Máy tính dung tích hộp điện là gì?
Công cụ này áp dụng mục 314.16(B) trong Bộ luật Điện Quốc gia Hoa Kỳ (National Electrical Code – NEC) để xác định dung tích tối thiểu mà một hộp ổ cắm, hộp công tắc hoặc hộp nối điện phải có. Lưu ý đây là quy chuẩn của Mỹ; nếu bạn đang thi công tại Việt Nam thì cần đối chiếu thêm với tiêu chuẩn và quy định trong nước, vì cách tính có thể khác. Các quy tắc về dung tích hộp giúp tránh việc nhồi nhét quá nhiều dây, dẫn đến hỏng lớp cách điện và gây quá nhiệt. Máy tính sử dụng định mức dung tích theo NEC phiên bản 2020 và giả định mọi dây dẫn trong hộp đều cùng cỡ với cỡ dây lớn nhất được nhập.
Cách sử dụng
Chọn cỡ dây dẫn lớn nhất trong hộp, nhập dung tích hộp (tính bằng inch khối) được ghi trên hộp, sau đó nhập số lượng dây dẫn mang dòng, dây tiếp đất thiết bị, kẹp cáp bên trong và số thiết bị (như ổ cắm hoặc công tắc). Máy tính sẽ trả về dung tích cần thiết, tỷ lệ lấp đầy và cho biết hộp có đủ chỗ hay không.
Giải thích công thức
NEC 314.16(B) quy định một mức dung tích trống cho mỗi dây dẫn tùy theo cỡ dây (ví dụ 2,00 in³ cho dây 14 AWG, 2,25 in³ cho dây 12 AWG). Mỗi dây dẫn mang dòng được tính là một định mức. Tất cả các dây tiếp đất thiết bị gộp lại chỉ tính là một định mức. Tất cả các kẹp cáp bên trong gộp lại tính là một định mức. Mỗi thiết bị lắp trên giá đỡ (yoke) được tính là hai định mức. Nhân tổng số định mức với dung tích cho mỗi dây dẫn để ra dung tích hộp cần thiết.
$$V_{req} = N \times V_{unit}$$
$$\text{trong đó}\quad \left\{ \begin{aligned} N &= \text{Conductors} + [\text{Grounds}>0] + [\text{Clamps}>0] + 2\,\text{Devices} \\ V_{unit} &= f(\text{AWG}) \end{aligned} \right.$$
$$\text{Fill}\% = \frac{V_{req}}{\text{Box Volume (in}^3)} \times 100 \qquad V_{free} = \text{Box Volume} - V_{req}$$
Ví dụ minh họa
Sáu dây 14 AWG, một dây tiếp đất, một kẹp cáp và một thiết bị trong hộp 18 in³: tổng định mức = \(6 + 1 + 1 + 2 = 10\). Dung tích cần thiết = $$10 \times 2{,}00 = 20{,}00 \text{ in}^3.$$ Vì 20 > 18, hộp này thiếu chỗ, nhỏ hơn 2 in³.
NEC 314.16(B) Dung tích cho phép mỗi dây dẫn theo Chuẩn AWG
Bảng NEC 314.16(B) gán cho mỗi dây dẫn có cách điện một dung tích không gian trống cố định dựa chỉ trên kích thước dây (AWG). Tổng dung tích hộp là tổng của mỗi dây dẫn được đếm nhân với dung tích cho phép trên một dây dẫn cho chuẩn lớn nhất liên quan đến mỗi loại đếm.
| Kích thước Dây dẫn (AWG) | Dung tích Không gian Trống cho phép mỗi Dây dẫn (in³) |
|---|---|
| 18 | 1.50 |
| 16 | 1.75 |
| 14 | 2.00 |
| 12 | 2.25 |
| 10 | 2.50 |
| 8 | 3.00 |
| 6 | 5.00 |
Cách đếm dây dẫn theo 314.16(B):
- Dây dẫn mang dòng điện — mỗi dây dẫn đi qua hoặc kết thúc trong hộp được tính là 1. Một dây dẫn xuất phát từ bên ngoài và kết thúc bên trong được tính một lần; một dây dẫn đi thẳng qua (uốn cong, không có nối) cũng được tính một lần trừ khi uốn cong ≥ gấp đôi chiều dài yêu cầu, trong trường hợp đó nó được tính hai lần.
- Dây dẫn tiếp đất thiết bị — tất cả các dây dẫn nối đất với nhau được tính là một dung tích cho phép dựa trên dây tiếp đất lớn nhất hiện diện (1 nếu có bất kỳ dây nào hiện diện).
- Kẹp cáp — một hoặc nhiều kẹp bên trong với nhau được tính là một dung tích cho phép dựa trên dây dẫn lớn nhất trong hộp.
- Thiết bị (đỡ/dây buộc) — mỗi công tắc hoặc ổ cắm trên một cơ sở đơn được tính là 2 dung tích cho phép dây dẫn, dựa trên dây dẫn lớn nhất được kết nối với thiết bị.
Ví dụ, với các dây dẫn 14 AWG dung tích mỗi đơn vị là 2.00 in³ cho mỗi mục được đếm.
Dung tích Hộp Tiêu chuẩn (Bảng NEC 314.16(A))
Bảng NEC 314.16(A) liệt kê dung tích được gán của các hộp kim loại tiêu chuẩn thông thường. Đối với bất kỳ hộp nào không được liệt kê ở đây (và đối với các hộp không phải kim loại), nhà sản xuất phải đánh dấu hộp với dung tích theo inch khối của nó, mà bạn nên sử dụng trực tiếp. Kích thước là chiều rộng × chiều dài × chiều sâu tính bằng inch.
| Loại Hộp | Kích thước Thương mại (in) | Dung tích Được liệt kê (in³) |
|---|---|---|
| Hộp thiết bị | 3 × 2 × 2 | 10.0 |
| Hộp thiết bị | 3 × 2 × 2½ | 12.5 |
| Hộp thiết bị | 3 × 2 × 2¾ | 14.0 |
| Hộp thiết bị | 3 × 2 × 3½ | 18.0 |
| Hộp vuông | 4 × 4 × 1½ | 21.0 |
| Hộp vuông | 4 × 4 × 2⅛ | 30.3 |
| Hộp vuông | 4¹₁/₁₆ × 4¹₁/₁₆ × 1½ | 29.5 |
| Hộp vuông | 4¹₁/₁₆ × 4¹₁/₁₆ × 2⅛ | 42.0 |
| Hộp bát giác | 4 × 1½ | 15.5 |
| Hộp bát giác | 4 × 2⅛ | 21.5 |
Lưu ý: Khi một bộ lắp ráp hộp bao gồm một vòng thạch cao, nắp được nâng lên, hoặc vòng mở rộng được đánh dấu với dung tích riêng của nó, dung tích được đánh dấu đó có thể được thêm vào dung tích hộp. Tổng dung tích khả dụng là những gì bạn so sánh với mức độ lấp đầy yêu cầu.
Câu hỏi thường gặp
Dây tiếp đất có được tính riêng từng dây không? Không — tất cả dây tiếp đất thiết bị gộp lại chỉ tính là một định mức dung tích.
Thiết bị được tính như thế nào? Mỗi yoke hoặc thiết bị lắp trên giá đỡ được tính là hai định mức, dựa trên dây dẫn lớn nhất nối vào nó.
Công cụ này có thay thế việc kiểm định không? Không. Đây chỉ là công cụ hỗ trợ lập kế hoạch; luôn đối chiếu với bộ luật hiện hành được áp dụng và để công trình được kiểm định.
