ขนาดสายดิน 100 แอมป์: ทองแดง 8 AWG หรืออลูมิเนียม EGC 6 AWG (NEC 250.122)

ขนาดสายกราวด์ 100 แอมป์: คำตอบสั้น ๆ

สำหรับวงจร 100 แอมป์ ตัวนำสายดินอุปกรณ์ขั้นต่ำ (EGC) คือทองแดง 8 AWG หรืออะลูมิเนียม 6 AWG ตัวเลขดังกล่าวมาจากตาราง NEC 250.122 และใช้วิธีเดียวกันกับเบรกเกอร์ 100 ก ในแผงควบคุม ตัวป้อน 100 A ไปยังแผงย่อย และการตัดการเชื่อมต่อบริการ 100 A ดึงสายไฟสี่เส้นออกจากแผงย่อย 100 A และสายที่สี่คือทองแดง AWG 8 เส้น ไม่ใช่ 10 AWG ที่ผู้ติดตั้งจำนวนมากเข้าถึงจนเป็นนิสัย

เงื่อนไขสองประการอยู่เหนือเงื่อนไขขั้นต่ำนั้น โต๊ะกำหนดพื้น ไม่ใช่เป้าหมาย ดังนั้นจึงไม่มีอะไรหยุดคุณจากการติดตั้งทองแดง AWG 6 เส้นในระยะยาวหรือในตำแหน่งที่มีฤทธิ์กัดกร่อน และถ้าตัวนำกระแสไฟฟ้าถูกขยายให้ใหญ่ขึ้นเนื่องจากแรงดันตก จะต้องขยายสายกราวด์ด้วย กฎสองข้อนี้อธิบายข้อโต้แย้งส่วนใหญ่ที่เกิดขึ้นในหัวข้อนี้ที่ไซต์งาน

เหตุใดพิกัดของเบรกเกอร์ ไม่ใช่โหลด จึงกำหนดขนาด

ตัวนำสายดินของอุปกรณ์ไม่มีกระแสไฟฟ้าในระหว่างการทำงานปกติ โดยจะอยู่ที่ศักยภาพของดินใต้อาคารและไม่ทำอะไรเลยจนกว่าตัวนำร้อนจะสัมผัสกับกรอบโลหะ รางน้ำ หรือโครงมอเตอร์ ในขณะนั้นมันจะกลายเป็นเส้นทางกลับ และกระแสฟอลต์ที่ไหลผ่านนั้นถูกจำกัดโดยอิมพีแดนซ์ของลูปเท่านั้น

เบรกเกอร์จะต้องเปิดก่อนที่ตัวนำจะเสียหาย เบรกเกอร์แบบขึ้นรูปขนาด 100 A ในการเดินทางทันทีอาจล้างข้อผิดพลาด 5,000 A ได้ในสองสามรอบ อุปกรณ์แม่เหล็กความร้อนในการทำงานที่มีอิมพีแดนซ์สูงเป็นเวลานานอาจใช้เวลานานกว่ามาก และพลังงานที่ตัวนำดูดซับจะเป็นสัดส่วนกับกระแสยกกำลังสองคูณตามเวลา ปัจจัยในการตัดสินใจคือการตั้งค่าอุปกรณ์กระแสเกิน ไม่ใช่สิ่งที่วงจรดึงออกมาจริงๆ

นั่นคือเหตุผลที่เครื่องป้อน 100 A ที่บรรทุกเพียง 35 A ยังคงต้องการ EGC ทองแดง 8 AWG การจับคู่สายกราวด์กับโหลดที่วัดได้ถือเป็นข้อผิดพลาดภาคสนามที่พบบ่อยที่สุด และจะแสดงในรายงานการตรวจสอบว่าเป็นการละเมิดรหัสมากกว่าเป็นการร้องเรียนด้านประสิทธิภาพ

