เครื่องคำนวณขนาดกล่องต่อสาย | เครื่องคำนวณการบรรจุกล่อง NEC

เครื่องคำนวณขนาดกล่องพักสายไฟคืออะไร

เครื่องคำนวณขนาดกล่องพักสายไฟจะหากล่องไฟฟ้าที่มีขนาดเล็กที่สุดซึ่งสามารถใส่ชุดสายไฟที่กำหนดได้อย่างถูกต้องตามกฎหมาย โดยอิงตามกฎด้านปริมาตรในประมวลข้อกำหนดไฟฟ้าแห่งชาติ (NEC) กล่องพักสายไฟคือตู้หุ้มโลหะหรือพลาสติกที่ป้องกันจุดต่อสายไฟจากความเสียหายและไฟไหม้ NEC หรือที่เรียกอีกอย่างว่า NFPA 70 กำหนดปริมาตรขั้นต่ำของกล่อง เพื่อให้สายไฟมีพื้นที่โค้งงอ เชื่อมต่อ และระบายความร้อนได้อย่างปลอดภัย

วิธีคำนวณขนาดกล่องพักสายไฟ (สูตรการบรรจุกล่องตาม NEC)

มาตรา 314 ของ NEC โดยเฉพาะตาราง 314.16(B) กำหนดค่าปริมาตรเผื่อสำหรับสายไฟแต่ละเส้นตามขนาดสาย รวมค่าปริมาตรเผื่อของตัวนำทุกเส้น แล้วบวกค่าปริมาตรเผื่อสำหรับตัวนำสายดินและอุปกรณ์ที่ติดตั้ง ปริมาตรรวมคือปริมาตรขั้นต่ำของกล่อง มีหน่วยเป็นลูกบาศก์นิ้ว

เครื่องคำนวณนี้ใช้สูตร:

V = (N × Vw) + Vg + Vd

• N คือจำนวนสายไฟที่มีกระแสไฟฟ้าซึ่งป้อนเข้าไป
• Vw คือค่าปริมาตรเผื่อต่อสายไฟหนึ่งเส้น โดยพิจารณาจากขนาดสายในระบบ American Wire Gauge หรือ AWG (ดูตารางด้านล่าง)
• Vg คือค่าปริมาตรเผื่อเพิ่มเติมหนึ่งหน่วยเมื่อมีตัวนำสายดิน โดยใช้ค่า Vw เดียวกัน ตัวนำสายดินทุกเส้นในกล่องจะนับรวมเป็นค่าปริมาตรเผื่อหนึ่งหน่วย ไม่ว่าจะมีจำนวนกี่เส้น
• Vd คือค่าปริมาตรเผื่อเพิ่มเติมสองหน่วย ซึ่งเพิ่มเมื่อมีการป้อนสายไฟอย่างน้อยหนึ่งเส้น NEC 314.16(B)(4) กำหนดให้มีค่าปริมาตรเผื่อสองหน่วยสำหรับอุปกรณ์แต่ละชิ้น เช่น สวิตช์หรือเต้ารับที่ติดตั้งในกล่อง เครื่องคำนวณนี้ถือว่ามีอุปกรณ์ติดตั้งอยู่หนึ่งชิ้นเสมอ หากกล่องมีเฉพาะจุดต่อสายไฟและไม่มีอุปกรณ์ ค่าขั้นต่ำตามกฎหมายที่แท้จริงจะน้อยกว่าตัวเลขที่เครื่องคำนวณแสดง

NEC ไม่ได้เผื่อค่าความปลอดภัยไว้ในสูตรนี้ และเครื่องคำนวณนี้ก็ไม่ได้เผื่อเช่นกัน ผลลัพธ์คือค่าขั้นต่ำตามกฎหมายที่แน่นอน ไม่ใช่ขนาดที่แนะนำซึ่งมีพื้นที่เหลือ ช่างไฟฟ้าหลายคนเลือกกล่องที่ใหญ่กว่าค่าขั้นต่ำหนึ่งขนาดเพื่อให้มีพื้นที่ทำงาน แต่การเลือกดังกล่าวไม่รวมอยู่ในการคำนวณ

ช่องนำเข้าท่อร้อยสายหรือสายเคเบิลไม่เพิ่มปริมาตรตาม NEC 314.16(B) ล็อกนัต บุชชิง และข้อต่อที่ยึดท่อร้อยสายหรือสายเคเบิลไม่ต้องนับรวมในการบรรจุกล่อง เครื่องคำนวณนี้ให้ป้อนจำนวนช่องนำเข้าท่อเพื่อวาดแผนภาพกล่อง แต่จำนวนดังกล่าวไม่เปลี่ยนปริมาตรที่ต้องการ

