Melhor resposta
Resposta direta
Na minha opinião, um proprietário não deveria estar fazendo este tipo de trabalho. Contrate um jornaleiro licenciado ou eletricista mestre para fazer isso.
Sua jurisdição local provavelmente exige que uma licença elétrica seja obtida e o trabalho seja inspecionado. O eletricista conhecerá os requisitos locais para isso.
País de residência do pôster
Presumo que você esteja no US, devido ao uso de “pés” e à referência a 200 amperes. Nos EUA, o código relevante é o National Electrical Code – o NEC.
Informações insuficientes apresentadas
Insuficiente informações foram apresentadas com esta pergunta para permitir que ela seja totalmente respondida. Vou, no entanto, apresentar uma visão geral dos cálculos necessários para fornecer uma resposta à pergunta. Um dos meus objetivos ao fazer isso é mostrar que essa não é uma tarefa trivial. As organizações que fazem esse tipo de trabalho para ganhar a vida geralmente usam programas de computador para auxiliar no dimensionamento de cabos e pistas.
Exemplo de dimensionamento de condutores
Isso é apenas para fins informativos, não se destina a ser instruções para pessoas não treinadas e não deve ser usado para o dimensionamento real do condutor. Contate um profissional para fazer este trabalho.
Vou “mostrar o meu trabalho” para que outros acompanhem. Usarei a última edição do NEC – o NEC 2017. Se eu cometer um erro, deixar algo de fora, não for claro ou se você tiver qualquer outro comentário que possa melhorar isso, por favor me avise!
Código Elétrico Nacional Acesso
Você pode obter acesso online ao NEC 2017, inscrevendo-se para uma conta gratuita no site da NFPA (National Fire Protection Association). Sua biblioteca local pode ter uma cópia ou podem solicitar uma cópia para você de uma biblioteca recíproca.
Algumas das referências que mostro são fornecidas apenas no Manual versão do NEC, e são assim indicados.
Eles são condutores ou alimentadores de serviço?
A pergunta original diz “serviço”, mas eles são realmente condutores de serviço ou alimentadores? Eu não sei, e não tenho certeza se a pessoa que fez a pergunta sabe ou mesmo sabe a diferença. E há uma diferença, e a diferença afeta a resposta.
Serviços são cobertos no Artigo 230 da NEC de 2017, Alimentadores em 2017 Artigo 215 da NEC.
Eu acredito que é mais provável que seja de fato para condutores de serviço, que são definidos como:
• “Os condutores e equipamentos de distribuição de energia elétrica da concessionária de serviço ao sistema de fiação das dependências atendidas.”
e não alimentador, definido como:
• “Todos os condutores de circuito entre o equipamento de serviço, a fonte de um sistema derivado separadamente ou outra fonte de alimentação e o dispositivo de sobrecorrente do circuito de ramificação final.”
[Definições de 2017 NEC Artigo 100 Definições ].
Acredito que esta pergunta seja para condutores de serviço porque não acredito que este painel de 200 amp seja alimentado como um subpainel de outro painel, mas é alimentado diretamente do utilitário. Você pode ter uma perspectiva diferente e, sem mais contribuições do pôster, não saberemos com certeza. Em qualquer caso, estou assumindo que este é um cabo de serviço e não um alimentador.
Suposição de tensão
Eu presumo isso é para um serviço monofásico de 120 volts / 240 volts, que é o sistema residencial comum usado nos EUA.
Etapas
Abaixo estão as etapas para determinar o tamanho dos condutores a serem usados, junto com outras considerações para esta aplicação.
1. Selecione um tipo de fiação / cabo
2017 NEC 230.30 (B) fornece os tipos de métodos de fiação permitidos para condutores de serviço subterrâneo. Dos métodos permitidos, os condutores Tipo USE [Entrada do Serviço Subterrâneo, 2017 NEC Artigo 338] seriam minha escolha porque é o mais fácil de operar, pois não requer conduíte.
Cabo IGS [Espaçador de Gás Integrado, 2017 NEC Artigo 326] e o cabo MI [Mineral Isolado, 2017 NEC Artigo 332] não fazem sentido para esta aplicação. O cabo MV [cabo de média tensão, 2017 NEC Artigo 328] é para aplicações de alta tensão.
Cabo de enterramento direto MC [cabo revestido de metal, 2017 NEC 330.10 (A) (5) e (B) (2) e (3)] é outra opção, mas será muito pesado e mais caro.
