接地線サイズの計算ツール: 接地線のサイズを正しく決定する方法

A 400A feeder with 500 kcmil copper phase conductors is ready for inspection. The installer used a 6AWG 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 3AWG, and because the phase conductors were upsized for voltage drop, the grounding conductor may need to be larger still. This is where a アース線サイズ計算機 がその役割を果たします。統治ルールを適用し、基本サイズを表示し、調整にフラグを立てる必要があります。

簡単に言うと、まず過電流保護装置の定格に基づいて機器の接地導体のサイズを決定し、次に導体の材質、並列配線、および相導体の大型化を調整します。電卓は、それらのステップを 1 つの数値の背後に隠すのではなく、公開する場合にのみ役立ちます。

アース線サイズ計算機が実際に行うべきこと

信頼できる計算機は意思決定を支援するものであり、神託ではありません。一般的な低電圧フィーダの場合、過電流装置の定格、接地導体の材質、コードの版、および回路が並列配線を使用しているかどうかを尋ねる必要があります。その後、最小サイズとチェックの短いリストが返されます。

接地導体のサイズは相導体のサイズと同じではないため、この出力は重要です。相導体は電流容量と電圧降下を考慮して選択されます。機器の接地線は、過電流装置が障害を解消するまで障害電流を安全に流すように選択されます。負荷電流のみを求める計算機は、間違った質問に答えています。

有用な入力には次のものがあります。

• 負荷電流だけでなく、過電流デバイスの定格とトリップ曲線も。
• 最小サイズが異なるため、銅またはアルミニウムの接地線。
• コードの編集と設置タイプ (フィーダ、分岐回路、サービス、または個別に派生したシステムなど)。
• 相導体が複数の配線路で並列されているかどうか。
• 相導体が最小電流容量サイズを超えて拡大されたかどうか。

基本的なルール: 過電流デバイスから始める

NEC 250.122 では、フィーダまたは分岐回路の機器接地導体は、通常、回路の前にある過電流装置の定格に基づいてサイズが決定されます。一般的な銅線サイズは、15 A で 14AWG、20A で 12AWG、100A で 8AWG、200A で 6AWG、400A で 3AWG です。表はベースラインです。

他の標準では異なるロジックが使用されます。 IEC 60364 および BS 7671 は、多くの場合、線路導体の断面積から始まり、比率または断熱チェックを適用します。そのため、電卓はどのコードに従うかを示す必要があります。コード参照のない数値は設計結果ではありません。小数点付きの推測です。

ブレーカーの定格から導体サイズまで: 実例

銅相導体と 75°C 終端を備えた 400 A の三相フィーダを考えてみましょう。表 250.122 のベース銅 EGC は 3 AWG です。同じ回路でアルミニウムを使用した場合、ベースのサイズは 1AWG になります。電圧降下のために相導体が 500 kcmil から 600 kcmil に増加した場合、NEC 250.122(B) では EGC を比例的に増加する必要がある場合があります。電卓は、黙って 3 AWG を返すのではなく、その状態にフラグを立てる必要があります。

以下のグラフは、結果が線形ではない理由を示しています。 100 A 回路では 8 AWG 銅線が使用され、1000A 回路では 2/0AWG 銅線が使用されます。このジャンプは、アンペアとワイヤのゲージの単純な比ではなく、故障電流と除去性能を反映します。

バーの高さは一例です。実際的な点は、接地線のサイズが保護装置と故障経路に関係しているため、計算機では結果の横にコードの基礎と調整フラグを表示する必要があるということです。

電卓が間違っている場所: 材料、温度、設置

よくある最初のエラーはマテリアルです。アルミニウムの接地線は多くの設置で許可されていますが、同じ過電流定格に対して銅よりも大きなサイズが必要です。また、アルミニウム規格に準拠したコネクタと腐食保護も必要です。銅のサイズを返し、材料フィールドを空白のままにする計算機はまだ完成していません。

