블 클램프. 함체 내부의 모든 케이블 클램프는 함께 하나의 할당값만 적용하며, 함체에서 가장 굵은 도체를 기준으로 합니다. 클램프의 개수와 관계없이 동일합니다.
• 기기 요크. 스위치나 콘센트를 고정하는 금속 스트랩인 각 기기 요크에는 함체에서 가장 굵은 도체를 기준으로 한 할당값의 두 배를 추가합니다.

공식으로 나타내면 다음과 같습니다.

$V = C + G + K + Y$

여기서 V는 필요한 박스 용적, C는 합산한 도체 여유 용적, G는 단일 접지 여유 용적, K는 클램프 여유 용적(박스에 클램프가 있는 경우에만 계산)이며, Y는 요크 여유 용적이다.

풀이 예시

삼로 스위치용 함체에는 다음과 같은 구성 요소가 포함됩니다.

• 14 AWG 도체 세 개
• 12 AWG 도체 두 개
• 14 AWG 접지선 한 개
• 케이블 클램프 한 개
• 기기 요크 한 개

도체 할당값: (3 × 2.0) + (2 × 2.25) = 6.0 + 4.5 = 10.5 세제곱인치 (172 cm³).

함체에서 가장 굵은 도체는 12 AWG이며, 할당값은 2.25 세제곱인치 (36.9 cm³)입니다. 아래의 클램프와 요크에는 이 값을 사용합니다.

접지 할당값: 14 AWG 접지선 한 개이므로 2.0 세제곱인치 (32.8 cm³)를 추가합니다. 누계: 12.5.

클램프 할당값: 가장 굵은 도체 규격에 따른 할당값 한 개, 즉 2.25 세제곱인치 (36.9 cm³)입니다. 누계: 14.75.

기기 요크 여유 용적: 2.25 × 2 × 1 = 4.5 세제곱인치 (73.7 cm³). 최종 합계: 19.25 세제곱인치 (315 cm³).

이 함체에는 최소 19.25 세제곱인치 (315 cm³)의 용적이 필요합니다. 많은 1구형 기기용 박스는 그보다 적은 용량만 수용하므로, 이러한 배선에는 보통 2구형 함체나 19.25 세제곱인치 (315 cm³) 이상의 용량으로 정격된 더 깊은 1구형 함체가 필요합니다. 함체의 용적은 일반적으로 함체 내부에 표시되어 있거나 제조업체 사양에 기재되어 있습니다.

이 계산기가 다루는 범위

이 계산기는 NEC 표 314.16(B)에 맞춰 18 AWG부터 6 AWG까지의 전선 규격을 지원합니다. 다음은 다루지 않습니다.

• 6 AWG보다 굵은 도체. 이러한 도체에는 대신 NEC 314.28이 적용됩니다.
• 내부 칸막이가 있는 다련 박스
• 동축 케이블이나 네트워크 케이블처럼 전력 배선과 저전압 배선을 함께 사용하는 함체

이러한 경우에 해당하지 않는 함체 충전 계산이나 최종적인 규정 준수 판단은 NEC 표 314.16(A) 및 (B)를 직접 확인하거나 자격을 갖춘 전기 기술자에게 문의하십시오.

자주 묻는 질문

박스 용적 계산에서 도체로 간주되는 것은 무엇인가? 박스 안으로 들어와 접속되거나 기기에 연결되는 절연 전선은 도체 1개로 계산한다. 박스 밖으로 나오지 않는 약 6인치 (15 cm) 이하의 짧은 피그테일은 일반적으로 계산하지 않는다.

각 접지선에 별도의 여유 용적이 추가되는가? 아니다. 박스 안의 모든 접지 도체는 가장 굵은 접지선을 기준으로 산정한 하나의 여유 용적을 공유한다. 네 번째 접지선 이후에는 추가되는 각 접지선마다 그 여유 용적의 4분의 1에 해당하는 소량을 더한다.

박스에 케이블 클램프가 세 개 있으면 세 번 계산하는가? 아니다. 박스 안의 모든 클램프는 개수와 관계없이 하나의 여유 용적만 사용하며, 그 크기는 박스 안에서 가장 굵은 도체를 기준으로 한다.

기기 요크는 전체 계산에 어떤 영향을 주는가? 스위치나 콘센트의 스트랩과 같은 각 기기 요크에는 박스 안에서 가장 굵은 도체에 할당되는 여유 용적의 두 배가 추가된다. 요크가 두 개이면 그 두 배의 여유 용적을 두 번 더한다.

전선이 6 AWG보다 굵으면 어떻게 되는가? NEC 표 314.16(B)는 6 AWG보다 굵은 도체에 대한 용적 여유를 지정하지 않으며, 이 계산기도 마찬가지다. 더 굵은 도체를 사용하는 박스는 NEC 314.28에 따라 크기를 정한다.

금속 박스와 플라스틱 박스는 서로 다른 용적이 필요한가? 아니다. 용적 규정은 두 재료에 동일하게 적용된다. 금속 박스에는 내장 클램프가 있는 경우가 있으며, 이 클램프도 위에서 설명한 여유 용적에 포함된다.