Portanto, consideraremos o USE, especificamente o USE-2, por causa de sua classificação de temperatura de 90dC. Geralmente usa isolamento XLPE (polietileno reticulado). Isso será muito mais fácil de gerenciar do que uma instalação de conduíte.
Usarei condutores de alumínio porque o alumínio é muito menos caro do que o cobre, mais leve do que o cobre, e a maioria dos cabos do tamanho necessário são fornecidos mais comumente em alumínio.
A Southwire é um dos maiores fabricantes de fios dos EUA, então usarei seus fios. Southwire UD Secundário Quadplex PowerGlide 600V parece que atende às nossas necessidades:
Antes de prosseguirmos, devemos entrar em contato com a Southwire para garantir que esse tipo de cabo esteja disponível. https://www.mysouthwire.com/medias/sys\_master/product-specifications/product-specifications/ha9/hab/8854082519070.pdf
2. Mas e se decidirmos usar um conduíte?
Podemos usar um conduíte de PVC, ou curso. Cronograma 40 subterrâneo, Cronograma 80 onde está acima do solo se estiver sujeito a danos físicos, como cortadores de grama, conforme 2017 NEC 230.50 (B) (1).
E quanto ao tipo de condutor se nós usou conduíte? De acordo com NEC 300.5 (B) 2017 “O interior de gabinetes ou canais instalados no subsolo deve ser considerado um local úmido. Os condutores e cabos isolados instalados nesses gabinetes ou canais em locais subterrâneos devem estar em conformidade com 310.10 (C). ”
De acordo com NEC 310.10 (C) 2017, os tipos de fio aceitáveis são:
• MTW
• RHW, RHW-2
• TW, THW, THW-2
• THHW, THWN, THWN-2
• XHHW, XHHW-2
• ZW
Não vou entrar em detalhes da seleção de condutores para uma aplicação de conduíte aqui, porque já decidi usar o acima- cabo mencionado.
Observe que o fio THHN não é aceitável para uso em conduítes subterrâneos, porque o fio não tem um (W) classificação [2017 NEC Tabela 310.104 (A), THHN].
3. Determinando a Ampacidade necessária do condutor
2017 NEC 310.15 (B) (7) nos permite usar 83\% da classificação do serviço. 83\% de 200 amperes = 166 amperes.
4. Dimensionamento de condutores para a ampacidade necessária
Embora o cabo que selecionamos tenha uma classificação de temperatura de 90dC [2017 NEC Tabela 310.15 (B) (16)] para fins de dimensionamento do condutor, ele deve ser usado a 75dC [2017 NEC 110.14 (C)]. Isso ocorre porque os terminais aos quais o fio será conectado são classificados apenas em 75dC.
Portanto, usaremos a Tabela 310.15 (B) (16) do NEC 2017, a coluna de alumínio de 75dC para determinar o tamanho do condutor necessário .
Para 166 amperes, isso nos dá 4/0 condutores – que é avaliado em 180 amperes.
Com o tipo de cabo que estamos considerando, o condutor neutro faz parte do conjunto do cabo , então, ao invés de passar por cálculos bastante complexos para determinar se podemos usar um neutro de tamanho reduzido, usaremos um dos condutores de tamanho real neste cabo para o condutor neutro. O conjunto do cabo tem quatro fios, então usaremos um deles como fio terra.
5. Fator de correção de temperatura ambiente
A ampacidade para condutores em 2017 NEC Tabela 310.15 (B) (16) é dada a uma temperatura ambiente de 86dF / 30dC.
Precisamos para corrigir a ampacidade dos condutores para a temperatura ambiente na área, uma vez que alguns dos condutores serão expostos à temperatura ambiente (de onde saem e talvez entrem no solo).
O primeiro passo é determine qual é a alta temperatura ambiente para sua área. Isso pode ser consultado no Manual da ASHRE, em Fundamentos. Você pode obter acesso gratuito a este manual inscrevendo-se no site da ASHRE. Outro site que alguns usam é o Solar America Board for Codes and Standards (use o número médio de 2\% para alta temperatura).
2017 A Tabela NEC 310.15 (B) (2) (a) fornece esses fatores de correção. Aqui podemos usar a classificação de 90dC do condutor [referência “Exemplo de cálculo” – 2017 NEC Handbook, em 310.15 (C) (3)].
Vou assumir uma alta temperatura ambiente de 100dF, o que dá nos dá um fator de correção de 0,91.
