เครื่องคำนวณขนาดสายกราวด์: วิธีปรับขนาดตัวนำกราวด์อย่างถูกต้อง

A 400 ก feeder with 500 kcmil copper phase conductors is ready for inspection. The installer used a 6 AWG equipment grounding conductor. The inspector checks the overcurrent device rating and asks for the calculation. The correct minimum copper size from NEC Table 250.122 is 3 AWG, and because the phase conductors were upsized for voltage drop, the grounding conductor may need to be larger still. This is where a เครื่องคิดเลขขนาดสายดิน เข้ามาแทนที่: ควรใช้กฎควบคุม แสดงขนาดฐาน และตั้งค่าสถานะการปรับเปลี่ยน

คำตอบสั้นๆ: ปรับขนาดตัวนำกราวด์ของอุปกรณ์จากพิกัดอุปกรณ์ป้องกันกระแสเกินก่อน จากนั้นจึงปรับตามวัสดุตัวนำ การทำงานแบบขนาน และการเพิ่มขนาดของตัวนำเฟส เครื่องคิดเลขจะมีประโยชน์ก็ต่อเมื่อแสดงขั้นตอนเหล่านั้น แทนที่จะซ่อนไว้เป็นตัวเลขตัวเดียว

สิ่งที่เครื่องคำนวณขนาดสายกราวด์ควรทำจริง

เครื่องคิดเลขที่เชื่อถือได้คือเครื่องช่วยในการตัดสินใจ ไม่ใช่เครื่องทำนาย สำหรับเครื่องป้อนแรงดันต่ำทั่วไป ควรถามถึงพิกัดอุปกรณ์กระแสเกิน วัสดุตัวนำกราวด์ รุ่นรหัส และดูว่าวงจรใช้รางน้ำแบบขนานหรือไม่ จากนั้นควรส่งคืนขนาดขั้นต่ำและรายการตรวจสอบสั้นๆ

เอาต์พุตนั้นมีความสำคัญเนื่องจากขนาดตัวนำกราวด์ไม่เหมือนกับขนาดตัวนำเฟส ตัวนำเฟสถูกเลือกสำหรับความแอมป์และแรงดันไฟฟ้าตก ตัวนำสายดินของอุปกรณ์ถูกเลือกให้ส่งกระแสไฟฟ้าลัดได้อย่างปลอดภัยจนกว่าอุปกรณ์กระแสเกินจะล้างข้อบกพร่อง เครื่องคิดเลขที่ถามเฉพาะกระแสโหลดกำลังตอบคำถามผิด

ข้อมูลที่เป็นประโยชน์ได้แก่:

• พิกัดอุปกรณ์กระแสเกินและกราฟทริป ไม่ใช่แค่กระแสโหลดเท่านั้น
• ตัวนำสายดินทองแดงหรืออลูมิเนียม เนื่องจาก ขนาดขั้นต่ำแตกต่างกัน
• การแก้ไขโค้ดและประเภทการติดตั้ง เช่น ตัวป้อน วงจรย่อย การบริการ หรือระบบที่ได้รับแยกกัน
• ไม่ว่าตัวนำเฟสจะขนานกันในหลายสนามแข่งหรือไม่
• ไม่ว่าตัวนำเฟสจะถูกเพิ่มขนาดให้สูงกว่าขนาดความแอมป์ขั้นต่ำหรือไม่

กฎหลัก: เริ่มต้นด้วยอุปกรณ์กระแสเกิน

ภายใต้ NEC 250.122 โดยทั่วไปตัวนำสายดินของอุปกรณ์สำหรับตัวป้อนหรือวงจรย่อยจะมีขนาดจากพิกัดของอุปกรณ์กระแสเกินที่อยู่ข้างหน้าวงจร ขนาดทองแดงทั่วไปคือ 14 AWG ที่ 15 A, 12 AWG ที่ 20 ก, 8 AWG ที่ 100 ก, 6 AWG ที่ 200 ก และ 3 AWG ที่ 400 ก ตารางนี้เป็นข้อมูลพื้นฐาน

