Bästa svaret
Direkt svar
Enligt min mening borde en husägare inte göra denna typ av arbete. Anställ en licensierad sällskap eller en elektriker för att göra detta.
Din lokala jurisdiktion kräver sannolikt att ett elektriskt tillstånd erhålls och att arbetet inspekteras. Elektrikern kommer att känna till de lokala kraven för detta.
Posters hemland
Jag antar att du befinner dig i USA, på grund av din användning av ”fötter” och hänvisningen till 200 ampere. I USA är den relevanta koden National Electrical Code – NEC.
Otillräcklig information presenterad
Otillräcklig information har presenterats med denna fråga så att den kan besvaras fullständigt. Jag kommer dock att översikt över de beräkningar som krävs för att ge ett svar på frågan. Ett av mina syften med detta är att visa att detta inte är en trivial uppgift. Organisationer som gör denna typ av arbete för att försörja använder ofta datorprogram för att hjälpa till med dimensionering av tråd och kappsegling.
Exempel på ledarstorlek
Detta är endast av informationssyfte, det är inte avsett som instruktioner för otränade personer, och bör inte användas för faktisk dimensionering av ledare. Kontakta en professionell för att få detta arbete.
Jag kommer att ”visa mitt arbete” så att andra kan följa med. Jag kommer att använda den senaste utgåvan av NEC – NEC 2017. Om jag gör ett misstag, lämnar något ut, är inte klart eller om du har någon annan kommentar som kan förbättra detta, låt mig veta!
National Electrical Code Åtkomst
Du kan få online-åtkomst till NEC 2017 genom att registrera dig för ett gratis konto på webbplatsen NFPA (National Fire Protection Association). Ditt lokala bibliotek kan ha en kopia eller så kan de beställa en kopia åt dig från ett ömsesidigt bibliotek.
Några av de referenser som jag visar finns bara i Handbok version av NEC, och är så noterade.
Är de serviceledare eller matare?
Den ursprungliga frågan säger ”service” men är de faktiskt serviceledare eller är de matare? Jag vet inte, och jag är inte säker på att personen som ställer frågan vet någon eller ens vet skillnaden. Och det finns en skillnad, och skillnaden påverkar svaret.
Tjänster omfattas av 2017 års NEC-artikel 230, Matare 2017 NEC artikel 215.
Jag tror att det är mest troligt att detta faktiskt är för serviceledare, som definieras som:
• ”Ledarna och utrustningen för att leverera elektrisk energi från betjänningsverktyget till ledningssystemet i lokalerna som serveras.”
och inte en matare, definierad som:
• ”Alla kretsledare mellan serviceutrustningen, källan till ett separat härledt system eller annan strömförsörjningskälla och den slutliga överströmsanordningens grenström.”
[Definitioner per 2017 NEC artikel 100 Definitioner ].
Jag tror att den här frågan är till för serviceledare eftersom jag inte tror att den här 200 amp-panelen matas som en underpanel från en annan panelen, men matas snarare direkt från verktyget. Du kan ha ett annat perspektiv, och utan mer input från affischen vet vi inte säkert. I alla fall antar jag att det här är en servicekabel och inte en matare.
Spänningsantagande
antar jag det här är en enfas tjänst på 120 volt / 240 volt, vilket är det vanliga bostadssystemet som används i USA.
Steg
Nedan följer stegen för att bestämma storleken på ledarna som ska användas, tillsammans med andra överväganden för denna applikation.
1. Välj en kabeltyp / kabel
2017 NEC 230.30 (B) ger de typer av ledningsmetoder som är tillåtna för underjordiska ledare. Av de tillåtna metoderna skulle typ USE-ledare [Underjordisk ingång, NEC artikel 338] vara mitt val eftersom det är det enklaste att köra eftersom det inte kräver ledning.
IGS-kabel [Integrated Gas Spacer, 2017 NEC Article 326] och MI-kabel [Mineralisolerad, 2017 NEC Article 332] ger ingen mening för denna applikation. MV-kabel [Medium Voltage cable, 2017 NEC Article 328] är avsedd för applikationer med högre spänning.
MC direktbegravningskabel [Metal Clad-kabel, 2017 NEC 330.10 (A) (5) och (B) (2) och (3)] är ett annat alternativ, men det kommer att bli väldigt tungt och dyrare.