อุปกรณ์ตัวนำสายดินหรือตัวนำไฟฟ้าสายดิน

วลี "ขนาดสายกราวด์ 100 แอมป์" ซ่อนทางแยกไว้บนถนน ตัวนำที่แตกต่างกันสองตัวเรียกว่าสายกราวด์บนระบบ 100 A และมีขนาดจากสองตารางที่แตกต่างกันด้วยเหตุผลสองประการ การเรียงลำดับว่าอันไหนที่คุณถืออยู่จะช่วยประหยัดเวลาในการคาดเดาได้มาก

ในบริการ 100 A คำตอบทั้งสองมักจะลงบนหมายเลขเดียวกัน นั่นคือทองแดง 8 AWG ซึ่งเป็นสาเหตุที่ทำให้เกิดความสับสน พวกเขามาถึงที่นั่นด้วยเส้นทางที่ต่างกัน และเส้นทางจะแตกต่างกันทันทีที่บริการมีขนาดใหญ่ขึ้นหรือตัวนำตัวป้อนมีขนาดใหญ่ขึ้น หากคุณจำได้เพียงสิ่งเดียว โปรดจำไว้ว่า EGC ติดตามเบรกเกอร์ และ GEC ติดตามผู้ดำเนินการบริการ

ตารางด้านหลังหมายเลข

ตาราง 250.122 แสดงรายการขนาด EGC ขั้นต่ำเทียบกับพิกัดของอุปกรณ์กระแสเกินที่ป้องกันวงจร แถวที่เกี่ยวข้องมีลักษณะเช่นนี้

เส้นโค้งไม่เป็นเส้นตรง และมีความสำคัญเมื่อคุณประมาณค่าวัสดุ การเปลี่ยนจากวงจร 100 A เป็น 200 A จะเปลี่ยน EGC ทองแดงจาก 8 AWG เป็น 6 AWG ซึ่งเป็นขั้นตอนที่เรียบง่าย การเปลี่ยนจาก 100 A เป็น 600 A เปลี่ยนจาก 8 AWG เป็น 1 AWG ซึ่งประมาณห้าเท่าของหน้าตัดทองแดง แผนภูมิด้านล่างแสดงความก้าวหน้าแบบเดียวกันในหน่วยวงกลม ซึ่งเป็นหน่วยที่โค้ดใช้เมื่อคุณต้องคำนวณการเพิ่มตามสัดส่วน

EGC ทองแดงขั้นต่ำเติบโตอย่างไรพร้อมกับเบรกเกอร์

ความยาวของแท่งเป็นสัดส่วนกับพื้นที่หน้าตัดของตัวนำ ไม่ใช่เส้นผ่านศูนย์กลาง นั่นเป็นวิธีที่ถูกต้องในการเปรียบเทียบ เนื่องจากความจุกระแสไฟฟ้าฟอลต์ติดตามพื้นที่โลหะ

เมื่อทองแดง 8 AWG ยังไม่เพียงพอ

NEC 250.122(B) ระบุว่าในกรณีที่ตัวนำที่ไม่มีสายดินมีขนาดเพิ่มขึ้นเกินกว่าค่าขั้นต่ำที่กำหนดโดยความแอมแปซิตี EGC จะต้องเพิ่มขึ้นตามสัดส่วน การเพิ่มขึ้นตามสัดส่วนใช้พื้นที่ล้านวงกลม และนี่คือจุดที่คณิตศาสตร์ดึงข้อมูลผู้คนออกมา

ปกติใช้ตัวป้อน 100 A ที่ติดตั้งกับตัวนำทองแดง AWG 3 ตัวที่ไม่มีการต่อสายดินที่ 52,620 ล้านไมล์และทองแดง EGC 8 AWG ที่ 16,510 ล้านไมล์ การดำเนินการนี้นานพอที่จะเพิ่มขนาดทองแดงเป็น 1 AWG ที่ 83,690 ล้านล้านเพื่อรักษาแรงดันไฟฟ้าที่ลดลงต่ำกว่า 3 เปอร์เซ็นต์ อัตราส่วนพื้นที่คือ 83,690 หารด้วย 52,620 หรือ 1.59 คูณพื้นที่ EGC ดั้งเดิมด้วยอัตราส่วนนั้น และคุณต้องการวงกลมอย่างน้อย 26,258 ไมล์

