Beste svaret
Direkte svar
Etter min mening bør ikke en huseier gjøre denne typen arbeid. Ansett en lisensiert svenn eller mesterelektriker for å gjøre dette.
Din lokale jurisdiksjon krever mest sannsynlig at du får en elektrisk tillatelse og arbeidet inspiseres. Elektrikeren vil vite de lokale kravene til dette.
Posters bostedsland
Jeg antar at du er i USA, på grunn av din bruk av «føtter» og referansen til 200 ampere. I USA er den aktuelle koden National Electrical Code – NEC.
Utilstrekkelig informasjon presentert
Utilstrekkelig informasjon har blitt presentert med dette spørsmålet for å la det bli fullstendig besvart. Jeg vil imidlertid se på beregningene som kreves for å gi svar på spørsmålet. Et av mine formål med å gjøre det er å vise at dette ikke er en triviell oppgave. Organisasjoner som gjør denne typen arbeid for å leve, bruker ofte dataprogrammer for å hjelpe til med lednings- og racewaystørrelse.
Størrelseseksempel på leder
Dette er kun for informasjonsformål, det er ikke ment som instruksjon for utrente personer, og skal ikke brukes til faktisk dimensjonering av leder. Kontakt en profesjonell for å få dette arbeidet utført.
Jeg vil «vise arbeidet mitt» slik at andre kan følge med. Jeg skal bruke den siste utgaven av NEC – NEC 2017. Hvis jeg tar feil, lar jeg være utenfor, ikke er klar, eller hvis du har noen annen kommentar som kan forbedre dette, vennligst gi meg beskjed!
National Electrical Code Tilgang
Du kan få online tilgang til NEC 2017 ved å registrere deg for en gratis konto på nettstedet NFPA (National Fire Protection Association). Det lokale biblioteket ditt kan ha en kopi, eller de kan kanskje bestille en kopi for deg fra et gjensidig bibliotek.
Noen av referansene jeg viser er bare gitt i Håndbok versjon av NEC, og er så bemerket.
Er de tjenesteledere eller matere?
Det opprinnelige spørsmålet sier “service”, men er de faktisk serviceledere eller er de matere? Jeg vet ikke, og jeg er ikke sikker på at personen som stiller spørsmålet, kjenner noen eller til og med forskjellen. Og det er en forskjell, og forskjellen påvirker svaret.
Tjenester er dekket i 2017 NEC Article 230, Matere i NEC artikkel 215 i 2017.
Jeg tror det er mest sannsynlig at dette faktisk er for tjenesteledere, som er definert som:
• «Ledere og utstyr for å levere elektrisk energi fra serveringsverktøyet til ledningene i lokalene som serveres.»
og ikke en mater, definert som:
• “Alle kretsledere mellom serviceutstyret, kilden til et separat avledet system eller annen strømforsyningskilde og den endelige overstrømsenheten for grenen.”
[Definisjoner per 2017 NEC artikkel 100 Definisjoner ].
Jeg tror dette spørsmålet er for tjenesteledere fordi jeg ikke tror at dette 200 amp-panelet mates som et underpanel fra et annet panelet, men blir heller matet direkte fra verktøyet. Du kan ha et annet perspektiv, og uten mer innspill fra plakaten vet vi ikke sikkert. I alle fall antar jeg at dette er en tjenestekabel og ikke en mater.
Spenningsforutsetning
Jeg antar dette er for en enfasetjeneste på 120 Volt / 240 Volt, som er det vanlige boligsystemet som brukes i USA.
Trinn
Nedenfor er trinnene for å bestemme størrelsen på ledere som skal brukes, sammen med andre hensyn til denne applikasjonen.
1. Velg en ledningstype / kabel
2017 NEC 230.30 (B) gir de typer ledningsmetoder som er tillatt for underjordiske ledere. Av de tillatte metodene ville Type USE-ledere [Underground Service Entrance, 2017 NEC Article 338] være mitt valg fordi det er det enkleste å kjøre siden det ikke krever kanal.
IGS-kabel [Integrated Gas Spacer, 2017 NEC Article 326] og MI-kabel [Mineralisolert, 2017 NEC Article 332] gir ingen mening for denne applikasjonen. MV-kabel [Medium Voltage cable, 2017 NEC Article 328] er for applikasjoner med høyere spenning.
MC direkte gravkabel [Metal Clad kabel, 2017 NEC 330.10 (A) (5) og (B) (2) og (3)] er et annet alternativ, men det vil være veldig tungt og dyrere.