เครื่องคำนวณนี้ไม่เพิ่มปริมาตรสำหรับแคลมป์สายเคเบิลภายในเช่นกัน กล่องบางรุ่นมีแคลมป์ในตัว ให้ตรวจสอบปริมาตรที่ประทับไว้ด้านในกล่อง เนื่องจากผู้ผลิตอาจคำนวณเผื่อแคลมป์ไว้แล้ว

ค่าปริมาตรเผื่อสายไฟตามขนาดสายของ NEC

ค่าปริมาตรเผื่อต่อสายไฟหนึ่งเส้นขึ้นอยู่กับขนาดสาย สายไฟที่หนากว่า ซึ่งหมายถึงหมายเลข AWG ที่ต่ำกว่า ต้องใช้พื้นที่มากขึ้นเพื่อโค้งงอโดยไม่เกิดความเสียหาย

เครื่องคำนวณนี้ครอบคลุมตั้งแต่ 18 AWG ถึง 6 AWG ตัวนำขนาด 4 AWG และใหญ่กว่านั้นไม่ใช้การกำหนดขนาดกล่องด้วยปริมาตรลูกบาศก์นิ้วเลย NEC 314.28 กำหนดขนาดกล่องสำหรับสายไฟขนาดใหญ่เหล่านี้โดยใช้เส้นผ่านศูนย์กลางของท่อร้อยสายแทน โดยการดึงตรงต้องใช้กล่องที่มีขนาดอย่างน้อยแปดเท่าของขนาดทางการค้าของท่อร้อยสายที่ใหญ่ที่สุด ส่วนการดึงแบบหักมุมหรือรูปตัวยูต้องมีขนาดอย่างน้อยหกเท่า การคำนวณดังกล่าวอยู่นอกขอบเขตของเครื่องมือนี้

ขนาดมาตรฐานของกล่องพักสายไฟ

หลังคำนวณปริมาตรที่ต้องการแล้ว เครื่องคำนวณจะเลือกกล่องที่เล็กที่สุดในรายการซึ่งมีปริมาตรที่ประทับไว้ไม่น้อยกว่าค่าดังกล่าว โดยตรวจสอบเฉพาะกล่องด้านล่าง ไม่ทำการประมาณค่าหรือคาดเดา

กล่องแบบกลมหรือแปดเหลี่ยมจุได้น้อยกว่ากล่องสี่เหลี่ยมจัตุรัสที่มีขนาดด้านหน้าและความลึกเท่ากัน เนื่องจากผนังที่โค้งหรือทำมุมใช้พื้นที่ภายในมากกว่า หากปริมาตรที่ต้องการมากกว่า 42.0 ลูกบาศก์นิ้ว (688 cm³) เครื่องคำนวณจะแจ้งว่าต้องใช้ขนาดสั่งทำ เนื่องจากไม่มีกล่องในรายการที่มีขนาดใหญ่พอ

ตัวอย่างการคำนวณ

กล่องหนึ่งใบมีสายไฟ 12 AWG สี่เส้น สายดินหนึ่งเส้น และช่องนำเข้าท่อร้อยสายหนึ่งช่อง (ค่าเริ่มต้นของเครื่องคำนวณ)

1. ค่าปริมาตรต่อสายไฟหนึ่งเส้นสำหรับ 12 AWG คือ 2.25 ลูกบาศก์นิ้ว (36.9 cm³)
2. สายไฟสี่เส้น: 4 × 2.25 = 9.00 ลูกบาศก์นิ้ว (147 cm³)
3. บวกค่าปริมาตรเผื่อหนึ่งหน่วยสำหรับสายดิน: 9.00 + 2.25 = 11.25 ลูกบาศก์นิ้ว (184 cm³)
4. บวกค่าปริมาตรเผื่อสองหน่วยสำหรับอุปกรณ์ที่ติดตั้ง: 11.25 + (2 × 2.25) = 15.75 ลูกบาศก์นิ้ว (258 cm³)
5. ช่องนำเข้าท่อร้อยสายไม่เพิ่มปริมาตร

ปริมาตรที่ต้องการคือ 15.75 ลูกบาศก์นิ้ว (258 cm³) กล่องที่เล็กที่สุดในรายการซึ่งจุได้อย่างน้อยเท่านี้คือกล่องสี่เหลี่ยมจัตุรัส 4 × 1-1/4 ที่มีปริมาตร 18.0 ลูกบาศก์นิ้ว (295 cm³)

