คู่มือการเลือกขนาดสายไฟ NEC: เอกสารอ้างอิงสมบูรณ์สำหรับมาตรฐานไฟฟ้าสหรัฐฯ

NEC คืออะไรและใช้ที่ไหน?

NEC (NFPA 70) ได้รับการอัปเดตทุกสามปีและนำมาใช้โดยรัฐและเทศบาลส่วนใหญ่ของสหรัฐฯ ควบคุมการติดตั้งระบบไฟฟ้าในที่อยู่อาศัย เชิงพาณิชย์ และอุตสาหกรรม เขตอำนาจศาลท้องถิ่นอาจแก้ไขได้ ดังนั้นควรยืนยันเสมอว่าหน่วยงานที่มีอำนาจ (AHJ) ของคุณบังคับใช้ฉบับใด NEC ไม่ใช้กับอุปกรณ์ที่เป็นของสาธารณูปโภค ยานพาหนะ เรือ หรือการทำเหมือง ซึ่งมีรหัสของตัวเอง

ระบบขนาดสาย AWG

NEC ใช้ระบบ American Wire Gauge (AWG) โดยตัวเลข gauge ที่เล็กกว่าจะหมายถึงตัวนำที่ใหญ่กว่า ขนาดที่อยู่อาศัยทั่วไปอยู่ในช่วงจาก AWG 14 (2.08 mm², 15 A) ถึง AWG 6 (13.3 mm², 65 A) สำหรับทางเข้าบริการและสายป้อน ขนาดจาก AWG 4 (21.2 mm²) ถึง 4/0 (107.2 mm², 230 A) และเกินกว่านั้นในการกำหนด kcmil ขนาด AWG แต่ละขนาดมีพื้นที่หน้าตัดคงที่ และความสามารถในการรับกระแสขึ้นอยู่กับระดับอุณหภูมิของฉนวนและเงื่อนไขการติดตั้ง

NEC Table 310.16: การจัดอันดับความสามารถในการรับกระแส

Table 310.16 เป็นตารางความสามารถในการรับกระแสที่ถูกอ้างอิงบ่อยที่สุด แสดงรายการความสามารถในการรับกระแสที่อนุญาตสำหรับตัวนำทองแดงและอลูมิเนียมที่มีฉนวนซึ่งได้รับการจัดอันดับ 0-2000 V โดยมีตัวนำที่รับกระแสไม่เกินสามเส้นในท่อร้อยสายหรือสาย ตารางมีสามคอลัมน์อุณหภูมิ: 60 °C (TW, UF), 75 °C (THW, THWN, XHHW) และ 90 °C (THHN, THWN-2, XHHW-2) การต่อสายที่อยู่อาศัยส่วนใหญ่ได้รับการจัดอันดับที่ 60 °C หรือ 75 °C ดังนั้นแม้ใช้สายที่ได้รับการจัดอันดับ 90 °C คุณต้องลดขนาดลงตามการจัดอันดับอุณหภูมิของขั้วต่อตาม NEC 110.14(C)

แรงดันตก: กฎ 3% และ 5%

NEC 210.19(A) หมายเหตุข้อมูลหมายเลข 4 และ 215.2(A) หมายเหตุข้อมูลหมายเลข 2 แนะนำ (แต่ไม่บังคับ) ว่าแรงดันตกไม่ควรเกิน 3% ในวงจรย่อยและไม่เกิน 5% รวมกันสำหรับสายป้อนบวกวงจรย่อย สูตรคือ: VD = 2 × L × I × R / 1000 โดยที่ L คือความยาวทางเดียวเป็นฟุต I คือกระแสเป็นแอมแปร์ และ R คือความต้านทานต่อ 1,000 ฟุตจาก NEC บทที่ 9 ตาราง 8 สำหรับทองแดงที่ 75 °C AWG 12 มี 1.93 Ω/1,000 ft และ AWG 10 มี 1.21 Ω/1,000 ft การรักษาแรงดันตกให้ต่ำกว่า 3% ป้องกันไฟกระพริบ มอเตอร์ร้อนเกิน และอุปกรณ์ทำงานผิดปกติ

กฎโหลดต่อเนื่อง 125%

NEC 210.20(A) กำหนดให้ตัวนำวงจรย่อยต้องมีความสามารถในการรับกระแสไม่น้อยกว่า 125% ของโหลดต่อเนื่องบวก 100% ของโหลดไม่ต่อเนื่อง โหลดต่อเนื่องคือโหลดที่กระแสสูงสุดคาดว่าจะดำเนินต่อเป็นเวลา 3 ชั่วโมงหรือมากกว่า (เช่น แสงสว่างเชิงพาณิชย์ อุปกรณ์ศูนย์ข้อมูล) สำหรับโหลดต่อเนื่อง 16 A ตัวนำต้องได้รับการจัดอันดับอย่างน้อย 20 A (16 × 1.25 = 20) ปัจจัย 125% นี้ยังใช้กับการเลือกขนาดอุปกรณ์ป้องกันกระแสเกิน (OCPD) ตาม NEC 210.20(A)

ตัวอย่างเชิงปฏิบัติ: วงจรครัว 20 A ระยะ 50 ฟุต

วงจรเต้ารับเคาน์เตอร์ครัวนำกระแส 20 A ที่ 120 V ผ่านระยะทางทางเดียว 50 ฟุต ขั้นตอนที่ 1 — ความสามารถในการรับกระแส: Table 310.16 ที่ 60 °C แสดง AWG 12 = 25 A ≥ 20 A ขั้นตอนที่ 2 — แรงดันตก: VD = 2 × 50 × 20 × 1.93 / 1,000 = 3.86 V = 3.22% เกิน 3% จึงเพิ่มขนาดเป็น AWG 10 (1.21 Ω/1,000 ft): VD = 2 × 50 × 20 × 1.21 / 1,000 = 2.42 V = 2.02% ขั้นตอนที่ 3 — NEC 240.4(D) จำกัด AWG 12 ที่เบรกเกอร์ 20 A และ AWG 10 ที่เบรกเกอร์ 30 A การเลือกขั้นสุดท้าย: AWG 10 บนเบรกเกอร์ 20 A สำหรับระยะ 50 ฟุต

ปัจจัยการลดขนาดและการปรับค่า

เมื่อตัวนำที่รับกระแสมากกว่าสามเส้นใช้ท่อร้อยสายร่วมกัน ความสามารถในการรับกระแสต้องลดลงตาม NEC 310.15(C)(1): 4-6 ตัวนำ = 80%, 7-9 = 70%, 10-20 = 50% สำหรับอุณหภูมิแวดล้อมสูงกว่า 30 °C ให้ใช้ค่าแก้ไขจากเชิงอรรถของ Table 310.16 การปรับค่าเหล่านี้อาจลดกระแสที่อนุญาตอย่างมีนัยสำคัญ จำเป็นต้องใช้ตัวนำที่ใหญ่กว่า คอลัมน์ 90 °C มักใช้เป็นความสามารถในการรับกระแสเริ่มต้นสำหรับการคำนวณการลดขนาด จากนั้นผลลัพธ์จะถูกเปรียบเทียบกับขีดจำกัดขั้วต่อ 60 °C หรือ 75 °C

FAQ