Så vi vil ta i betraktning BRUK, spesielt BRUK-2 på grunn av dens temperaturdekning på 90 dC. Den bruker vanligvis XLPE-isolasjon (tverrbundet polyetylen). Dette vil være mye lettere å administrere enn en kanalinstallasjon.
Jeg vil bruke aluminiumsledere fordi aluminium er mye billigere enn kobber, lettere i vekt enn kobber, og de fleste kabler i størrelsen som kreves leveres oftere i aluminium.
Southwire er en av de større ledningsprodusentene i USA, så jeg vil bruke ledningene deres. Southwire Quadplex PowerGlide 600V Secondary UD ser ut som det tilfredsstiller våre behov:
Før vi går for langt, bør vi kontakte Southwire for å sikre at denne kabeltypen er lett tilgjengelig. https://www.mysouthwire.com/medias/sys\_master/product-specifications/product-specifications/ha9/hab/8854082519070.pdf
2. Men hva om vi bestemte oss for å bruke rør?
Vi kunne bruke PVC-rør, eller kurs. Tidsplan 40 under jorden, Tidsplan 80 der den er over bakken hvis den er utsatt for fysisk skade, for eksempel av gressklippere, per 2017 NEC 230,50 (B) (1).
Hva med ledertypen hvis vi brukte kanal? Per 2017 NEC 300.5 (B) “Det indre av innhegninger eller raceways installert under jorden skal betraktes som et vått sted. Isolerte ledere og kabler installert i disse innhegningene eller racerbanene underjordiske steder skal være i samsvar med 310.10 (C). ”
Per 2017 NEC 310.10 (C) er akseptable ledningstyper:
• MTW
• RHW, RHW-2
• TW, THW, THW-2
• THHW, THWN, THWN-2
• XHHW, XHHW-2
• ZW
Jeg vil ikke gå nærmere inn på detaljene for valg av ledere for en kanalapplikasjon her, fordi jeg allerede har bestemt meg for å bruke ovennevnte nevnte kabel.
Merk at THHN-ledningen er ikke akseptabel for bruk i ledninger under jorden, fordi ledningen ikke har en våt (W) vurdering [2017 NEC Tabell 310.104 (A), THHN].
3. Å bestemme den nødvendige konduktorens ampasitet
2017 NEC 310.15 (B) (7) tillater oss å bruke 83\% av tjenestevurderingen. 83\% av 200 ampere = 166 ampere.
4. Dimensjonering av ledere for den nødvendige ampasiteten
Selv om kabelen vi har valgt har en temperaturvurdering på 90dC [2017 NEC Tabell 310.15 (B) (16)] for å kunne dimensjonere ledningen, må den være brukt ved 75 dC [2017 NEC 110.14 (C)]. Dette er fordi terminalene som ledningen skal kobles til bare er vurdert til 75dC.
Så vi vil bruke 2017 NEC Tabell 310.15 (B) (16), 75dC aluminiumsøyle for å bestemme den nødvendige lederstørrelsen .
For 166 ampere gir dette oss 4/0-ledere – som er vurdert til 180 ampere.
Med den kabeltypen vi vurderer at nøytral leder er en del av kabelenheten Så i stedet for å gå gjennom de ganske komplekse beregningene for å avgjøre om vi kan bruke nøytral i redusert størrelse, vil vi bruke en av ledere i full størrelse i denne kabelen til nøytral leder. Kabelenheten har fire ledninger, så vi vil bruke en av dem som jordledning.
5. Omgivelsestemperaturkorreksjonsfaktor
Ampasiteten for ledere i 2017 NEC Tabell 310.15 (B) (16) er gitt ved en omgivelsestemperatur på 86dF / 30dC.
Vi trenger for å korrigere ledningens ampasitet for omgivelsestemperaturen i området, siden noen av lederne vil bli utsatt for omgivelsestemperaturen (der de går ut og kanskje kommer i bakken).
Det første trinnet er å bestemme hva den høye omgivelsestemperaturen er for ditt område. Dette kan du slå opp i ASHRE-håndboken, under Fundamentals. Du kan få gratis tilgang til denne håndboken ved å registrere deg på ASHREs nettsted. Et annet nettsted som noen bruker er Solar America Board for Codes and Standards (bruk 2\% Gj.sn. høy temp. Nummer).
2017 NEC Tabell 310.15 (B) (2) (a) gir disse korreksjonsfaktorene. Her kan vi bruke 90dC-klassifiseringen til lederen [referanse “Beregningseksempel” – 2017 NEC-håndbok, ved 310.15 (C) (3)].
