Влияет ли напряжение на выбор подходящего провода?

13

В Интернете большинство домашних руководств по электромонтажу предлагают провода сечением 14 для цепей по 15 А, 12 для 20 А и 10 для 30 А. Предполагается ли, что это напряжение равно 120 или напряжение не влияет на выбор измерительного прибора?

Например, у меня есть прибор, для которого требуется источник питания 240 В 15 А. (Его штепсельная вилка - NEMA 6-15.) Если я выделю цепь для этого устройства, которая находится на расстоянии около 25 'от панели, будет ли достаточно 14 AWG? Почему или почему нет?

Когда подходит провод 14 калибра, я видел вместо него 12 проводов. (В моем доме несколько таких цепей.) Я понимаю, что с проводом 12 AWG может быть сложнее работать, и это стоит более 14 AWG. Помимо этого, есть ли причины не делать этого? Есть ли преимущества?

TRW
источник
2
Номинальное напряжение провода в основном зависит от типа изоляции вокруг него. Риск напряжения - искра, перепрыгивающая на другой проводник, и изоляция - то, что предотвращает это. Большинство бытовых проводов в США рассчитаны на 600В; это должно быть маркировано на стороне.
Хэнк
1
Имейте в виду разницу между пиковым и постоянным током (или мощностью). Если ваш прибор потребляет 3600 Вт (примерно) все время, вам понадобится более тяжелый провод, чем если бы установившийся режим больше походил, скажем, на 3 ампера. Как всегда, проверьте ваши местные строительные нормы и правила.
Карл Виттхофт,
Кроме того, слишком большой диаметр провода (меди), чтобы он не перегревался и не воспламенялся и не плавился из-за тока, должен быть достаточно большим, чтобы предотвратить значительное «падение напряжения». Для того, чтобы минимизировать падение напряжения, необходимо увеличить размер провода более 50 футов. Но чем выше напряжение питания, тем меньше должно быть это увеличение.
Hot Licks
(Когда вы получаете очень высокое напряжение - десятки тысяч вольт - диаметр провода становится важным, потому что меньший провод приводит к большему количеству коронного разряда.)
Hot Licks
Несколько замечаний: 1) Обычно устройства 240 В указывают размер провода в инструкции по установке. 2) Разница в работе с 12- и 14-метровым проводом в большинстве случаев незначительна, особенно при коротких пробегах, например 25 '. 14 немного легче для подключения устройств к, но не , что намного проще - как правило , цена больше беспокойства , чем 10% больше усилий , чтобы согнуть проволоку. 3) Если устройство задает цепь на 15 А, оно, вероятно, предполагает выделенную схему. Если пространство на панели является проблемой, рассмотрите двойной выключатель; если вам не хватает возможностей панели, вам нужен профессиональный совет о том, что можно сделать.
Brichins

Ответы:

28

Ответ прост: вы используете провод, который указывает местный код и производитель устройства для данной ситуации.


Но я думаю, что вы спрашиваете о том, как выбираются размеры проводов для конкретной комбинации приложения / тока / напряжения:

При выборе провода ток определяет размер проводника, а напряжение - изоляцию.

Ток вызывает нагрев провода из-за сопротивления. Металл расширяется и сжимается при нагревании и охлаждении. Это расширение и сжатие, если оно слишком велико, может ослабить соединения. Незакрепленные соединения увеличивают сопротивление, вызывают больший нагрев и, в конечном итоге, оставят зазор достаточно большим, чтобы вызвать дугу или достаточно высокую температуру, чтобы зажечь окружающие материалы или расплавить изоляцию и вызвать дугу. Более крупный проводник уменьшает сопротивление, что уменьшает эти изменения температуры. Следовательно, использование достаточно большого проводника удерживает расширение и сжатие ниже уровня, который электрические фитинги могут выдержать без сбоев.

Точно так же напряжение вызывает искрение, поэтому покрытие (изоляция) должно быть спроектировано таким образом, чтобы предотвратить искрение при номинальном напряжении. Обычно вы увидите обычную электропроводку, рассчитанную на 600 вольт.

Другая причина использования проводки большего размера - это предотвращение падения напряжения при длительной работе. Обычно это не проблема при прокладке провода в доме, но отдельные конструкции - это обычное место, где можно увидеть провод большего размера.