มาตรฐานอื่นๆ ใช้ตรรกะที่แตกต่างกัน IEC 60364 และ BS 7671 มักเริ่มต้นด้วยพื้นที่หน้าตัดของตัวนำเส้นและใช้อัตราส่วนหรือการตรวจสอบอะเดียแบติก นั่นคือเหตุผลที่เครื่องคิดเลขต้องระบุว่าโค้ดใดที่ตามมา ตัวเลขที่ไม่มีการอ้างอิงรหัสไม่ใช่ผลการออกแบบ เป็นการเดาแบบมีจุดทศนิยม

จากคะแนนเบรกเกอร์ไปจนถึงขนาดตัวนำ: ตัวอย่างการทำงาน

ใช้เครื่องป้อนสามเฟสขนาด 400 A ที่มีตัวนำเฟสทองแดงและขั้วต่อที่อุณหภูมิ 75°C EGC ทองแดงฐานจากตาราง 250.122 คือ 3 AWG ถ้าวงจรเดียวกันใช้อะลูมิเนียม ขนาดฐานจะเป็น 1 AWG หากตัวนำเฟสเพิ่มขึ้นจาก 500 kcmil เป็น 600 kcmil สำหรับแรงดันไฟฟ้าตก NEC 250.122(B) อาจกำหนดให้เพิ่ม EGC ตามสัดส่วน เครื่องคิดเลขควรตั้งค่าสถานะเงื่อนไขนั้น ไม่ใช่ส่งคืน 3 AWG โดยไม่โต้ตอบ

แผนภูมิด้านล่างแสดงสาเหตุที่ผลลัพธ์ไม่เป็นเชิงเส้น วงจร 100 A อาจใช้ทองแดง 8 AWG ในขณะที่วงจร 1,000 A อาจใช้ทองแดง 2/0 AWG การกระโดดสะท้อนถึงกระแสไฟฟอลต์และประสิทธิภาพการเคลียร์ ไม่ใช่อัตราส่วนแอมแปร์ต่อเกจสายไฟธรรมดา

ความสูงของแท่งเป็นเพียงภาพประกอบ ในทางปฏิบัติคือขนาดตัวนำที่ต่อลงกราวด์จะเชื่อมโยงกับอุปกรณ์ป้องกันและเส้นทางความผิดปกติ ดังนั้นเครื่องคิดเลขควรแสดงรหัสพื้นฐานและแฟล็กการปรับข้างผลลัพธ์

เครื่องคิดเลขผิดพลาดตรงไหน: วัสดุ อุณหภูมิ และการติดตั้ง

วัสดุถือเป็นข้อผิดพลาดทั่วไปประการแรก อนุญาตให้ใช้ตัวนำกราวด์อะลูมิเนียมในการติดตั้งจำนวนมาก แต่ต้องมีขนาดที่ใหญ่กว่าทองแดงสำหรับพิกัดกระแสเกินที่เท่ากัน พวกเขายังต้องการตัวเชื่อมต่อที่เป็นอะลูมิเนียมและการป้องกันการกัดกร่อน เครื่องคิดเลขที่ส่งคืนขนาดทองแดงและปล่อยให้ฟิลด์วัสดุว่างเปล่ายังไม่เสร็จสิ้น

ลวดตีเกลียวเหล็กหุ้มทองแดงสำหรับการต่อสายดิน สายดินตีเกลียวเหล็กหุ้มทองแดงผสมผสานแกนเหล็กเข้ากับทองแดงเพื่อการต่อสายดินที่ยืดหยุ่นและทนทาน โดยที่ต้นทุนและความแข็งแรงของทองแดงมีความสำคัญ ดูผลิตภัณฑ์ →