6 AWG ตัวนำทองแดง มี 26,240 ไมล์วงกลม มันพลาดไป 18 ไมล์วงกลม ดังนั้น 6 AWG จึงล้มเหลวและ 4 AWG ที่ 41,740 ไมล์วงกลมจึงเป็นคำตอบที่ถูกต้อง ผู้ตรวจสอบที่มีเครื่องคิดเลขจะพบช่องว่างนั้น และนี่คือเหตุผลเดียวที่พบบ่อยที่สุดที่ทำให้เครื่องป้อนขนาด 100 A ได้รับการเขียนขึ้น

• กฎนี้จะเริ่มทำงานเฉพาะเมื่อตัวนำที่ไม่มีสายดินมีขนาดใหญ่กว่าความต้องการความทึบเท่านั้น ไม่ใช่เมื่อโหลดหนักเพียงอย่างเดียว
• ปล่อยให้ตัวนำอยู่ที่ทองแดง 3 AWG และ EGC ยังคงอยู่ที่ทองแดง 8 AWG ไม่จำเป็นต้องคำนวณ
• ในการวิ่งป้อนแบบขนาน แต่ละสนามแข่งจะมี EGC ขนาดเต็มของตัวเองโดยอิงตามระดับอุปกรณ์ที่มีกระแสเกิน คุณไม่สามารถแยกตัวนำ 8 AWG หนึ่งตัวออกเป็นสามท่อได้
• รางน้ำโลหะ เช่น EMT, IMC และท่อร้อยสายโลหะแข็ง ได้รับการยอมรับว่าเป็นเส้นทางกราวด์ของอุปกรณ์ด้วยตัวเอง แต่ข้อกำหนดทางอุตสาหกรรมจำนวนมากยังคงต้องใช้ EGC ชนิดลวด โดยเฉพาะอย่างยิ่งในพื้นที่ที่มีการกัดกร่อนหรือมีการสั่นสะเทือนสูง

ทองแดงหรืออลูมิเนียมที่ 100 แอมป์

อลูมิเนียมต้องเพิ่มขึ้นหนึ่งขนาดเนื่องจากค่าการนำไฟฟ้าอยู่ที่ประมาณ 61 เปอร์เซ็นต์ของทองแดง นั่นคือเหตุผลทั้งหมดที่ตารางขออลูมิเนียม 6 AWG โดยที่ทองแดงคือ 8 AWG และตัวนำทั้งสองนั้นมีพฤติกรรมเกือบจะเหมือนกันในแง่ของความต้านทานต่อฟุต

สิ่งที่แตกต่างกันอยู่ที่จุดยุติและในสภาพแวดล้อม อะลูมิเนียมจะขยายและหดตัวมากขึ้นตามการหมุนเวียนของอุณหภูมิ ดังนั้นปลายสายจึงต้องใช้ตัวเชื่อมที่ได้รับการจัดอันดับ AL/CU และในขนาดที่ใหญ่กว่านั้น จะต้องมีสารประกอบต้านอนุมูลอิสระ อลูมิเนียมไม่ควรสัมผัสโดยตรงกับทองแดง ทองเหลือง หรือเหล็กชุบสังกะสีในสถานที่เปียกโดยไม่มีสิ่งกีดขวางที่เหมาะสม และไม่ควรติดตั้งในการฝังโดยตรงโดยไม่มีแจ็คเก็ตที่ทนต่อการกัดกร่อนหรือการใช้งานตามรายการ ทองแดงมีราคาสูงกว่าแต่ก็ให้อภัยมากกว่า ในวงจรขนาด 100 A ซึ่งเป็นตัวนำขนาดเล็กเมื่อเปรียบเทียบกับงานบริการ วิศวกรส่วนใหญ่ก็แค่ใช้ทองแดงและหลีกเลี่ยงการสนทนา

