Dimensiunea conductorului de pământ: Tabelul NEC 250.122 pentru EGC și Tabelul 250.66 pentru GEC

Un antreprenor care a instalat un serviciu 400 A pentru o clădire industrială nouă a dimensionat conductorul electrodului de împământare la 3 AWG de cupru deoarece a folosit Tabelul NEC 250.122, același tabel pe care se bazează pentru conductorii de împământare a echipamentelor pe circuitele de ramificație. Inginerul a surprins eroarea înainte de inspecție: pentru un serviciu de 400 A cu conductori de cupru neîmpământați de 600 kcmil, Tabelul 250.66 necesită un conductor de electrod de împământare de cupru 2/0. 3 AWG ar fi transportat curent normal fără plângere, dar nu ar fi îndeplinit codul, lăsând sistemul de împământare subconstruit pentru rolul pe care trebuie să-l joace. Confuzia este obișnuită în domeniu, iar soluția este simplă: identificați ce conductor dimensionați înainte de a deschide o masă.

Doi conductoare, două tabele de dimensionare

NEC tratează foarte diferit doi conductori de împământare, deși arată similar pe un desen și sunt adesea confundați la fața locului.

The conductor de împământare a echipamentului (EGC) rulează cu conductorii circuitului și oferă o cale cu impedanță scăzută înapoi la sursă, astfel încât o eroare la pământ poate declanșa dispozitivul de protecție la supracurent (OCPD). Mărimea sa este stabilită de Tabelul 250.122 , pe baza ratingului OCPD.

The conductor de electrod de împământare (GEC) conectează electrodul de împământare - o tijă de împământare, un inel de împământare, un electrod învelit în beton sau o placă - la echipamentul de service. Nu înlătură defecțiunile. Menține sistemul la un potențial stabil în raport cu pământul și oferă curenților de fulgere și supratensiuni o cale definită. Mărimea sa este stabilită de Tabelul 250.66 , pe baza dimensiunii celui mai mare conductor neîmpământat de intrare în serviciu.

Alegerea unei mese greșite produce fie o subdimensionare nesigură, fie o supradimensionare inutil de costisitoare. O verificare pe două linii le împiedică pe ambele: ce face acest conductor și care tabel are NEC-ul atribuit acelei funcții?

Dimensiune EGC: Începeți de la dispozitivul de supracurent

Pentru un EGC, punctul de pornire este dispozitivul de supracurent, nu sarcina. Un circuit de 60 A cu conductori de fază de 6 AWG necesită încă un EGC de cupru de 10 AWG, deoarece Tabelul 250.122 atribuie 10 AWG unui OCPD de 60 A. Dacă același circuit este protejat la 100 A, EGC trebuie să sară la 8 AWG cupru chiar dacă conductorii de fază rămân la 6 AWG. Motivul este eliminarea defecțiunilor: EGC trebuie să transporte curentul de defect suficient de mult pentru ca OCPD să se deschidă, iar un OCPD mai mare permite un curent de defecțiune mai mare pentru o perioadă mai lungă de timp, astfel încât conductorul are nevoie de mai mult cupru.

Când conductoarele de fază sunt conectate în paralel, EGC este încă dimensionat de la ratingul OCPD; nu se împarte între mulţimile paralele. În cablurile multiconductoare, fiecare cablu trebuie să aibă propriul EGC dimensionat în conformitate cu 250.122(F)(2). Dacă un EGC deservește mai multe circuite într-un suport de cabluri, acesta este dimensionat pentru cel mai mare OCPD care protejează orice circuit din acel grup.

Dimensiune GEC: Citiți cel mai mare conductor neîmpământat

GEC este un animal diferit. Mărimea sa urmează aria secțiunii transversale a celui mai mare conductor de intrare în serviciu neîmpământat, deoarece trebuie să fie suficient de robust pentru a menține întregul serviciu și sistemul de electrozi la același potențial în timpul evenimentelor anormale, supratensiunii fulgerelor și tranzitorii de comutare. Un serviciu rezidențial 200 A cu conductori de serviciu 2/0 din cupru necesită un GEC de cupru de 4 AWG. În schimb, dimensionarea de la întrerupător ar produce un conductor de cupru de 6 AWG - o diferență pe care inspectorii electrici o surprind în mod obișnuit.