ทนต่ออุณหภูมิและการลัดวงจรเป็นช่องว่างที่สอง ตารางระบุขนาดขั้นต่ำสำหรับการล้างข้อผิดพลาด แต่ไม่ได้พิสูจน์ว่าตัวนำสามารถอยู่รอดจากกระแสไฟฟ้าขัดข้องที่มีสูงในช่วงเวลาการล้าง การตรวจสอบอะเดียแบติกโดยใช้วัสดุตัวนำ ขีดจำกัดอุณหภูมิ และเวลาในการเคลียร์อุปกรณ์ป้องกันอาจต้องใช้ตัวนำที่มีขนาดใหญ่กว่า สิ่งนี้มีความเกี่ยวข้องโดยเฉพาะกับหม้อแปลงขนาดใหญ่และในระบบอุตสาหกรรมที่มีพลังงานข้อบกพร่องสูง

สายดินควั่นทองแดงที่มีความบริสุทธิ์สูง ตัวนำสายดินตีเกลียวทองแดงที่มีความบริสุทธิ์สูงให้เส้นทางที่ยืดหยุ่น ทนต่อการกัดกร่อน และต้านทานต่อสายดินต่ำ มีให้เลือกทั้งแบบดึงแข็ง ดึงอ่อน หรือทองแดงกระป๋อง ดูผลิตภัณฑ์ →

วิธีการติดตั้งคือช่องว่างที่สาม ตัวนำเฟสขนานในสนามแข่งที่แยกจากกันโดยทั่วไปต้องใช้ตัวนำสายดินอุปกรณ์ขนาดเต็มในแต่ละสนามแข่งภายใต้ NEC 250.122(F) เครื่องคิดเลขที่ถือว่าเครื่องป้อนแบบขนานเป็นวงจรขนาดใหญ่หนึ่งวงจรสามารถลดปริมาณทองแดงทั้งหมดที่ต้องการได้ การฝังโดยตรง ถาดสายเคเบิล และการติดตั้งรางน้ำยังส่งผลต่อการเลือกตัวเชื่อมต่อและการป้องกันการกัดกร่อนอีกด้วย

บัสบาร์กราวด์ที่ปรับแต่งได้สำหรับอุปกรณ์ไฟฟ้า บัสบาร์แบบกราวด์ให้การเชื่อมต่อที่มีความต้านทานต่ำและติดตั้งง่ายสำหรับอุปกรณ์ไฟฟ้าแรงสูงและแรงต่ำ ขนาด วัสดุ และวงเล็บสามารถปรับแต่งได้ ดูผลิตภัณฑ์ →

เมื่อขนาดที่คำนวณได้อยู่ระหว่างผลิตภัณฑ์มาตรฐาน ให้เลือกตัวนำไฟฟ้าตัวถัดไปที่ใหญ่กว่าที่มีอยู่ สำหรับลวดตีเกลียวเหล็กหุ้มทองแดง ลวดตีเกลียวทองแดง และแท่งทองแดง ให้ยืนยันพื้นที่หน้าตัด วัสดุ และความเข้ากันได้ของการสิ้นสุด

ขั้นตอนการทำงานในการกำหนดขนาดที่ใช้งานได้จริง

ใช้เครื่องคิดเลขเป็นเช็คที่มีโครงสร้าง ไม่ใช่กล่องดำ ขั้นตอนการทำงานจริงมีลักษณะดังนี้:

1. ระบุวงจร อุปกรณ์กระแสเกิน และรุ่นรหัสควบคุม บันทึกการให้คะแนนอุปกรณ์และเวลาในการล้างข้อมูล หากมี
2. ค้นหาขนาดตัวนำกราวด์ฐานจากตารางรหัสโดยใช้พิกัดอุปกรณ์กระแสเกินและวัสดุตัวนำ
3. ตรวจสอบว่าตัวนำเฟสมีขนาดใหญ่กว่าขนาดความทึบขั้นต่ำหรือไม่ หากเป็นเช่นนั้น ให้ใช้กฎการเพิ่มตามสัดส่วน
4. ตรวจสอบทางวิ่งคู่ขนาน หากวงจรขนานกัน ให้ตรวจสอบว่าสนามแข่งแต่ละสนามต้องใช้สายดินขนาดเต็มหรือไม่
5. ดำเนินการตรวจสอบความทนทานต่อไฟฟ้าลัดวงจรสำหรับตำแหน่งที่มีกระแสไฟฟ้าฟอลต์สูง เพิ่มขนาดหากขนาดโต๊ะไม่สามารถทนต่อพลังงานข้อบกพร่องได้
6. จับคู่ตัวนำกับขั้วต่อ แคลมป์ และขั้วต่อที่ระบุไว้ ยืนยันความเข้ากันได้ของวัสดุและการป้องกันการกัดกร่อน
7. จัดทำเอกสารอินพุต การอ้างอิงโค้ด ผลลัพธ์ และการปรับแต่งบนแบบการออกแบบหรือบันทึกการตรวจสอบ