Precisando de 166 amperes com um fator de correção de temperatura ambiente de 0,91, 4/0 de alumínio a 75dC nos dá apenas 163,8 amperes (180 amperes * 0,91 = 163,8 amperes).
Aposto que muitos podem falsificar isso e ficar com 4/0, mas estamos seguindo o NEC aqui.
Selecionaremos 250 condutores de alumínio MCM a 75dC, o que nos dá 205 amperes x 0,91 = 186,5 amperes.
6. Fator de ajuste para mais de três condutores de transporte de corrente em uma canaleta ou cabo
De acordo com NEC 310.15 (B) (3) (a) 2017, quando houver mais de três condutores de transporte de corrente em um canaleta ou cabo, um fator de ajuste deve ser aplicado de acordo com a Tabela 310.15 (B) (3) (a) de 2017 NEC.
Uma vez que nesta situação temos apenas três condutores de corrente (dois condutores quentes e um neutro condutor) – este ajuste não se aplica.
Observe que um fio terra não é um condutor condutor de corrente e não conta ao aplicar isso, referência 2017 NEC 301.15 (B) (6).
7. Redução da queda de tensão
O objetivo do Código Elétrico Nacional é a salvaguarda prática de pessoas e propriedades de perigos decorrentes do uso de eletricidade [2017 NEC 90.1 (A)].
Geralmente, o NEC não considera a queda de tensão um problema de segurança. Como resultado, o NEC contém recomendações (Notas em letras pequenas) para que os condutores de circuito sejam dimensionados suficientemente grandes para que uma eficiência razoável de operação do equipamento possa ser fornecida.
As notas impressas no NEC são apenas para fins informativos e não podem ser executadas pela autoridade de inspeção [2017 NEC 90-5 (C). No entanto, 2017 NEC Seção 110-3 (B) requer que o equipamento seja instalado de acordo com as instruções do equipamento. Portanto, o equipamento elétrico deve ser instalado de forma que opere dentro de sua classificação de tensão, conforme especificado pelo fabricante.
Para alimentadores [2017 NEC 215.2 (A) (1) (b) FPN 2] indica uma tensão máxima queda de 3 por cento ou queda de 3,6 volts em um condutor de 120 volts.
Os condutores de serviço não têm requisitos de queda de tensão [2017 NEC Artigo 230 “Serviços”. , Eu ficaria bem usando 250 condutores MCM, já que as chances de você realmente extrair algo próximo a 200 amperes são muito pequenas. Mas se preferir, você pode fazer os cálculos para queda de tensão e usar condutores maiores (eu não faria isso porque acho que condutores maiores são desnecessários pelo motivo que já mencionei).
A fórmula para tensão queda é VD = [2 * L * R * I] / 1000 [2017 NEC Manual, 215.2 (A) (1) (a) – notas informativas em fim] onde:
• VD = queda de tensão em volts
• L = comprimento unilateral do circuito em pés
• R = resistência do condutor em ohms por 1000 pés, (de 2017 NEC Capítulo 9, Tabela 8)
• I = corrente de carga em amperes
Se você realmente quisesse calcular isso, seria:
VD = [2 * 185 * 0,0874 * 200] / 1000 = queda de 6,47 volts
Para obter uma queda de tensão de aproximadamente 3\%, seria necessário dimensionar os condutores para 350 MCM, o que seria totalmente irracional e desnecessário na minha opinião.
Portanto, neste ponto, selecionamos o tamanho dos condutores (250 MCM de alumínio) e, conforme selecionado anteriormente, usaremos Southwire Quadplex PowerGlide 600V UD secundário diretamente enterrado.
8. Proteção contra danos físicos
2017 NEC 230.32 requer que os condutores de serviço subterrâneo sejam protegidos contra danos onde eles entram em um edifício ou outra estrutura, de acordo com 2017 NEC 230.43.
2017 NEC 338.12 (B) (2) requer que o USO seja protegido por 2017 NEC 300.5 (D).
Escolheremos proteger os conduítes com conduíte de PVC, porque ao contrário do conduíte de metal, o PVC não corrói e não nos coloque em considerações de aterramento de conduíte. Se este conduíte estiver sujeito a danos físicos de cortadores de grama e similares, selecionaríamos o conduíte de PVC Schedule 80 conforme exigido em 2017 NEC 230.50 (B) (1).
Iremos assumir as partes expostas do O conduíte de PVC está sujeito a danos físicos, portanto, usaremos o conduíte de PVC Schedule 80.