Jeg vil anta en høy omgivelsestemperatur på 100dF, noe som gir oss en korreksjonsfaktor på 0,91.
Trenger 166 ampere med en omgivelsestemperaturkorreksjonsfaktor på 0,91, 4/0 aluminium ved 75dC gir oss bare 163,8 ampere (180 ampere * 0,91 = 163,8 ampere).
Jeg vedder på at mange kanskje fudger dette og holder seg med 4/0, men vi følger NEC her.
Vi velger 250 MCM aluminiumsledere ved 75dC, noe som gir oss 205 ampere x 0,91 = 186,5 ampere.
6. Justeringsfaktor for mer enn tre strømførende ledere i en racerbane eller kabel
Per 2017 NEC 310.15 (B) (3) (a), når det er mer enn tre strømførende ledere i en løpebane eller kabel, må en justeringsfaktor brukes per 2017 NEC Tabell 310.15 (B) (3) (a).
Siden vi i denne situasjonen bare har tre strømførende ledere (to varmeledere og en nøytral leder) – denne justeringen gjelder ikke.
Merk at en jordledning ikke er en strømførende leder og ikke teller når du bruker denne, referanse 2017 NEC 301.15 (B) (6).
7. Nedgang i spenningsfall
Hensikten med National Electrical Code er den praktiske beskyttelsen av personer og eiendom mot farer som oppstår ved bruk av elektrisitet [2017 NEC 90.1 (A)].
NEC anser generelt ikke spenningsfall som et sikkerhetsproblem. Som et resultat inneholder NEC anbefalinger (Fine Print Notes) om at kretsledere har en størrelse som er tilstrekkelig stor nok til at en rimelig effektivitet ved utstyrsdrift kan gis.
Notater med fin utskrift i NEC er kun for informasjonsformål og kan ikke håndheves av inspeksjonsmyndigheten [2017 NEC 90-5 (C). 2017 NEC § 110-3 (B) krever imidlertid at utstyr installeres i samsvar med utstyrsinstruksjonene. Derfor må elektrisk utstyr installeres slik at det fungerer innenfor sin spenningsgrad som spesifisert av produsenten.
For matere [2017 NEC 215.2 (A) (1) (b) FPN 2] angir en maksimal spenning fall på 3 prosent, eller 3,6 volt fall på en 120 volt leder.
Serviceledere har ikke noe krav til spenningsfall [2017 NEC artikkel 230 «Services.»]
I alle fall Jeg ville ha det bra med 250 MCM-ledere, da sjansen for at du faktisk vil trekke noe nær 200 ampere er ganske liten. Men hvis du foretrekker det, kan du gå gjennom beregningene for spenningsfall og deretter bruke større ledere (jeg ville ikke gjort dette fordi jeg tror større ledere er unødvendige av den grunn jeg allerede har nevnt).
Formelen for spenning drop er VD = [2 * L * R * I] / 1000 [2017 NEC Håndbok, 215.2 (A) (1) (a) – informasjonsnotater kl. slutten] der:
• VD = spenningsfall i volt
• L = enveis kretslengde i fot
• R = ledermotstand i ohm per 1000 ft, (fra 2017 NEC kapittel 9, tabell 8)
• I = belastningsstrøm i ampere
Hvis du virkelig ønsket å beregne dette, ville det være:
VD = [2 * 185 * 0,0874 * 200] / 1000 = 6,47 volt fall
For å få tilnærmet et spenningsfall på 3\% vil det være nødvendig å øke lederne til 350 MCM, noe som ville være helt urimelig og unødvendig etter min mening.
Så på dette tidspunktet har vi valgt størrelsen på lederne (250 MCM aluminium), og som valgt tidligere vil vi bruke Southwire Quadplex PowerGlide 600V sekundær UD direkte nedgravd.
8. Beskyttelse mot fysisk skade
2017 NEC 230.32 krever at underjordiske ledere skal beskyttes mot skader der de kommer inn i en bygning eller annen struktur, i samsvar med 2017 NEC 230.43.
2017 NEC 338.12 (B) (2) krever at BRUK er beskyttet per 2017 NEC 300.5 (D).
Vi vil velge å beskytte lederne med PVC-rør, fordi i motsetning til metallrør vil PVC ikke korrodere og gjør ikke ikke få oss inn i jordingshensyn. Hvis denne kanalen er utsatt for fysisk skade fra gressklippere og lignende, vil vi velge Schedule 80 PVC-rørledning som påkrevd i 2017 NEC 230.50 (B) (1).