Så vi kommer att överväga ANVÄNDNING, speciellt ANVÄNDNING-2 på grund av dess temperatur på 90 dC. Den använder vanligtvis XLPE-isolering (tvärbunden polyeten). Detta blir mycket lättare att hantera än en kanalinstallation.
Jag kommer att använda aluminiumledare eftersom aluminium är mycket billigare än koppar, lättare än koppar, och de flesta kablar av den storlek som krävs levereras oftare i aluminium.
Southwire är en av de större trådtillverkarna i USA, så jag kommer att använda deras ledningar. Southwire Quadplex PowerGlide 600V Secondary UD ser ut som om det uppfyller våra behov:
Innan vi går för långt bör vi kontakta Southwire för att se till att denna kabeltyp är lättillgänglig. https://www.mysouthwire.com/medias/sys\_master/product-specifications/product-specifications/ha9/hab/8854082519070.pdf
2. Men vad händer om vi bestämmer oss för att använda rör?
Vi kan använda PVC-rör, eller naturligtvis. Schema 40 under jord, schema 80 där det är över marken om det utsätts för fysisk skada, t.ex. av gräsklippare, per 2017 NEC 230,50 (B) (1).
Vad sägs om ledartypen om vi använde ledning? Per 2017 NEC 300.5 (B) “Det inre av höljen eller vägar installerade under jord ska betraktas som en våt plats. Isolerade ledare och kablar installerade i dessa kapslingar eller raceways på underjordiska platser ska uppfylla 310.10 (C). ”
Per 2017 NEC 310.10 (C) godtagbara trådtyper är:
• MTW
• RHW, RHW-2
• TW, THW, THW-2
• THHW, THWN, THWN-2
• XHHW, XHHW-2
• ZW
Jag kommer inte att gå in på detaljerna i valet av ledare för en kanalapplikation här, eftersom jag redan har beslutat att använda ovanstående nämnda kabel.
Observera att THHN-kabel är inte acceptabel för användning i ledningar under jord, eftersom kabeln inte har en våt (W) betyg [2017 NEC Tabell 310.104 (A), THHN].
3. Att bestämma den nödvändiga ledarstyrkan
2017 NEC 310.15 (B) (7) tillåter oss att använda 83\% av serviceklassificeringen. 83\% av 200 ampere = 166 ampere.
4. Storleksledare för den erforderliga ampaciteten
Även om kabeln vi har valt har en temperaturgrad på 90dC [2017 NEC Tabell 310.15 (B) (16)] för ledningsstorlek måste den vara används vid 75dC [2017 NEC 110.14 (C)]. Detta beror på att terminalerna som kabeln kommer att anslutas till endast är klassade till 75dC.
Så vi kommer att använda 2017 NEC Tabell 310.15 (B) (16), 75dC aluminiumkolonnen för att bestämma den önskade ledarstorleken .
För 166 ampere ger detta oss 4/0-ledare – vilket är märkt till 180 ampere.
Med den typ av kabel vi överväger att den neutrala ledaren är en del av kabelmonteringen Så istället för att gå igenom de ganska komplicerade beräkningarna för att avgöra om vi kan använda en neutral storlek med reducerad storlek kommer vi att använda en av ledarna i full storlek i denna kabel för den neutrala ledaren. Kabelenheten har fyra ledningar, så vi kommer att använda en av dem som jordledning.
5. Korrektionsfaktor för omgivningstemperatur
Ampaciteten för ledare 2017 NEC Tabell 310.15 (B) (16) ges vid en omgivningstemperatur på 86dF / 30dC.
Vi behöver för att korrigera ledarnas ampacitet för omgivningstemperaturen i området, eftersom några av ledarna kommer att exponeras för omgivningstemperaturen (där de går ut och kanske går in i marken).
Det första steget är att bestäm den höga omgivningstemperaturen för ditt område. Detta kan slås upp i ASHRE Handbook, under Grundläggande. Du kan få fri tillgång till denna handbok genom att registrera dig på ASHRE-webbplatsen. En annan webbplats som vissa använder är Solar America Board för koder och standarder (använd 2\% genomsnittligt högt temp.).
2017 NEC Tabell 310.15 (B) (2) (a) ger dessa korrigeringsfaktorer. Här kan vi använda ledarens 90dC-betyg [referens ”Beräkningsexempel” – 2017 NEC Handbook, vid 310.15 (C) (3)].