длинная шея
источник
4
Стоит отметить, что практическая значимость конкретного падения напряжения может существенно зависеть от начального напряжения, особенно когда проводка используется для низкого напряжения. Например, если для питания 240-вольтового устройства, требующего 10 А, используется 200-футовый кабель, то напряжение в кабеле упадет примерно на 10 В, оставляя 230 для устройства. Если бы вместо этого напряжение питания составляло 12 вольт, то при падении кабеля на 10 вольт для нагрузки оставалось бы только два вольта.
суперкат
@supercat - правильно. В действительности, более высокое напряжение позволяет более тонкий провод для данного тока. (Но только в тех случаях, когда в долгосрочной перспективе потребуется, чтобы размер провода был во-первых слишком большим.)
Hot Licks
@supercat Именно поэтому для передачи напряжения на большие расстояния используются сверхвысокие напряжения (до нескольких сотен кВ).
Мачта
2
Добавьте, как я сказал выше, ток определяет размер проводника. Для упрощения, напряжение может быть легко преобразовано в ток, и наоборот. Таким образом, увеличивая напряжение, вы можете уменьшить размер проводника. А уменьшение размера проводника делает провода дешевле.
longneck
Итак, если бы я суммировал ваш ответ, вы бы предпочли использовать проводники большего размера, верно? ;-) Представляется вероятным, что инструкции с прибором OP на 3600 Вт (что бы это ни было - оно не было указано) указывают, какой провод размера следует использовать с прибором?
Крейг
9

Как уже говорили другие, напряжение прибора / цепи не влияет на размер (манометр) провода. Напряжение определяет качество изоляции провода, и большинство (силовых) проводов, с которыми мы сталкиваемся, будут рассчитаны на 600 Вольт.

Датчик должен быть в первую очередь выбран путем определения потребления тока - в амперах - всех устройств, подключаемых к цепи ...

Данный

Amps = Watts / Volts  

потом

TotalAmps = [Device1(Watts) + Device2(Watts) + Device3(Watts)] / CircuitVolts

Или

TotalAmps = Device1(Amps) + Device2(Amps) + [Device3(Watts)/CircuitVoltage] 

... и затем ссылка на диаграмму, которая может быть прослежена до рекомендаций NEC. В этом и заключается проблема. Не существует единой официальной диаграммы NEC «если X, то Y» для всех ситуаций. Фактические диаграммы NEC предназначены для инженеров / подрядчиков при разработке для приложения и не очень легко читаются. Вот что говорит NEC: http://www.fs.fed.us/database/acad/elec/greenbook/3_basicdesigns.pdf

Весело, правда? Что нам, нормам, нужно делать, так это полагаться на графики, которые интерпретируют эти рекомендации, и эти графики меняются - иногда дико - в легкой для восприятия форме. Сравните мой любимый график http://www.cerrowire.com/ampacity-charts с этим http://www.usawire-cable.com/pdfs/nec%20ampacities.pdf Они оба технически точны, исходя из практических правил но последний требует более глубокой оценки, такой как Примечание 4, которая указывает на снижение максимальной емкости провода, если заполнение кабелепровода (количество проводов в дорожке качения / кабеле) больше 3.

Ампер не единственный фактор, определяющий размер провода, но мы работаем здесь с эмпирическим правилом. Другими ОСНОВНЫМИ факторами, которые способствуют выбору, являются (A) тип приложения установки электропроводки (THHM, UF и т. Д.) И временные характеристики, (B) длина фидера цепи, которая увеличивает сопротивление, потери напряжения и, в конечном итоге, неприемлемо нагрев питающего провода и, в частности, его соединений, (C) однофазное или многофазное применение (нас интересуют только одиночные бытовые системы), (D), является ли нагрузка индуктивной или нет (большой двигатель / компрессор в приборе ?) и пару других более неясных факторов, которые мы не будем здесь рассматривать.

Элемент (A) в жилых помещениях обычно представляет собой проводку класса NM / NMC для стиля Romex, THWM для BX или кабельной проводки и UF для кабеля, проложенного в вашем дворе. Пункт (B) на самом деле очень важен. Если проводка очень длинная, сопротивление провода (весь провод имеет сопротивление в некоторой степени) и, следовательно, температура провода будет увеличиваться. Если эта температура поднимется выше уровня изоляции провода, он может расплавиться, что приведет к короткому или худшему случаю, к пожару в окружающих строительных материалах. Вот где появляется мой второй любимый график: http://www.cerrowire.com/voltage-drop-table РЕДАКТИРОВАТЬ: лучший ответ longnecks, приведенный выше, является лучшим объяснением влияния температуры на цепи, особенно в отношении интерфейса провод / крепление, где большинство пожаров начинаются.

Зная, что мы делаем сейчас после обращения к этим двум диаграммам из Cerro, мы можем ответить:

Если я выделю схему для этого устройства, длина которой составляет около 50 футов (включая возврат), будет ли достаточно 14 AWG? Почему или почему нет?

с ДА, потому что вы указали, что устройство будет единственным в цепи, и потому что пробег на самом деле составляет 25 'по определению правил, которые не рассчитывают общую длину ПРОВОДА, а скорее длину ЦЕПИ, которая состоит из оба проводника. На 240 землях нет ни возврата, ни нейтральности. Это позволяет 240 контурам часто использовать датчик, который кажется слишком маленьким! На 120 участках разрешено (и почти всегда) делить нейтраль данного контура между многочисленными ветвями контура, что приводит к некоторому ухудшению характеристик. Но в основном потому, что в цепях с более высоким напряжением падение напряжения меньше, чем в эквивалентной схеме при более низком напряжении. E = R * I... где E= падение напряжения (вольт, V); R= электрическое сопротивление (Ом, Ом); I= ток (ампер,A) Это не интуитивно понятно, так как напряжение питания не используется в расчетах. Однако, если у вас есть две нагрузки, каждая из которых рассчитана на 2400 Вт, одна из которых работает на 120 В, а другая на 240 В, первая будет потреблять 20 ампер, а вторая 10. Половина потребляемого тока приведет только к половине падения напряжения, уменьшая этот элемент расчета для провода проволоки.