Vi vil anta de utsatte delene av PVC-ledning er utsatt for fysisk skade, derfor bruker vi Schedule 80 PVC-rør.
9. Dimensjonering av Schedule 80 PVC-kanal
Dimensjonsdata for PVC Schedule 80-kanal er gitt i 2017 NEC kapittel 9, tabell 4 under “Artikkel 352 – Stiv PVC-kanal, Schedule 80.”
Men først må vi vurdere temaet rørledning. Du kan ikke bare fastkoble ledninger i alle størrelser i en hvilken som helst størrelse, ettersom å trekke ledningene gjennom en for liten kanal kan skade ledningsisolasjonen. 2017 NEC kapittel 9, tabell 1 viser dette, men skal kabelen vi valgte for å bli betraktet som en kabel beregnes med et tverrsnittsareal på 53\%, eller over to ledere som skal beregnes til 40\%?
2017 NEC kapittel 9, «Merknader til tabeller» (9) sier «Enheter av enkeltisolerte ledere uten overordnet dekning skal ikke anses som en kabelen når du bestemmer lednings- eller rørfyllingsområdet. Lednings- eller rørfyllingen for forsamlingene skal beregnes ut fra de enkelte lederne. ”
Derfor må vi i henhold til NEC kapittel 9, tabell 1 i 2017 vurdere dette å være mer enn to ledere og derfor bruke en fyllingsfaktor på 40\%.
Jeg vil ikke vise all matematikken for å beregne dette (husk at området = pi * r-kvadrat), men:
• Antall. 3 ledere (to varme, en nøytral) med en diameter på 0,732 tommer = 0,421 tommer * 3 = 1,263 tommer
• Ant. 1 ledning (brukt som jordledning), 0,603 tommer diameter = 0,286 kvadrat tommer
• Når du legger til disse sammen er 1,548 totalt kvadrat tommer.
(Data fra Southwire datablad.)
Ser vi på 2017 NEC kapittel 9, tabell 4 for Schedule 80 Rigid PVC Conduit at 40\% fill, 2,5 inch handelsstørrelsesrør oppfyller behovene ved 1,647 square inches ved 40\% fyll.
Jeg personlig kan vurdere å øke størrelsen til 3 tommer av to grunner:
• 2.5-tommers rør er en oddballstørrelse og kan være vanskelig å skaffe.
• Basert på erfaring med å trekke ledninger nær en 40\% fyllingsfaktor, kan 2,5-tommers rør være litt på den stramme størrelsen. 3 tommer vil gjøre det lettere å trekke, selv om seksjonen av PVC-rør er kort.
10. Rørhensyn
Vi bruker ikke et rørsystem, men jeg trodde jeg ville ta med noen få hensyn om rørsystemer som referanse.
• 2017 NEC 3252.28 krever at alle kutte ender av PVC-rør trimmes inne og ute for å fjerne grove kanter.
• Ledningssystemet må være komplett før ledninger blir trukket gjennom systemet [2017 NEC 300.18 (A)]. Det er et unntak for korte deler av raceways som inneholder ledere eller kabelenheter for å beskytte mot fysisk skade, som i vårt tilfelle.
• Ikke mer enn 360 grader bøyninger er tillatt mellom trekkpunktene (for Eksempel, rørhus og bokser) referanse 2017 NEC 352.26 for PVC-rør og andre NEC-artikler for andre typer rør og rør. Et ledningslegeme er definert i 2017 NEC artikkel 100 Definisjoner som “En separat del av et lednings- eller rørsystem som gir tilgang gjennom et avtagbart deksel til det indre av systemet ved et veikryss av to eller flere deler av systemet eller på et terminalpunkt i systemet. Bokser som FS og FD eller større bokser av støpt eller metallplate klassifiseres ikke som rørlegemer. ” Den forklarende bemerkningen til denne definisjonen i håndbokversjonen av NEC sier «Rørlegemer inkluderer kortradiusstypen så vel som dekket albuer og service albuer. Rørlegemer inkluderer designene LB, LL, LR, C. T og X. ” En kanal LB (L-form, åpning bak) er vist nedenfor.
11. Gravdybde
Kabelen må nedgraves til en dybde på 24 tommer eller mer [2017 NEC Tabell 300.5 = Kolonne 1 (Direkte gravkabler eller ledere)]. Dette er mer enn de 18 tommer som er tillatt hvis vi ville ha brukt PVC-rør (Kolonne 3) – men for en grøft vil dette lange mekaniserte grøfteutstyret absolutt bli brukt, og forskjellen mellom å grave en 18 tommers grøft og en 24 tommers grøft med slikt utstyr ville være marginalt.