Trei excepții împiedică proiectele să nu cheltuiască excesiv. Un GEC conectat la o tijă, țeavă sau electrod de placă nu trebuie să fie niciodată mai mare de 6 AWG de cupru per 250.66(A). Un GEC la un electrod învelit în beton este acoperit la 4 AWG cupru per 250,66(B). Și masa în sine limitează la 3/0 cupru: indiferent de cât de mare este serviciul, GEC nu trebuie să depășească niciodată 3/0. GEC-urile din aluminiu rulează cu una sau două dimensiuni comerciale mai mari - un GEC de cupru de 8 AWG devine aluminiu de 6 AWG, iar un GEC de cupru de 2 AWG devine aluminiu 1/0.

Alegerea materialului: cupru, oțel placat cu cupru sau aluminiu

Calculul codului fixează secțiunea transversală minimă; decizia materială determină modul în care se comportă acea secțiune transversală în mediul real. Cuprul este referința de performanță. Se instalează curat, se termină fiabil și are o lungă durată de service în majoritatea solurilor. Aluminiul este mai ușor și mai ieftin, dar necesită dimensiuni mai mari, compus antioxidant la terminații, urechi nominale și control atent al cuplului. Îngropat direct, aluminiul are nevoie și de protecție împotriva coroziunii galvanice atunci când atinge metale diferite sau anumite condiții de sol.

Oțelul placat cu cupru (CCS) se află între cele două. Un miez de oțel de înaltă rezistență îi conferă rezistență mecanică pentru trageri lungi, curse deasupra capului și dispoziții ale grilei; placarea de cupru asigură conductivitatea de suprafață pe care o presupun tabelele. CCS este, de asemenea, mai puțin atractiv pentru hoții de fier vechi, un avantaj practic pe amplasamentele industriale și de utilități îndepărtate. Atunci când un conductor de împământare trebuie să se îndoaie printr-o conductă sau să urmeze trasee complicate, firul CCS torsionat oferă flexibilitatea unei frânghii cu comportamentul la coroziune a cuprului.

Furnizorii care sunt specializați în sisteme de împământare oferă gamă completă de conductori de împământare — sârmă rotundă, sârmă toronată, bară plată și bandă — astfel încât aceeași valoare AWG sau kcmil poate fi obținută din materialul și forma pe care site-ul necesită.

Sârmă de oțel placată cu cupru pentru aplicații de împământare Acest fir flexibil flexibil combină un miez de oțel cu o placare de cupru, oferind o rezistență ridicată la tracțiune și rezistență la coroziune la un cost mai mic decât cuprul solid, făcându-l o alegere practică pentru rețelele de împământare și coloane verticale. Vizualizare produs →

Pentru ascensoare verticale, linii de autobuz și rețele de împământare, bara plate și banda depășesc firul rotund: își susțin mai bine greutatea proprie, oferă o suprafață largă de prindere și se îmbină curat cu sudură exotermă sau conectori mecanici. Indiferent de forma aleasă, secțiunea transversală livrată trebuie să respecte valoarea tabelului. Acesta este locul în care achizițiile internaționale devin dificile: un certificat de fabrică care indică secțiunea transversală în mm² trebuie comparat direct cu cerințele AWG sau kcmil de pe proiect.

Cinci greșeli de dimensionare care apar la inspecție

Chiar și cu tabelul corect în mână, erorile de teren apar. Cele mai frecvente cinci probleme pe care le vedem la proiectele industriale și comerciale sunt:

1. Aplicarea tabelului greșit. Folosind Tabelul 250.122 pentru un GEC, sau Tabelul 250.66 pentru un EGC, produce un conductor care eșuează inspecția. Confirmați mai întâi funcția, apoi deschideți tabelul.
2. Dimensionarea EGC din curentul de sarcină maximă. Un motor de 30 A cu conductori de fază de 10 AWG și un întrerupător de 60 A pentru curent de pornire mai are nevoie de un EGC de cupru de 10 AWG. Dimensionarea din curentul de sarcină maximă al motorului dă 14 AWG, care nu poate suporta defecțiunea pe care o poate trece dispozitivul de 60 A.
3. Aplicarea greșită a excepției tijei-electrodului de 6 AWG. Capacul de 6 AWG din 250.66(A) se aplică unei rulări GEC la o tijă, țeavă sau electrod de placă. Nu reduce GEC-ul principal care conectează serviciul la sistemul de electrozi de împământare.
4. Ignorarea cerințelor de terminare din aluminiu. Conductoarele de împământare din aluminiu au nevoie de conectori compatibili, compus antioxidant și cuplu specificat. Neglijarea oricăreia dintre acestea transformă terminarea într-un punct slab pe termen lung.
5. Amestecarea AWG și mm² la comandă. Un conductor de cupru de 6 AWG are aproximativ 13,3 mm²; 4 AWG este de aproximativ 21,2 mm²; 2 AWG este de aproximativ 33,6 mm². Dacă desenul spune 2 AWG, un înlocuitor de 25 mm² nu ar trebui acceptat decât dacă inginerul confirmă secțiunea transversală echivalentă.

Odată ce dimensionarea este fixată, forma conductorului încă merită atenție. Locurile industriale și de utilități preferă adesea bara plană pentru curse lungi, expuse, deoarece este ușor de susținut cu cleme și ușor de sudat sau de șuruburi. Bara plată din oțel placat cu cupru combină rezistența mecanică a oțelului cu comportamentul electric al cuprului, motiv pentru care apare atât de des în rețelele substațiilor și buclele de împământare a instalațiilor.

Bară plată din oțel placat cu cupru pentru bucle de împământare a substației Această bară plată îmbină rezistența mecanică a oțelului cu performanța electrică a cuprului și permite prindere și sudare ușoară. Suprafața sa largă se potrivește cu rulajele expuse lungi în sistemele industriale și de împământare. Vizualizare produs →

Confirmați secțiunea transversală înainte de a comanda

Documentul de achiziție ar trebui să înregistreze trei lucruri: materialul, aria secțiunii transversale atât în AWG/kcmil, cât și în mm² și tabelul de coduri care a dictat dimensiunea. Pentru produsele din oțel placat cu cupru, grosimea placajului de cupru și conductanța totală ar trebui să apară pe certificat, astfel încât inspectorul să poată verifica conductorul respectă valoarea din tabel. Al nostru comparație a conductorilor de împământare din cupru, oțel lipit cu cupru și galvanizat explică modul în care fiecare material se comportă în aplicațiile îngropate, acoperite cu beton și expuse, ceea ce ajută la restrângerea alegerii înainte de a comanda.

Când proiectul necesită o bară solidă de cupru - o bară de împământare, un punct de conectare în interiorul carcasei de serviciu sau un GEC care trebuie să fie găurit și fixat - secțiunea transversală a barei trebuie să fie din cupru adevărat, nu un înlocuitor acoperit sau placat, dacă desenul folosește coloana de cupru a mesei. Bara de cupru este, de asemenea, alegerea standard atunci când mai mulți conductori se termină la un moment dat, deoarece poate fi găurit, filetat și etichetat fără a pierde marja cerută de cod.

Bară de împământare din cupru de înaltă puritate pentru punctele de terminare Fabricată din cupru fără oxigen, cu puritate de până la 99,97% și rezistivitate scăzută, această bară este ideală pentru bare colectoare, puncte de conectare și terminații multiple ale conductoarelor unde sunt necesare secțiuni transversale adevărate din cupru și conexiuni găuribile și prinse. Vizualizare produs →

Verificarea finală este scurtă. Numiți conductorul: EGC sau GEC. Căutați masa potrivită. Potriviți valoarea OCPD sau cel mai mare conductor neîmpământat. Selectați materialul pentru mediu. Apoi verificați secțiunea transversală menționată în raport cu certificatul înainte ca materialul să părăsească depozitul. Dimensionarea conductorului de împământare devine simplă odată ce granița dintre cele două tabele este clară - și acea limită este singura distincție care menține un sistem de împământare sigur, conform și la un preț rezonabil.