Jag antar en hög omgivningstemperatur på 100dF, vilket ger oss en korrigeringsfaktor på 0,91.
Att behöva 166 ampere med en omgivningstemperaturkorrektionsfaktor på 0,91, 4/0 aluminium vid 75dC ger oss bara 163,8 ampere (180 ampere * 0,91 = 163,8 ampere).
Jag slår vad om att många kanske vill fudge detta och stanna kvar med 4/0, men vi följer NEC här.
Vi väljer 250 MCM aluminiumledare vid 75dC, vilket ger oss 205 ampere x 0,91 = 186,5 ampere.
6. Justeringsfaktor för mer än tre strömförande ledare i en raceway eller kabel
Per 2017 NEC 310.15 (B) (3) (a), när det finns mer än tre strömförande ledare i en raceway eller kabel måste en justeringsfaktor tillämpas enligt 2017 NEC Tabell 310.15 (B) (3) (a).
Eftersom vi i denna situation endast har tre strömförande ledare (två varma ledare och en neutral ledare) – denna justering gäller inte.
Observera att en jordledning inte är en strömförande ledare och räknas inte när den tillämpas, referens 2017 NEC 301.15 (B) (6).
7. Minskning av spänningsfall
Syftet med National Electrical Code är den praktiska skyddet av personer och egendom från faror som uppstår vid användning av el [2017 NEC 90.1 (A)].
NEC anser i allmänhet inte att spänningsfall är en säkerhetsfråga. Som ett resultat innehåller NEC rekommendationer (finstilta anteckningar) att kretsledare har tillräckligt stor storlek så att rimlig effektivitet av utrustningsdriften kan tillhandahållas.
Anteckningar i finstil i NEC är endast i informationssyfte och kan inte verkställas av inspektionsmyndigheten [2017 NEC 90-5 (C). 2017 NEC avsnitt 110-3 (B) kräver dock att utrustning installeras i enlighet med utrustningsinstruktionerna. Därför måste elektrisk utrustning installeras så att den fungerar inom dess spänningsvärde som anges av tillverkaren.
För matare [2017 NEC 215.2 (A) (1) (b) FPN 2] anger en maximal spänning fall på 3 procent eller 3,6 volt på en 120 volt ledare.
Serviceledare har inget krav på spänningsfall [2017 NEC artikel 230 ”Tjänster.]]
I vilket fall som helst , Jag skulle ha det bra med 250 MCM-ledare, eftersom chansen att du faktiskt drar något nära 200 ampere är ganska liten. Men om du föredrar kan du gå igenom beräkningarna för spänningsfall och sedan använda större ledare (jag skulle inte göra det för jag tror att större ledare är onödiga av den anledning som jag redan noterade).
Formeln för spänning drop är VD = [2 * L * R * I] / 1000 [2017 NEC Handbok, 215.2 (A) (1) (a) – informationsanteckningar vid slutet] där:
• VD = spänningsfall i volt
• L = envägs kretslängd i fot
• R = ledningsmotstånd i ohm per 1000 ft, (från 2017 NEC kapitel 9, tabell 8)
• I = belastningsström i ampere
Om du verkligen ville beräkna detta skulle det vara:
VD = [2 * 185 * 0,0874 * 200] / 1000 = 6,47 volt faller
För att få ungefär ett spänningsfall på 3\% krävs det att ledarna förstoras till 350 MCM, vilket skulle vara helt orimligt och onödigt enligt min mening.
Så vid den här tiden har vi valt ledarnas storlek (250 MCM aluminium), och som tidigare valts kommer vi att använda Southwire Quadplex PowerGlide 600V sekundär UD direkt nedgrävd.
8. Skydd mot fysisk skada
2017 NEC 230.32 kräver att underjordiska ledare skyddas mot skador när de kommer in i en byggnad eller annan struktur, i enlighet med 2017 NEC 230.43.
2017 NEC 338.12 (B) (2) kräver att ANVÄNDNINGEN skyddas enligt 2017 NEC 300.5 (D).
Vi väljer att skydda ledarna med PVC-ledning, för till skillnad från metallrör korroderar inte PVC och gör inte inte få oss till överväganden om jordning. Om denna ledning utsätts för fysiska skador från gräsklippare och liknande, skulle vi välja Schema 80 PVC-ledning som krävs 2017 NEC 230.50 (B) (1).