Следует отметить, что ответ все равно будет «ДА, 14awg будет делать», если пробег был на самом деле 50 'в соответствии с графиками Cerro .... НО только на краю. После просмотра нескольких популярных диаграмм, некоторые показывают 12awg, другие - 14awg. YMMV. Вот почему у нас есть действительно глубокие выводы NEC, на которые мы должны опираться и учитывать КАЖДЫЙ фактор.

Что касается:

Я понимаю, что с проводом 12 AWG может быть сложнее работать, и это стоит более 14 AWG. Помимо этого, есть ли причины не делать этого? Есть ли преимущества?

Ответ - решение суда для домовладельца / подрядчика. Возьмите этот пример: я запускаю новую схему 240 для нового оконного кондиционера. Устройство, которое я могу разместить в оконном проеме, может обрабатываться цепью 14awg / 15amp, НО находится прямо рядом с максимальным значением. Предположим, что устройство едва отвечает моим потребностям в охлаждении, и внезапно на рынке появляется более высокий выходной блок BTU, который подходит к отверстию, но для этого потребуется схема 12awg / 20amp. Это был бы вызов судам на будущее.

И помните самое важное: ваши местные строительные нормы заменяют NEC. Если это ваша собственность, то работа, которую вы выполняете по пути, может повлиять на вашу способность продавать недвижимость в будущем.

Надеюсь, я ответил на все ваши вопросы. Отказ от ответственности: я не работаю для кабеля Cerro, просто устал старый HVAC / R Pro, который имеет дело с большим количеством дрянной проводки, жилой и коммерческой. И ссылки обнажены, потому что этот сайт позволяет только две ссылки для нубов.

HVAC парень
источник
2

Национальный электротехнический кодекс (NEC) определяет необходимый минимальный размер для проводников. Под NEC три широкие категории охватывают большинство установок: низкое напряжение, менее 600 вольт, более 600 вольт.

Имейте в виду, что требования кода определяют худшую юридически допустимую конструкцию. Одной из распространенных причин увеличения размера проводника сверх минимальных значений кода является уменьшение падения напряжения за счет уменьшения сопротивления проводника.

Опытные профессионалы часто превосходят код, основанный на суждениях, основанных на многолетнем опыте.

Бен Руджерс
источник
... а другой не отвечает на вопрос.
Ecnerwal
1
@Ecnerwal Так ответьте на вопрос ...
нагрудник
2
@Ecnerwal Не совсем. Каков ответ на вопрос о конкретном пробеге в 240 футов / 15a / 14awg 50 футов?
нагрудник
1
Ответ @Ecnerwal longneck не решает реальную проблему строительства. Это учебник чата об электричестве. Человек не ближе к подключению своего дома после прочтения. Хуже того, ничто не указывает на то, что размеры проводников взяты из таблиц, а не из теории электричества. Ориентация людей на модельные коды, особенно в отношении вопросов безопасности жизнедеятельности, является полезным ответом. Подразумевается, что даже из-за упущения, что существует другой разумный курс, он совершается либо безответственно, либо из-за недостатка знаний.
Бен Руджерс
2
@CarlWitthoft В моем случае, я бы сделал профессиональное мнение. Это в этом случае не будет соответствовать обычному стандарту медицинской помощи из-за отсутствия соответствующих деталей, знаний из первых рук или достоверных знаний из вторых рук от человека, обычно квалифицированного для выполнения электромонтажных работ или проектирования реальных полевых условий, а также из-за того, что У меня нет договорных отношений (это незначительно с личной точки зрения, но страховые компании заботятся). Судя по опыту обеих сторон в строительном отделе, ответ «это зависит от того, что написано в кодексе».
Бен Руджерс
1

Да и нет (или нет и да?)

Минимальный калибр провода при бытовых и легких коммерческих напряжениях (менее 600 В) действительно не зависит от напряжения - первая запись в таблице NEC 310.106 (A) указывает, что медь 14AWG или алюминий 12AWG можно использовать вплоть до 2000 В, когда соответственно изолированы.

Однако при работе под высоким напряжением (до 2 кВ) провод должен быть увеличен в соответствии с таблицей 310.106 (A). Однако это имеет значение только в тяжелых коммерческих и промышленных системах, где используются высоковольтные питатели, чтобы избежать чрезмерных потерь, а также случайной нагрузки, которая питается от высокого напряжения (такого как промышленный паровой котел электродного типа или чрезвычайно большой двигатель).

ThreePhaseEel
источник