9. Dimensionando o conduíte de PVC Schedule 80
Os dados dimensionais no conduíte de PVC Schedule 80 são fornecidos em 2017 NEC Capítulo 9, Tabela 4 no “Artigo 352 – Conduíte de PVC rígido, Schedule 80.”
Mas primeiro precisamos considerar o tópico de preenchimento de conduíte. Você não pode simplesmente prender fios de qualquer tamanho em conduítes de qualquer tamanho, pois puxar os fios por um conduíte muito pequeno pode danificar o isolamento do fio. 2017 NEC Capítulo 9, Tabela 1 mostra isso, mas o cabo que selecionamos para ser considerado um cabo a ser calculado em uma área de seção transversal de 53\%, ou sobre dois condutores a ser calculado em 40\%?
2017 NEC Capítulo 9, “Notas para as tabelas” (9) afirma “Conjuntos de condutores isolados individuais sem uma cobertura geral não devem ser considerados um cabo ao determinar conduíte ou área de preenchimento de tubulação. O preenchimento do conduíte ou da tubulação para os conjuntos deve ser calculado com base nos condutores individuais. ”
Portanto, de acordo com o Capítulo 9 da NEC 2017, Tabela 1, devemos considerar que há mais de dois condutores e, portanto, usar um fator de preenchimento de 40\%.
Não vou mostrar toda a matemática para calcular isso (lembre-se de que área = pi * r-quadrado), mas:
• Qtde. 3 condutores (dois hots, um neutro) com 0,732 polegadas de diâmetro = 0,421 polegadas quadradas * 3 = 1,263 polegadas quadradas
• Quant. 1 fio (usado como o fio terra), diâmetro de 0,603 polegada = 0,286 polegada quadrada
• Somando-os, temos um total de 1,548 polegadas quadradas.
(Dados da folha de dados da Southwire.)
Olhando para 2017 NEC Capítulo 9, Tabela 4 para o conduíte de PVC rígido Schedule 80 com 40\% de preenchimento, o conduíte de tamanho comercial de 2,5 polegadas atende às necessidades de 1,647 polegadas quadradas com 40\% de preenchimento.
Eu pessoalmente posso considerar aumentar isso para 3 polegadas por dois motivos:
• 2.O conduíte de 5 polegadas é um tamanho estranho e pode ser difícil de obter.
• Com base na experiência de puxar fios com um fator de preenchimento próximo a 40\%, o conduíte de 2,5 polegadas pode ser um pouco apertado. 3 polegadas facilitarão a tração, embora a seção do conduíte de PVC seja curta.
10. Considerações sobre conduítes
Não estamos usando um sistema de conduítes, mas pensei em incluir algumas considerações sobre os sistemas de conduítes para referência.
• 2017 NEC 3252.28 requer que todos pontas cortadas do conduíte de PVC devem ser aparadas internamente e externamente para remover as arestas.
• O sistema de conduíte deve ser concluído antes dos fios são puxados pelo sistema [2017 NEC 300.18 (A)]. Há uma exceção para seções curtas de pistas usadas para conter condutores ou conjuntos de cabos para proteção contra danos físicos, como em nosso caso.
• Não mais do que 360 graus de curvas são permitidos entre os pontos de tração (para exemplo, corpos e caixas de conduíte) referência 2017 NEC 352.26 para conduíte de PVC e outros artigos NEC para outros tipos de conduíte e tubulação. Um corpo de conduíte é definido nas Definições do Artigo 100 da NEC 2017 como “Uma porção separada de um conduíte ou sistema de tubulação que fornece acesso através de uma (s) tampa (s) removível (s) ao interior do sistema em uma junção de duas ou mais seções do sistema ou em um ponto terminal do sistema. Caixas como FS e FD ou caixas maiores de molde ou folha de metal não são classificadas como corpos de conduíte ”. A nota explicativa para esta definição na versão do manual do NEC declara “Os corpos dos conduítes incluem o tipo de raio curto, bem como cotovelos cobertos e cotovelos de serviço. Os corpos dos conduítes incluem os projetos LB, LL, LR, C. T e X. ” Um conduíte LB (em forma de L, abertura na parte traseira) é mostrado abaixo.
11. Profundidade de enterro
O cabo precisará ser enterrado a uma profundidade de 24 polegadas ou mais [Tabela NEC 300.5 de 2017 = Coluna 1 (cabos ou condutores de enterramento direto)]. Isso é mais do que os 18 polegadas permitidos se tivéssemos usado conduíte de PVC (coluna 3) – mas para uma trincheira, este equipamento de valas mecanizado longo certamente será usado, e a diferença entre cavar uma vala de 18 polegadas e uma vala de 24 polegadas com tal o equipamento seria marginal.