Vi antar de exponerade delarna av PVC-ledning utsätts för fysisk skada, därför använder vi Schema 80 PVC-rör.
9. Storlek på Schedule 80 PVC-ledning
Måttdata på PVC Schedule 80-ledning ges i 2017 NEC kapitel 9, tabell 4 under ”Artikel 352 – Styv PVC-ledning, Schema 80.”
Men först måste vi överväga ämnet rörledningsfyllning. Du kan inte bara fastna ledningar i alla storlekar i valfri storlek, eftersom att dra ledningarna genom en för liten ledning kan skada trådisoleringen. 2017 NEC kapitel 9, tabell 1 visar detta, men ska kabeln vi valde betraktas som en kabel som ska beräknas vid en tvärsnittsarea på 53\%, eller över två ledare som ska beräknas till 40\%?
2017 NEC kapitel 9, ”Anmärkningar till tabeller” (9) säger ”Enheter av enstaka ledare utan övergripande täckning ska inte betraktas som en kabel vid bestämning av lednings- eller slangpåfyllningsområde. Lednings- eller slangfyllningen för enheterna ska beräknas baserat på de enskilda ledarna. ”
Därför måste vi enligt NEC kapitel 9, Tabell 1, 2017 betrakta detta som mer än två ledare och därför använda en fyllningsfaktor på 40\%.
Jag kommer inte att visa all matematik för att beräkna detta (kom ihåg det området = pi * r-kvadrat), men:
• Antal. 3 ledare (två varma, en neutral) vid 0,732 tum diameter = 0,421 kvadrat tum * 3 = 1,263 kvadrat tum
• Antal 1 tråd (används som jordledning), 0,603 tum diameter = 0,286 kvadrat tum
• Att lägga till dessa är 1,548 totalt kvadrat tum.
(Data från Southwire datablad.)
Med tanke på 2017 års NEC kapitel 9, tabell 4 för schema 80 styv PVC-ledning vid 40\% fyllning, 2,5 tum handelsstorlek uppfyller behoven vid 1,647 kvadrat tum vid 40\% fyllning.
Jag personligen kan överväga att öka detta till 3 tum av två skäl:
• 2.5-tums ledning har en udda storlek och kan vara svår att få.
• Baserat på erfarenhet av att dra i ledningar nära en 40\% fyllningsfaktor kan 2,5-tums ledningen vara lite på den snäva storleken. 3 tum gör det lättare att dra, även om delen av PVC-ledningen är kort.
10. Ledningsöverväganden
Vi använder inte ett ledningssystem, men jag trodde att jag skulle ta med några överväganden om ledningssystem som referens.
• 2017 NEC 3252.28 kräver att alla klippta ändar av PVC-ledning trimmas inifrån och ut för att ta bort grova kanter.
• Ledningssystemet måste vara komplett innan ledningar dras genom systemet [2017 NEC 300.18 (A)]. Det finns ett undantag för korta sektioner av raceways som används för att innehålla ledare eller kabelaggregat för skydd mot fysisk skada, som i vårt fall.
• Högst 360 graders böjningar är tillåtna mellan dragpunkterna (för exempel rörledningar och lådor) referens 2017 NEC 352.26 för PVC-ledning och andra NEC-artiklar för andra typer av ledningar och slangar. En ledningskropp definieras i 2017 NEC Artikel 100 Definitioner som ”En separat del av ett lednings- eller slangsystem som ger åtkomst genom ett avtagbart lock (er) till det inre av systemet vid en korsning av två eller flera delar av systemet eller vid systemets terminal. Lådor som FS och FD eller större lådor av gjutna eller plåt klassificeras inte som ledningskroppar. ” I den förklarande anmärkningen till denna definition i Handbook-versionen av NEC anges ”Ledningskroppar inkluderar kortradie-typen samt avtäckta armbågar och servicearmbågar. Ledningskroppar inkluderar LB-, LL-, LR-, C. T- och X-design. ” En ledning LB (L-form, öppning på baksidan) visas nedan.
11. Begravningsdjup
Kabeln måste grävas ned till ett djup av 24 tum eller mer [2017 NEC Tabell 300.5 = Kolumn 1 (direkta begravningskablar eller ledare)]. Detta är mer än de 18 tum som är tillåtna om vi skulle ha använt PVC-ledning (kolumn 3) – men för en dike kommer denna långa mekaniserade grävutrustning säkert att användas, och skillnaden mellan att gräva en 18-tums dike och en 24-tums dike med sådan utrustning skulle vara marginell.