12. Fylling tilbake
Per 2017 NEC 300.5 (F) “Fylling som inneholder store bergarter, belegningsmaterialer, slagger, store eller skarpe vinklede stoffer eller etsende materialer skal ikke plasseres i en utgravning der materialskader raceways, kabler, ledere eller andre underkonstruksjoner eller forhindre tilstrekkelig komprimering av fylling eller bidra til korrosjon av raceways, kabler eller andre underkonstruksjoner.
Hvor det er nødvendig for å forhindre fysisk skade på løpebane, kabel eller leder, beskyttelse skal gis i form av granulært eller valgt materiale, egnede løpebrett, passende hylser eller andre godkjente midler. ”
13. Noen andre hensyn til NEC:
• Raceway-tetninger kan være påkrevd i ledningen i henhold til [2017 NEC 230.8 og 300.5 (G)]
• Foringer kan være påkrevd i ledning per [2017 NEC 300.5 (H)]
• Jordbevegelse må vurderes i henhold til [2017 NEC 300.5 (J) ]
14. Antiox på aluminiumsledere
Selv om det ikke er et krav fra NEC, anbefaler jeg sterkt å bruke antiox på alle multistrand aluminiumsledninger før de avsluttes.
Oksidhemmende pastaer hindre luft i å komme i kontakt med aluminiumslederen, og forhindrer dermed dannelsen av ikke-ledende aluminiumoksider på overflaten til aluminiumslederen. For ytterligere å hjelpe ledningen av elektrisitet inneholder de fleste oksidhemmende pastaer sinkpartikler som biter gjennom oksidet for å gi en bedre ledende vei til aluminiumtråden.
Hubbell / Burndy Penetrox er et av de mer kjente oksider -hemmende pastaer, Penetrox P8A er den vanligste.
Ideal lager et lignende produkt, som Gardner Bender gjør.
15. Trekk til ledningsterminaler
I henhold til NEC 2017 må disse tilkoblingene tiltrekkes med et kalibrert momentverktøy [2017 NEC 110.14 (D)].
16. Fargekoding av ledningene
Du må tape eller på annen måte fargelegge ledningene som følger:
• Ledningen som brukes som nøytral (jordet leder) må være riktig identifisert per 2017 NEC 200.6 (B). Dette gjøres vanligvis ved å omslutte lederen med hvitt elektrisk bånd ved alle avslutninger.
• Ledningen som brukes som jordledning må identifiseres riktig i henhold til 2017 NEC 250.119 (A). Dette gjøres vanligvis ved å omslutte ledningen med grønt elektrisk bånd ved alle avslutninger.
Hvis du klarte å lese helt til slutten – jeg gratulerer og takker deg!
Svar
Aluminium ville være hvordan jeg ville gå i rør så kan starte med ampacity. for å kjøre 200 ampere må det være thhn isolasjon vurdert til 90 grader som bærer 205 amp. ikke mer enn 3 strømførende ledere i løpsbanen. ved 240 volt vil du ha 2 varme en nøytral og en jord i ledningen forutsatt enfaset bolig. så du har 3 ledere ved 4/0 og en jord på kobber # 6 eller aluminium # 4. nå må du redegjøre for spenningsfall mindre enn 5 prosent på panelet, slik at 185 fot opp størrelse lederne etter en størrelse. Så neste størrelse opp er 250 kcmil x 3 ledere og en # 4 jordingsleder. neste trinn er å dimensjonere ledningen og trekkpunktene. Ikke mer enn 360 grader sving mellom trekkpunktene, og det må være et trekkpunkt hver 100 fot løp. som setter en koblingsboks på mellom 90 og 100 fot. ved å dimensjonere diagrammet vil ledningsstørrelsen være 3 i plan 40 pvc med trekkboksen som er dimensjonert i henhold til kanalen. forutsatt at bare ett sett rør må minimum størrelsen på trekkboksen være 18 tommer eller større, nå kan du kjøre kobber til den mindre størrelsen, men kostnaden for prosjektet går VEIS opp for kobbertråd og kobberstørrelsen er 3/0 ikke mye av en størrelsesforskjell og ned til 2 i pvc for ledning så ikke mye for å spare der 250 mcm aluminium fra min leverandør er ca 1,20 ft der kobber 4/0 er 4,20 per ft