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温度と短絡耐性が 2 番目のギャップです。この表には障害を解消するための最小サイズが示されていますが、導体が解消時間の間、利用可能な高い障害電流に耐えられることを証明するものではありません。導体材料を使用した断熱チェック、温度制限、および保護装置の解除時間により、より大きな導体が必要になる場合があります。これは、大きな変圧器の近くや、故障エネルギーが高い産業システムに特に関係します。

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取り付け方法は3番目のギャップです。別々の配線路内の並列相導体には通常、NEC 250.122(F) に基づいて各配線路にフルサイズの機器接地導体が必要です。並列フィーダを 1 つの大きな回路として扱う計算機では、必要な銅の総量が過小評価される可能性があります。直接埋設、ケーブル トレイ、およびレースウェイの取り付けも、コネクタの選択と腐食保護に影響します。

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計算されたサイズが標準製品の間に収まる場合は、利用可能な次に大きい導体を選択します。銅クラッド鋼より線、銅より線、銅棒については、断面積、材質、端子適合性をご確認ください。

実用的なサイジングワークフロー

電卓はブラックボックスではなく、構造化されたチェックとして使用してください。実際のワークフローは次のようになります。

1. 回路、過電流デバイス、および管理コードのエディションを特定します。可能な場合は、デバイスの定格とクリア時間を記録します。
2. 過電流装置の定格と導体の材質を使用して、コード表からベース接地導体のサイズを見つけます。
3. 相導体が最小電流容量サイズを超えてサイズアップされているかどうかを確認してください。その場合は、比例増加ルールを適用します。
4. 平行軌道を確認してください。回路が並列されている場合は、各配線路にフルサイズの接地線が必要かどうかを確認してください。
5. 故障電流が大きい場所の短絡耐性チェックを実行します。テーブルのサイズが障害エネルギーに耐えられない場合は、サイズを大きくしてください。
6. 導体をリストされているコネクタ、クランプ、および終端と一致させます。材料の適合性と腐食保護を確認します。
7. 入力、コード参照、結果、調整を設計図面または検査記録に文書化します。

設計の導体と接続側については、利用可能な 接地線 そしてマッチング 接地棒コネクタ 部品表をリリースする前に。

結果を読む: 出力から何がわかるか

優れた計算機の出力には、最小コード サイズ、支配ルール、調整フラグの 3 つの部分があります。結果が 400 A デバイス、NEC テーブル、並列実行ステータス、およびアップサイジング チェックを示さずに「3 AWG 銅線」と表示された場合、設計者にはまだやるべき作業が残っています。同じ番号でも、あるインストールでは正しくても、別のインストールでは間違っている可能性があります。

最小サイズと選択したサイズの違いに注意してください。最小サイズはコードフロアです。短絡耐性、電圧降下の調整、将来の負荷、または在庫状況により、選択したサイズが大きくなる場合があります。それは正常です。通常ではないのは、コネクタに適合するため、または計算機のデフォルトの材質が間違っていたために、より小さい導体を選択することです。

ユニットとワイヤーゲージシステムもチェックしてください。 AWG サイズは数字が大きくなるほど小さくなり、kcmil サイズは数字が大きくなるほど大きくなります。 3 AWG と 3 kcmil が混在する計算機は四捨五入の問題ではありません。それは安全上の問題です。図面と発注書で使用されているのと同じ単位で結果を確認してください。

最終的なポイント

アース線サイズ計算ツールは、コードを置き換えるのではなく、コード チェックを整理するために使用します。過電流デバイスの定格から始めて、導体の材質を確認し、大型化と並列運転のルールを適用して、障害エネルギーが高い場所での短絡耐性を確認します。次に、選択した導体、コネクタ、終端に互換性があり、文書化されていることを確認します。このプロセスにより、単純な計算結果が、驚くことなく検査、設置、保守できる接地設計に変わります。