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Mar 27, 2023

ワイヤのサイジングに関してほとんどの技術者が誤解していること

Etichetta portante: etichetta dati che indica un interruttore da 50 A con valore minimo 31,4

キャリアタグ:データ タグは、最小電流容量 31.4 の最大 50 アンペアのブレーカーを示していますが、これでも 75°C のワイヤと終端定格を備えた No. 10 回路が可能です。

連絡先:適切にトルクをかけた場合の 75°C の接続定格を表示するコンタクタ データ タグ。

電気パネル:上の写真は、適切にマークされた屋外配電パネルです。

ワイヤーコンタクト:ワイヤとコンタクタには、ワイヤの定格が 90°C、コンタクタの定格が 75°C と表示されています (適切にトルクがかけられている場合)。

いいえ。 50A ブレーカーで 10 個:データ タグと Orr の家のエアコンの配線。50 アンペアのブレーカーの 10 番線が含まれています。

レノックスタグ:最小電流容量 28.6 の最大 50 アンペアのブレーカーを示すデータ タグ。

業界での私の最初の仕事は、電気技師の見習いとして、ワイヤーを引っ張ったり、照明器具を組み立てたり、食料品店の改装で足場を移動したりする仕事でした。 私は HVACR に異動し、現在は HVACR の請負業者、インストラクター、電気技師として働いています。

電気技師に囲まれた家族の中で育った私たちは、家の周りでいつもコードや理論について話し合っていました。 私が知っていることの多くは父から受け継いだものですが、著名な電気作家であり講師でもあるマイク・ホルトからも受け継いだもので、今では友人と呼べる特権を持っています。

私は、HVACR 技術者や電気技師が配線のサイジングに関する経験則を引用しているのを何度も聞き、このテーマに関する多くの白熱した議論を目撃し、それに参加してきました。

ワイヤのサイジングに関するこの話題に深く入る前に、詳細な導体のサイジングはエンジニアや電気技師 (HVACR 技術者ではない) の仕事である一方で、請負業者がブレーカーか導体 (ワイヤ) かを評価する任務を負っている場合が多いことを認識しておきましょう。改造と保守の両方の状況で適切です。

サービスコール中に、サイズが小さい導体を特定できると、コンプレッサーの始動の問題やブレーカーやヒューズの断続的なトリップの解決に役立ちます。 ブレーカーと導体の適切なサイズと不適切なサイズを知ることで、お客様とお客様の時間とコストを節約できます。

もちろん、HVACR 技術者がそのスキルやライセンスを超えて作業を行うことを示唆しているわけではありませんが、多くの場合、問題を特定できることと修理を行うことは別のことです。

多くの技術者はこれらの経験則を繰り返し、あらゆる状況でそれに依存します。

「20 アンペアには 12 ゲージのワイヤが適しており、30 アンペアには 10 ゲージのワイヤが適しており、40 アンペアには 8 ゲージのワイヤが適しており、55 アンペアには 6 ゲージのワイヤが適しています。」および「サーキット ブレーカーまたはヒューズは常に導体[ワイヤー]を保護するサイズです。」

これらの経験則は、導体 (ワイヤ) のアンペア数容量または「電流容量」を指しており、多くの場合は正しいです。 これらの一般規則により、技術者は、アプライアンスが 50 アンペアのブレーカー/ヒューズの最大過電流回路保護装置 (MOCP) に対応している場合、6 ゲージのワイヤと 50 アンペアの回路ブレーカーを使用する必要があると考えることがあります。

米国電気工事規程 (NEC) NFPA 70 によれば、いくつかの理由から、これはそれほど単純ではありません。 考慮すべき追加の要素を次に示します。

経験則を使用すると、指揮者に関連する 2 つの主要な領域が欠けています。

導体はアルミニウムまたは銅で、絶縁定格は 60°C (140°F) 以上ですか?

アルミニウム線は同じゲージの銅線よりも電流容量が低いため、銅線と同じ電流容量の仕事を達成するにはアルミニウムを大きくする必要があります。 経験則のサイズは、ワイヤの最低許容温度定格に依存します。 場合によっては、ワイヤ上の絶縁体と接続端点の定格がすべて 75°C (167°F) または 90°C (194°F) である場合、回路の電流容量が大きくなることがあります。

これらの定格はすべて、NEC (NFPA 70) 表 310.15(B)(16) に詳細に記載されていますが、例として、この NEC チャートによれば、6 ゲージの銅回路の定格は 90°C (194°F) です。 ) の電流容量は 75 アンペアですが、60°C (140°F) で定格された 6 ゲージのアルミニウム導体の電流容量は 40 アンペアです。 もちろん、これ以外にも考慮すべき点はありますが、例外の存在とその例外が何であるかを認識していないと、私たちがよく使用する経験則では問題が発生する可能性があることは明らかです。

回路の定格が 60°C (140°F) であるためには、機器内のワイヤ、ブレーカー、切断ラグ、および接続ラグはすべて、その温度以上の温度で定格されている必要があることに留意してください。評価が使用されています。 回路の一部に非金属 (NM) ケーブル (商品名 Romex® で知られることが多い) が使用されている場合は、NEC の第 334.80 条に従って 60°C (140°F) の定格でなければなりません。