การระบุตัวตนก็มีความสำคัญเช่นกัน อนุญาตให้ใช้ทองแดงเปลือยเป็น EGC ในขณะที่ตัวนำสายดินที่เป็นฉนวนต้องเป็นสีเขียวหรือสีเขียวและมีแถบสีเหลืองหนึ่งแถบขึ้นไป อย่าปล่อยให้ตัวนำสีเขียวถูกนำมาใช้ใหม่เป็นตัวนำที่เป็นกลางในตัวป้อนแผงย่อย และอย่าพึ่งพาตัวนำสีขาวที่ระบุอีกครั้งว่าเป็นกราวด์ของคุณ ในกรณีที่ตัวนำที่ต่อลงกราวด์ต้องเผชิญกับความเสี่ยงจากการโจรกรรมหรือการใช้เครื่องจักรกลในทางที่ผิด ลวดตีเกลียวที่หุ้มด้วยทองแดงเป็นทางเลือกในทางปฏิบัติแทนทองแดงธรรมดา เนื่องจากมีเส้นทางที่มีความต้านทานต่ำเช่นเดียวกันกับแกนเหล็กที่ทนทานต่อการตัดและการดึง

ลวดตีเกลียวเหล็กหุ้มทองแดงสำหรับการต่อสายดินและสายดิน ตัวนำตีเกลียวที่ทำจากเหล็กหุ้มทองแดงซึ่งเหมาะสำหรับการต่อสายดินแบบฝัง ซึ่งการโจรกรรมหรือการใช้กลไกในทางที่ผิดทำให้ทองแดงธรรมดาใช้งานได้น้อยลง ดูผลิตภัณฑ์ →

มาตรฐาน สายดินทองแดง ยังคงเป็นค่าเริ่มต้นสำหรับการติดระหว่างแผงต่อแผงและกล่องหุ้ม และเป็นวัสดุที่ง่ายที่สุดในการสิ้นสุดอย่างถูกต้องด้วยตัวเชื่อมและขั้วต่อทั่วไป

สิ่งที่ควรซื้อและสิ่งที่ต้องตรวจสอบก่อนสั่งซื้อ

เมื่อคุณทราบขนาดคือทองแดง 8 AWG หรืออะลูมิเนียม 6 AWG การตัดสินใจที่เหลือจะเกี่ยวกับรูปแบบและการตกแต่งมากกว่าความทึบ

• การพันเกลียว: 8 AWG ที่เป็นของแข็งนั้นแข็งและดึงได้ง่ายผ่านท่อร้อยสายระยะสั้น ในขณะที่ 8 AWG ที่ตีเกลียวจะโค้งงอภายในกรอบได้ดีกว่าและทนต่อการสั่นสะเทือน ในแผงอุตสาหกรรม การพันด้วยขั้วต่อแบบจีบมักเป็นตัวเลือกที่ปลอดภัยกว่า
• ฉนวน: XLPE สีเขียวหรือ PVC สำหรับ EGC ที่หุ้มฉนวน หรือทองแดงเปลือยที่ทางวิ่งให้การป้องกันอยู่แล้วและข้อกำหนดอนุญาต
• ความนำไฟฟ้า: โดยทั่วไปทองแดงดึงอ่อนจะระบุที่ 100 เปอร์เซ็นต์ IACS ขอใบรับรองโรงงานว่าโครงการมีผู้ตรวจสอบบุคคลที่สามหรือไม่
• การกัดกร่อน: เส้นทองแดงชุบดีบุกมีมูลค่าสูงในพืชชายฝั่ง พืชเคมี หรือมีความชื้นสูง โดยที่ทองแดงเปลือยจะมีคราบสีเขียวและความต้านทานต่อการเชื่อมต่อคืบคลานขึ้นไป
• ระเบียบวินัยด้านสินค้าคงคลัง: เก็บทองแดง AWG 8 ทองแดง ทองแดง AWG 6 อะลูมิเนียม 6 AWG และทองแดง AWG 4 ก้อนไว้ในมือ สี่สายนี้ครอบคลุมเกือบทุกๆ 100 สายที่คุณจะได้รับ รวมถึงเคสที่ขยายใหญ่ขึ้นด้วย