12. Återfyllning
Per 2017 NEC 300.5 (F) ”Återfyllning som innehåller stora stenar, beläggningsmaterial, askar, stora eller kraftigt vinklade ämnen eller frätande material får inte placeras i en utgrävning där material skadar raceways, kablar, ledare eller andra underkonstruktioner eller förhindra adekvat komprimering av fyllning eller bidrar till korrosion av raceways, kablar eller andra underkonstruktioner.
Där det behövs för att förhindra fysisk skada på raceway, kabel eller ledare, skydd ska tillhandahållas i form av granulärt eller valt material, lämpliga löpskivor, lämpliga hylsor eller andra godkända medel. ”
13. Några andra NEC-överväganden:
• Raceway-tätningar kan krävas i ledningen enligt [2017 NEC 230.8 och 300.5 (G)]
• Bussningar kan krävas i ledning per [2017 NEC 300.5 (H)]
• Jordrörelse måste beaktas enligt [2017 NEC 300.5 (J) ]
14. Antiox på aluminiumledarna
Även om det inte är ett krav från NEC, rekommenderar jag starkt att du använder antiox på alla aluminiumtrådar med flera strängar innan de avslutas.
Oxidhämmande pasta förhindra att luft kommer i kontakt med aluminiumledaren, vilket förhindrar bildandet av icke-ledande aluminiumoxider på ytan av aluminiumledaren. För att ytterligare underlätta ledningen av elektricitet innehåller de flesta oxidhämmande pasta zinkpartiklar som biter genom oxiden för att få en bättre ledande väg till aluminiumtråden.
Hubbell / Burndy Penetrox är en av de mer kända oxiderna -hämmande pastor, Penetrox P8A är den vanligaste.
Ideal gör en liknande produkt, liksom Gardner Bender.
15. Åtdragning av kabelanslutningar
Enligt NEC 2017 måste dessa anslutningar dras med ett kalibrerat vridmomentverktyg [2017 NEC 110.14 (D)].
16. Färgkodning av trådarna
Du måste tejpa eller på annat sätt färgkoda ledningarna enligt följande:
• Tråden som används som neutral (jordad ledare) måste vara korrekt identifierade per 2017 NEC 200.6 (B). Detta görs vanligtvis genom att omsluta ledaren med vit elektrisk tejp vid alla anslutningar.
• Den tråd som används som jordledning måste identifieras korrekt enligt 2017 NEC 250.119 (A). Detta görs vanligtvis genom att omsluta ledningen med grönt tejp vid alla anslutningar.
Om du lyckades läsa hela vägen till slut – jag gratulerar och tackar dig!
Svar
Aluminium skulle vara så jag skulle gå i rör så kan börja med ampaciteten. för att köra 200 ampere måste det vara thhn isolering klassad till 90 grader som bär 205 amp. inte mer än 3 strömförande ledare i banan. vid 240 volt har du 2 heta neutrala och en jord i ledningen förutsatt enfas bostäder. så du har 3 ledare vid 4/0 och en jord på koppar # 6 eller aluminium # 4. nu måste du ta hänsyn till spänningsfall på mindre än 5 procent vid panelen så att 185 fot upp måttar ledarna med en storlek. Så nästa storlek är 250 kcmil x 3 ledare och en # 4 jordningsledare. nästa steg är att dimensionera ledningen och dragpunkterna. Högst 360 graders varv mellan dragpunkterna och det måste finnas en dragpunkt var 100 fot körning. som sätter en kopplingsbox mellan 90 och 100 fot. genom storleksdiagram kommer ledningsstorleken att vara 3 i schema 40 pvc med dragboxen dimensionerad enligt ledningen. förutsatt att endast en uppsättning ledningar måste den minsta storleken på draglådan vara 18 tum eller större nu kan du köra koppar till den mindre storleken men kostnaden för projektet går upp för koppartråd och kopparstorleken är 3/0 inte mycket av en storleksskillnad och ner till 2 i pvc för ledning så inte mycket för att spara där 250 mcm aluminium från min leverantör är ca 1,20 fot där koppar 4/0 är 4,20 per fot