空調では、最小回路電流容量 (MCA) と MOCP または最大ヒューズ/最大回路ブレーカー定格といった機器データ タグが機器メーカーから提供されます。

データタグのこれらの定格は、回路が耐えることができる最小電流と、過電流状態で回路ブレーカーまたはヒューズが回路を保護できる最大サイズを正確に示します。

19 ページの Lennox 空調凝縮ユニットのタグを見てください。MCA が 28.6 アンペアで、最大ヒューズまたは回路ブレーカーが 50 アンペアであることに注意してください。 これは、NEC の NFPA 70 によれば、このユニットを定格 50 アンペアの回路ブレーカーおよび定格 28.6 アンペアの導体に取り付けることが許可されることを意味します。

これは、多くの人が自分のキャリア全体を通して言われ、理解してきたことに反することは承知していますが、深呼吸して読み続けてください。

NEC 条項 440 は、空調および冷凍システムが照明やヒーターなどの一般的な負荷とは異なるため追加されました。 エアコンのコンプレッサーとファン モーターは主に誘導 (磁気) 負荷であり、純粋な抵抗回路とは異なる特性を持っています。 第 440 条には、HVAC および冷凍装置のメーカーが機器のデータ タグを書き込む際に従うべき特定のガイドラインと、電気技師が導体のサイズを決定する際に従うべきガイドラインが規定されています。

たくさんありますが、HVACR プロフェッショナルとして直接当てはまる 2 つのハイライトをここに挙げます。 これは NEC NFPA 70 の 2017 年版に基づいています。

440.32 シングル モーター コンプレッサー — シングル モーター コンプレッサーに電力を供給する分岐回路導体は、モーター コンプレッサーの定格負荷電流または分岐回路選択電流のいずれか大きい方の 125 パーセント以上の電流容量を持たなければなりません。

また、最大ブレーカー サイズ (MOCP) は、2017 NEC の次の記事によって決まります。

440.22 用途と選択 (A) 個々のモーターコンプレッサーの定格または設定 — モーターコンプレッサーの分岐回路短絡および地絡保護装置は、モーターの始動電流を流すことができなければなりません。 モーターコンプレッサーの定格負荷電流または分岐回路選択電流のいずれか大きい方の 175% を超えない定格または設定を持つ保護装置は、指定された保護がコンプレッサーの始動電流に対して十分でない場合に限り、許可されます。モータの定格または設定の増加は許可されますが、モータの定格負荷電流または分岐回路選択電流のいずれか大きい方の 225% を超えてはなりません。

ブレーカーのサイジングに対するモーター負荷/分岐回路の許容値の 225% は、短絡状態に対する回路保護を提供しながら、迷惑なトリップなしでモーターを始動できるようにするためのものです。

作業しているすべてのシステムに対してこの計算を行うことを考えると躊躇する場合は、NEC 第 110.3(B) 条に次のように記載されています。リストまたはラベルが貼られた機器は、リストまたはラベルに含まれる指示に従って設置および使用するものとします。

MOCP および MCA がリストされているすべての機器について、ブレーカーのサイズと最小ワイヤ電流容量が示されています。 上記のように、MOCP は通常 MCA よりも大幅に高くなりますが、これはモーター始動時のアンプ消費のスパイクを考慮するためです。

MCA 定格と MOCP 定格の間の過負荷状態で回路を保護するものは何なのか、多くの人が疑問に思うでしょう。 このような過負荷状態では、モーター自体の過負荷保護が回路を保護するように設計されています。 コンプレッサーまたはファン モーターの過負荷保護が故障した場合、モーターの巻線の電流容量は分岐回路よりもはるかに低く、分岐導体が故障する前に故障オープンまたは短絡が発生します。 重大な地絡ショートが発生した場合でも、過電流保護装置 (ブレーカーまたはヒューズ) が回路を保護します。

場合によっては、請負業者は、特定の自治体では MCA ではなくブレーカーのサイズに基づいて導体のサイズを決定することを要求していると述べています。 これは珍しいことではありませんが、通常は上記の NEC の記事について敬意を持って会話する必要があります。 「管轄当局」または AHJ はコードを解釈する責任があり、適切と思われる標準を作成できます。 特定の地域の法律が追加の規制で NEC に取って代わられる場合もありますが、NEC は米国全土で全国的に認められた標準です。建築部門が NEC に敬意を持って注意を向けられた場合、その全条項を無視することはまれです。

重要なのは、NEC NFPA 70 表 310.15(B)(16) を参照して、導体の電流容量を見つけ、ユニットのラベルに記載されている MCA に従ってその導体のサイズを決定することです。 これが完了すると、導体は NEC に従って適切なサイズになります。

完璧な標準はありませんが、NEC について知り、メーカーのリストとラベルを注意深く確認することで、時間と顧客のお金を節約し、全員の安全を守ることができることがわかりました。

ブライアン・オアは、Kalos Services Inc. の副社長であり、HVAC School の創設者です。