สำหรับด้านตัวนำและการเชื่อมต่อของการออกแบบ ให้ตรวจสอบที่มีอยู่ ตัวนำสายดิน และการจับคู่ ขั้วต่อสายดิน ก่อนที่จะออกรายการวัสดุ

การอ่านผลลัพธ์: สิ่งที่ผลลัพธ์ควรบอกคุณ

ผลลัพธ์ของเครื่องคิดเลขที่ดีมีสามส่วน: ขนาดโค้ดขั้นต่ำ กฎการควบคุม และแฟล็กการปรับ หากผลลัพธ์ระบุว่า "ทองแดง 3 AWG" โดยไม่ระบุอุปกรณ์ 400 A, ตาราง NEC, สถานะการทำงานแบบขนาน และการตรวจสอบการเพิ่มขนาด ผู้ออกแบบยังคงมีงานที่ต้องทำ หมายเลขเดียวกันสามารถถูกได้ในการติดตั้งครั้งหนึ่ง และผิดในการติดตั้งอีกอันหนึ่ง

ใส่ใจกับความแตกต่างระหว่างขนาดขั้นต่ำและขนาดที่เลือก ขนาดขั้นต่ำคือพื้นโค้ด ขนาดที่เลือกอาจมีขนาดใหญ่ขึ้นเนื่องจากการทนต่อไฟฟ้าลัดวงจร การประสานแรงดันตกคร่อม โหลดในอนาคต หรือความพร้อมในสต็อค นั่นเป็นเรื่องปกติ สิ่งที่ไม่ปกติคือการเลือกตัวนำที่มีขนาดเล็กกว่าเพราะมันพอดีกับขั้วต่อหรือเพราะเครื่องคิดเลขใช้วัสดุผิด

ตรวจสอบตัวเครื่องและระบบเกจสายไฟด้วย ขนาด AWG จะเล็กลงเมื่อตัวเลขมีขนาดใหญ่ขึ้น ในขณะที่ขนาด kcmil จะใหญ่ขึ้นเมื่อตัวเลขมีขนาดใหญ่ขึ้น เครื่องคิดเลขที่ผสม 3 AWG และ 3 kcmil ไม่ใช่ปัญหาการปัดเศษ มันเป็นปัญหาด้านความปลอดภัย ยืนยันผลลัพธ์ในหน่วยเดียวกับที่ใช้ในแบบร่างและใบสั่งซื้อ

การซื้อกลับบ้านครั้งสุดท้าย

ใช้เครื่องคำนวณขนาดสายกราวด์เพื่อจัดระเบียบการตรวจสอบโค้ด ไม่ใช่เพื่อแทนที่ เริ่มต้นด้วยพิกัดอุปกรณ์กระแสเกิน ยืนยันวัสดุตัวนำ ใช้กฎการเพิ่มขนาดและการทำงานแบบขนาน และตรวจสอบความทนทานต่อไฟฟ้าลัดวงจรในบริเวณที่มีพลังงานข้อบกพร่องสูง จากนั้นตรวจสอบว่าตัวนำ ขั้วต่อ และขั้วต่อที่เลือกเข้ากันได้และมีเอกสารกำกับไว้ กระบวนการนั้นเปลี่ยนผลลัพธ์ของเครื่องคิดเลขธรรมดาๆ ให้เป็นการออกแบบสายดินที่สามารถตรวจสอบ ติดตั้ง และบำรุงรักษาได้โดยไม่เกิดความประหลาดใจ