ما هي حاسبة امتلاء العلبة الكهربائية؟
تطبّق هذه الأداة الفقرة 314.16(B) من الكود الكهربائي الوطني الأمريكي (NEC) لتحديد الحجم الأدنى الذي يجب أن تتوفر عليه علبة المخرج أو المفتاح أو علبة الوصل الكهربائية. وُضعت قواعد امتلاء العلبة لتفادي الازدحام الذي قد يتلف العزل ويسبب ارتفاع الحرارة. تعتمد الحاسبة على قيم الأحجام المسموح بها في نسخة NEC لعام 2020، وتفترض أن جميع الموصلات داخل العلبة تشترك في أكبر مقاس (gauge) تُدخله. تجدر الإشارة إلى أن هذا الكود أمريكي تحديدًا، وقد تختلف القواعد المعتمدة في بلدك.
طريقة الاستخدام
اختر أكبر مقاس موصل موجود داخل العلبة، ثم أدخل حجم العلبة بالبوصة المكعّبة كما هو مطبوع عليها، بعد ذلك أدخل عدد الموصلات الناقلة للتيار، وموصلات تأريض المعدات، والمشابك الداخلية للكابلات، والأجهزة (مثل المقابس أو المفاتيح). تعرض لك الحاسبة الحجم المطلوب، ونسبة الامتلاء، وما إذا كانت العلبة كافية أم لا.
شرح المعادلة
تخصّص الفقرة NEC 314.16(B) حجمًا من الفراغ الحر لكل موصل حسب المقاس (على سبيل المثال 2.00 بوصة مكعّبة لمقاس 14 AWG، و2.25 بوصة مكعّبة لمقاس 12 AWG). يُحتسب كل موصل ناقل للتيار كحصة واحدة. وتُحتسب جميع موصلات تأريض المعدات معًا كحصة واحدة فقط. كما تُحتسب جميع المشابك الداخلية للكابلات معًا كحصة واحدة. أما كل جهاز مثبّت على حمّالة (yoke) فيُحتسب بحصتين. اضرب مجموع الحصص في الحجم المخصص لكل موصل لتحصل على الحجم المطلوب للعلبة.
$$V_{req} = N \times V_{unit}$$ $$\text{where}\quad \left\{ \begin{aligned} N &= \text{Conductors} + [\text{Grounds}>0] + [\text{Clamps}>0] + 2\,\text{Devices} \\ V_{unit} &= f(\text{AWG}) \end{aligned} \right.$$ $$\text{Fill}\% = \frac{V_{req}}{\text{Box Volume (in}^3)} \times 100 \qquad V_{free} = \text{Box Volume} - V_{req}$$
مثال محلول
ستة موصلات بمقاس 14 AWG، وتأريض واحد، ومشبك واحد، وجهاز واحد داخل علبة سعتها 18 بوصة مكعّبة: عدد الحصص = \(6 + 1 + 1 + 2 = 10\). الحجم المطلوب = \(10 \times 2.00 = 20.00\) بوصة مكعّبة. وبما أن \(20 > 18\)، فإن العلبة أصغر من اللازم بمقدار 2 بوصة مكعّبة.
NEC 314.16(B) مخصص الحجم لكل موصل حسب القياس
الجدول NEC 314.16(B) يعين لكل موصل معزول حجم مساحة حرة ثابتة بناءً فقط على حجم السلك (AWG). إجمالي ملء الصندوق هو مجموع كل موصل معدود مضروباً في مخصص الموصل الواحد لأكبر قياس متضمن في كل فئة عد.
| حجم الموصل (AWG) | مخصص المساحة الحرة لكل موصل (بوصة³) |
|---|---|
| 18 | 1.50 |
| 16 | 1.75 |
| 14 | 2.00 |
| 12 | 2.25 |
| 10 | 2.50 |
| 8 | 3.00 |
| 6 | 5.00 |
كيفية عد الموصلات بموجب 314.16(B):
- الموصلات الناقلة للتيار — كل موصل يمر عبر الصندوق أو ينتهي فيه يُعتبر 1. الموصل الذي ينشأ خارجاً وينتهي داخلاً يُعتبر مرة واحدة؛ الموصل الذي يمر مباشرة (حلقة، لا توصيل) يُعتبر أيضاً مرة واحدة ما لم تكن الحلقة ≥ ضعفي الطول المطلوب، وفي هذه الحالة يُعتبر مرتين.
- التأريضات الكهربائية — جميع موصلات التأريض مع بعضها تُعتبر مخصص واحد بناءً على أكبر تأريض موجود (1 إذا كان أي منها موجوداً).
- مشابك الكابل — واحد أو أكثر من المشابك الداخلية معاً تُعتبر مخصص واحد بناءً على أكبر موصل في الصندوق.
- الأجهزة (الأذرع/الأشرطة) — كل مفتاح أو منفذ على ذراع واحد يُعتبر 2 مخصص موصل، بناءً على أكبر موصل متصل بالجهاز.
على سبيل المثال، مع موصلات 14 AWG، حجم الوحدة الواحدة هو 2.00 بوصة³ لكل عنصر معدود.
أحجام الصناديق القياسية (جدول NEC 314.16(A))
جدول NEC 314.16(A) يسرد الحجم المعين للصناديق المعدنية القياسية الشائعة. لأي صندوق غير مدرج هنا (وللصناديق غير المعدنية)، يجب على الصانع أن يضع علامة على الصندوق بسعته بالبوصات المكعبة، والتي يجب عليك استخدامها مباشرة. الأبعاد بالعرض × الطول × العمق بالبوصات.
| نوع الصندوق | الحجم التجاري (بوصة) | الحجم المدرج (بوصة³) |
|---|---|---|
| صندوق الجهاز | 3 × 2 × 2 | 10.0 |
| صندوق الجهاز | 3 × 2 × 2½ | 12.5 |
| صندوق الجهاز | 3 × 2 × 2¾ | 14.0 |
| صندوق الجهاز | 3 × 2 × 3½ | 18.0 |
| صندوق مربع | 4 × 4 × 1½ | 21.0 |
| صندوق مربع | 4 × 4 × 2⅛ | 30.3 |
| صندوق مربع | 4¹₁/₁₆ × 4¹₁/₁₆ × 1½ | 29.5 |
| صندوق مربع | 4¹₁/₁₆ × 4¹₁/₁₆ × 2⅛ | 42.0 |
| صندوق ثماني الأضلاع | 4 × 1½ | 15.5 |
| صندوق ثماني الأضلاع | 4 × 2⅛ | 21.5 |
ملاحظة: عندما يتضمن مجموعة الصندوق حلقة جص أو غطاء مرفوع أو حلقة تمديد مع علامة تحمل حجمها الخاص بها، يمكن إضافة هذا الحجم المعلم إلى حجم الصندوق. إجمالي الحجم المتاح هو ما تقارنه مقابل الملء المطلوب.
الأسئلة الشائعة
هل تُحتسب التأريضات كلٌّ على حدة؟ لا — تُحتسب جميع موصلات تأريض المعدات معًا كحصة حجمية واحدة فقط.
كيف تُحتسب الأجهزة؟ يُحتسب كل جهاز مثبّت على حمّالة (yoke) بحصتين، استنادًا إلى أكبر موصل متصل به.
هل تُغني هذه الحاسبة عن المعاينة الرسمية؟ لا. إنها أداة للتخطيط فقط؛ تحقق دائمًا من الكود المعتمد حاليًا واطلب معاينة العمل من جهة مختصة.