ซัพพลายเออร์ที่เผยแพร่พื้นที่ล้านวงกลม จำนวนเกลียว และเกรดวัสดุ ทำให้การคำนวณ 250.122(B) ใช้เวลาเพียงสองนาทีแทนที่จะใช้การโทร

การต่อสายดินทองแดงควั่นสำหรับอุปกรณ์สายดินและอุปกรณ์ไฟฟ้า ตัวนำสายดินทองแดงตีเกลียวที่มีความบริสุทธิ์สูง มีให้เลือกทั้งแบบดึงแข็ง ดึงอ่อน หรือกระป๋อง เหมาะสำหรับการต่อสายดินของแผงและอุปกรณ์ ดูผลิตภัณฑ์ →

สำหรับงานแผง ลวดตีเกลียวทองแดงที่มีขนาดตามพิกัดเบรกเกอร์เป็นรายการที่ง่ายที่สุดในการระบุ และสิ้นสุดอย่างคาดเดาได้ด้วยตัวเชื่อมแบบมาตรฐาน

ดึงมันมารวมกันที่แผง

ขนาดตัวนำเป็นเพียงครึ่งหนึ่งของเส้นทางกราวด์ 100 A ที่เชื่อถือได้ อีกครึ่งหนึ่งเป็นห่วงโซ่การเลิกจ้าง แถบกราวด์ที่แยกจากกันในแผงย่อย ซึ่งยึดติดอย่างแน่นหนากับเปลือกหุ้ม โดยแยกแถบที่เป็นกลางและถอดสกรูยึดออก เป็นสิ่งที่ช่วยรักษากระแสไฟฟ้าลัดบนเส้นทางที่ต้องการ แทนที่จะผ่านข้อต่อท่อร้อยสาย บิดตัวดึงทุกตัวให้ได้ค่าที่พิมพ์บนฉลาก เนื่องจากตัวนำทองแดง 8 AWG ที่อยู่ใต้ตัวดึงที่หลวมจะโค้งยาวก่อนที่เบรกเกอร์จะสังเกตเห็นความผิดปกติ

ภายในอุปกรณ์ แท่งทองแดงและส่วนประกอบบัสบาร์มีกระแสไฟเดียวกันกับสายไฟ และจำเป็นต้องให้ความสนใจกับสภาพพื้นผิวและแรงกดสัมผัสแบบเดียวกัน

แถบสายดินทองแดงปราศจากออกซิเจนสำหรับการต่อสายดินและการป้องกันฟ้าผ่า แท่งทองแดงปลอดออกซิเจนเกรดหนึ่งสำหรับการต่อสายดินและการป้องกันฟ้าผ่า เหมาะสำหรับบัสบาร์ สายไฟดาวน์ และการเชื่อมต่อสายดินกระแสสูง ดูผลิตภัณฑ์ →

เพื่อสรุปคำตอบในทางปฏิบัติ: วงจร 100 แอมป์ต้องใช้ทองแดง AWG 8 เส้นหรืออะลูมิเนียม 6 AWG เป็นตัวนำกราวด์ของอุปกรณ์ โดยทั่วไปบริการ 100 A ต้องใช้ทองแดง 8 AWG เป็นตัวนำอิเล็กโทรดกราวด์ และตัวเลขทั้งสองจะเลื่อนขึ้นทันทีที่ตัวนำวงจรโตขึ้น ปรับขนาดกราวด์ให้กับอุปกรณ์ป้องกัน ตรวจสอบอีกครั้งหลังจากแรงดันไฟตกเพิ่มขึ้น และการตรวจสอบจะไม่เกิดขึ้น ซึ่งเป็นสิ่งที่คุณต้องการจากสายกราวด์อย่างแน่นอน