สิ่งที่เครื่องคำนวณนี้ไม่ครอบคลุม

• สายไฟ 4 AWG และใหญ่กว่านั้น ซึ่ง NEC กำหนดขนาดตามเส้นผ่านศูนย์กลางของท่อร้อยสาย ไม่ใช่ตามลูกบาศก์นิ้ว
• กล่องที่มีอุปกรณ์ติดตั้งมากกว่าหนึ่งชิ้น อุปกรณ์แต่ละชิ้นที่เพิ่มขึ้นต้องใช้ค่าปริมาตรเผื่อเพิ่มอีกสองหน่วยจากที่เครื่องคำนวณนี้เพิ่ม
• สายไฟต่างขนาดกันในกล่องเดียว ให้ป้อนขนาดสายที่ใหญ่ที่สุดและนับสายไฟทุกเส้น หรือคำนวณแต่ละขนาดแยกกันแล้วนำปริมาตรมารวมกัน
• แคลมป์สายเคเบิลและแผงกั้นภายในที่กล่องบางรุ่นกำหนดให้มี
• ข้อกำหนดด้านการเดินสายไฟนอกสหรัฐอเมริกา แคนาดา สหราชอาณาจักร ออสเตรเลีย และประเทศอื่น ๆ ใช้มาตรฐานที่แตกต่างกัน

คำถามที่พบบ่อย

กล่องพักสายไฟคืออะไร?

กล่องพักสายไฟคือตู้หุ้มที่ใช้เก็บจุดต่อและการเชื่อมต่อสายไฟ ป้องกันจุดเชื่อมต่อจากความเสียหาย ความชื้น และการสัมผัสโดยไม่ตั้งใจ อีกทั้งทำให้สามารถเข้าถึงจุดเชื่อมต่อเพื่อดำเนินงานในอนาคตได้

ทำไมเครื่องคำนวณจึงไม่เพิ่มค่าความปลอดภัย?

การบรรจุกล่องตาม NEC กำหนดเป็นค่าขั้นต่ำที่แน่นอน ไม่ใช่เป้าหมายที่มีค่าระยะเผื่อในตัว เครื่องคำนวณจะแสดงค่าขั้นต่ำดังกล่าว ช่างไฟฟ้าหลายคนติดตั้งกล่องที่ใหญ่กว่าหนึ่งขนาดเพื่อให้มีพื้นที่ทำงาน แต่การเลือกนั้นขึ้นอยู่กับผู้ติดตั้ง

ช่องนำเข้าท่อร้อยสายเปลี่ยนขนาดกล่องที่ต้องการหรือไม่?

ไม่เปลี่ยน NEC 314.16(B) ไม่กำหนดปริมาตรให้กับข้อต่อท่อร้อยสายหรือสายเคเบิล ดังนั้นจำนวนช่องนำเข้าท่อร้อยสายจึงไม่เปลี่ยนปริมาตรที่ต้องการในเครื่องคำนวณนี้

หากกล่องมีสวิตช์หรือเต้ารับมากกว่าหนึ่งชิ้นจะทำอย่างไร?

อุปกรณ์แต่ละชิ้นที่เพิ่มขึ้นจะเพิ่มค่าปริมาตรเผื่ออีกสองหน่วย โดยใช้ขนาดสายที่ใหญ่ที่สุดในกล่อง เครื่องคำนวณนี้ถือว่ามีอุปกรณ์หนึ่งชิ้นพอดี ดังนั้นกล่องที่มีอุปกรณ์สองชิ้นจึงต้องการปริมาตรมากกว่าที่เครื่องคำนวณแสดง

หากมีกล่องหนึ่งใบที่มีสายไฟสองขนาดแตกต่างกันจะทำอย่างไร?

คำนวณปริมาตรของแต่ละขนาดแยกกันแล้วรวมผลลัพธ์ หรือเรียกใช้เครื่องคำนวณครั้งเดียวโดยใช้ขนาดสายที่ใหญ่ที่สุดกับสายไฟทุกเส้น วิธีที่สองเป็นวิธีเผื่อความปลอดภัย เพราะจะไม่ให้ผลเป็นกล่องที่เล็กเกินไป แต่อาจแนะนำกล่องที่ใหญ่กว่าความจำเป็นเล็กน้อย

สามารถใช้กล่องที่ใหญ่กว่าขนาดที่เครื่องคำนวณแนะนำได้หรือไม่?

ได้ NEC กำหนดขนาดขั้นต่ำ ไม่ใช่ขนาดสูงสุด กล่องที่ใหญ่กว่าสามารถใช้ได้เสมอ และมักช่วยให้ติดตั้งและตรวจสอบการเดินสายได้ง่ายขึ้น