12. Aterro
De acordo com NEC 300.5 (F) 2017 “Aterro que contém grandes rochas, materiais de pavimentação, cinzas, substâncias grandes ou fortemente angulares ou materiais corrosivos não deve ser colocado em uma escavação onde os materiais danificam canaletas, cabos, condutores ou outras subestruturas ou impedir a compactação adequada de preenchimento ou contribuir para a corrosão de canais, cabos ou outras subestruturas.
Quando necessário, para evitar danos físicos à canaleta, cabo ou condutor, proteção deve ser fornecido na forma de material granular ou selecionado, estribos adequados, mangas adequadas ou outros meios aprovados. ”
13. Algumas outras considerações da NEC:
• As vedações da canaleta podem ser necessárias no conduíte de acordo com [2017 NEC 230.8 e 300.5 (G)]
• Buchas podem ser necessárias no conduíte por [2017 NEC 300.5 (H)]
• O movimento da Terra deve ser considerado de acordo com [2017 NEC 300.5 (J) ]
14. Antiox nos condutores de alumínio
Embora não seja um requisito do NEC, eu recomendo fortemente o uso de antioxidantes em todos os fios de alumínio multistrand antes de serem terminados.
Pastas inibidoras de óxido evitar que o ar entre em contato com o condutor de alumínio, evitando assim a formação de óxidos de alumínio não condutores na superfície do condutor de alumínio. Para auxiliar ainda mais a condução de eletricidade, a maioria das pastas de inibição de óxido contém partículas de zinco que atravessam o óxido para fazer um caminho condutor melhor para o fio de alumínio.
Hubbell / Burndy Penetrox é um dos óxidos mais conhecidos – pastas inibidoras, sendo Penetrox P8A a mais comum.
A Ideal faz um produto semelhante, assim como o Gardner Bender.
15. Aperto de terminais de fios
De acordo com o NEC 2017, essas conexões devem ser apertadas usando uma ferramenta de torque calibrada [2017 NEC 110.14 (D)].
16. Codificação dos fios por cor
Você precisará colar ou codificar por cor os fios da seguinte forma:
• O fio usado como neutro (condutor aterrado) deve ser devidamente identificado por 2017 NEC 200.6 (B). Isso normalmente é feito circundando o condutor com fita isolante branca em todas as terminações.
• O fio usado como fio de aterramento precisa ser devidamente identificado de acordo com o NEC 250.119 (A) 2017. Isso normalmente é feito circundando o fio com fita isolante verde em todas as terminações.
Se você conseguiu ler até o fim – eu parabenizo e obrigado!
Resposta
O alumínio seria como eu iria no conduíte, então vamos começar com a ampacidade. para funcionar em 200 amperes, seria necessário um isolamento classificado em 90 graus, que carrega 205 amperes. não mais do que 3 condutores de transporte de corrente na pista. em 240 volts você terá 2 neutros e um aterramento no conduíte, assumindo uma fase residencial monofásica. então você tem 3 condutores em 4/0 e um aterramento em cobre # 6 ou alumínio # 4. agora você tem que levar em conta a queda de tensão inferior a 5\% no painel, portanto, 185 pés de altura avalia os condutores por um determinado tamanho. Portanto, o próximo tamanho é 250 kcmil x 3 condutores e um condutor de aterramento nº 4. a próxima etapa é dimensionar o conduíte e os pontos de tração. Não mais do que 360 graus de curva entre os pontos de tração e deve haver um ponto de tração a cada 30 metros de corrida. isso coloca uma caixa de junção entre 30 e 30 metros. através do gráfico de dimensionamento, o tamanho do conduíte será 3 em pvc escalonado 40 com a caixa de tração sendo dimensionada de acordo com o conduíte. assumindo apenas um conjunto de conduíte, o tamanho mínimo da caixa de tração teria que ser 18 polegadas ou maior, agora você poderia executar cobre para o tamanho menor, mas o custo do projeto sobe MUITO para o fio de cobre e o tamanho do cobre é 3/0 não muita diferença de tamanho e até 2 em pvc para conduíte, não muito para economizar 250 mcm de alumínio do meu fornecedor é de cerca de 1,20 por pé, enquanto o cobre 4/0 é de 4,20 por pé