Một thợ điện làm việc trên một dự án cải tạo khách sạn gần đây đã có trải nghiệm thú vị khi cố gắng nhét một mớ dây rối vào một hộp nối sau khi mở nó ra. Hộp nối là một hộp vuông 4″ thông thường với độ sâu 1.25″, thường được sử dụng với một mạch đơn. Tuy nhiên, hộp này chứa bốn mạch! Ba mạch bổ sung đã được kéo vào hộp theo thời gian, để lại tổng cộng bảy dây dẫn trong hộp, gần gấp đôi số lượng dây dẫn tối đa cho phép trong loại hộp nối này! Nắp hộp hầu như không vừa với hộp nối. Một trong những lý do lớn nhất khiến điều này xảy ra là sự thiếu hiểu biết hoàn toàn về cách mà kích thước (ví dụ: chiều rộng, chiều cao và độ sâu) của các hộp điện được xác định và tầm quan trọng của chúng. Các hộp điện không chỉ là những cái chứa để nối dây. Thể tích, hình dạng và độ sâu của một hộp đều ảnh hưởng đến thời gian mà một kết nối sẽ tồn tại, cũng như lượng nhiệt sẽ tỏa ra từ kết nối.
Tại sao Kích Thước Hộp Điện Là Yêu Cầu An Toàn, Không Phải Sở Thích
Theo Bộ luật Điện Quốc gia (NEC) Điều 314, có giới hạn về số lượng dây dẫn có thể vừa bên trong một hộp dựa trên kích thước của hộp. Khi tính toán hộp của bạn, bạn phải tính đến các mục sau: mỗi dây (không cách điện hoặc trần), mỗi kẹp sẽ gắn vào dây, bất kỳ thiết bị nào sẽ được lắp đặt, và bất kỳ phụ kiện nào khác sẽ được lắp đặt. Nếu bạn có một hộp quá nhỏ để chứa số lượng dây dẫn; nó sẽ tạo áp lực lên các dây dẫn và cản trở việc tỏa nhiệt, gây ra sự cố cách điện khi thiết bị được đẩy vào vị trí. NEC đã đặt ra yêu cầu về kích thước tối thiểu cho các hộp; do đó, nếu bạn sử dụng hộp có kích thước tối thiểu, bạn sẽ an toàn khỏi vấn đề này. NEC chỉ định một mức thể tích cho mỗi dây dẫn cách điện dựa trên kích thước của nó (14 AWG = 2.0 inch khối, 12 AWG = 2.25 inch khối, 10 AWG = 2.5 inch khối) để cho phép các mục bổ sung mà bạn có bên trong hộp của bạn. Ví dụ, khi thực hiện tính toán đầy đủ thể tích hộp của bạn, bạn sẽ cần bao gồm các dây nối đất, các kẹp bên trong, bất kỳ đầu nối cáp nào, và thiết bị sẽ được lắp đặt bên trong hộp. Một ổ cắm hoặc yoke công tắc đơn sẽ được tính bằng hai dây dẫn cho mục đích tính toán này.
Tổng số kết quả xác định thể tích hộp tối thiểu cần thiết. Tài nguyên từ Hiệp hội Bảo vệ Cháy Quốc gia (NFPA) và các ấn phẩm thương mại điện tử như EC&M cung cấp các ví dụ chi tiết về thể tích hộp.
Để có cái nhìn cụ thể hơn về các thiết bị phù hợp với những vỏ này, hướng dẫn của chúng tôi về kích thước cầu dao bạn cần giải thích về bảo vệ quá dòng mà bảng mạch cầu dao — bản thân nó là một hộp điện rất lớn — phải cung cấp. Và để hiểu về các thiết bị bảo vệ được chứa trong nhiều vỏ, bài viết của chúng tôi về các cầu dao UL 489 giải thích khung chứng nhận điều chỉnh các cầu dao được lắp đặt trong bảng điều khiển và trung tâm tải.
Các Loại Hộp Điện Thông Dụng và Kích Thước Điển Hình Của Chúng
Không phải tất cả các hộp điện có thể thay thế cho nhau. Loại hộp xác định nơi nó có thể được lắp đặt — trong tường, trên bề mặt, ngoài trời — và những gì nó có thể chứa. Bảng sau tóm tắt bốn loại hộp phổ biến nhất và kích thước mà bạn sẽ thường gặp trên kệ của nhà cung cấp.
| Loại Hộp | Kích thước Thông thường (Rộng × Cao × Sâu) | Thể tích Thông thường (Inch Khối) | Sử dụng Phổ biến |
|---|---|---|---|
| Hộp Thiết Bị Nhựa hoặc Kim Loại Đơn | 3″ × 2″ × 2‑1/2″ đến 3‑1/2″ sâu | 12–22 in³. | Một công tắc hoặc một ổ cắm đôi |
| Hộp Thiết Bị Đôi | 3″ × 4‑1/2″ × 2‑1/2″ đến 3‑1/2″ sâu | 25–40 in³. | Hai công tắc hoặc hai ổ cắm cạnh nhau |
| Hộp Kim Loại Vuông 4 Inch | 4″ × 4″ × 1‑1/4″, 1‑1/2″, hoặc 2‑1/8″ sâu | 18–30 cu. in. (các phiên bản sâu hơn chứa nhiều hơn) | Hộp nối, hoặc hộp thiết bị với vòng thạch cao |
| Hộp Kim Loại Vuông 4‑11/16″ | 4‑11/16″ × 4‑11/16″ × 1‑1/2″ đến 2‑1/8″ sâu | 29–50 in³. | Hộp nối lớn hơn, nhiều mối nối, ứng dụng thương mại |
| Hộp Bát Giác (Hộp Trần) | Đường kính 4″ × 1‑1/2″ hoặc 2‑1/8″ sâu | 15–22 in³. | Đèn chiếu sáng trần, cảm biến khói |
| Hộp Tiện Lợi (Hộp Lắp Bề Mặt) | 4″ × 2″ × 1‑1/2″ đến 2″ sâu | 8–14 in³. | Công tắc hoặc ổ cắm lắp bề mặt trong gara, tầng hầm |
| Hộp Chống Thời Tiết (Ngoài Trời) | Đơn gang: ~3″ × 5″ × 2″ sâu | 15–25 in³. | Ổ cắm và công tắc ngoài trời, với nắp đậy có gioăng |
| Hộp 4 Gang và Hộp Đa Gang Lớn Hơn | Chiều rộng bội số của ~2″ mỗi gang, độ sâu đến 3‑1/2″ | 40–80+ in³. | Nhiều công tắc tại một vị trí |
Hộp điện đơn gang là loại hộp điện được sử dụng phổ biến nhất trong môi trường dân cư; chúng thường có kích thước cao 3″ và rộng 2″. Độ sâu của các hộp khác nhau, với các ngôi nhà cũ có hộp sâu 2-1/4″. Việc lắp đặt các ổ cắm USB hiện đại hoặc ổ cắm thông minh có độ sâu lớn hơn nhiều so với ổ cắm đôi truyền thống có thể gây khó khăn vì thiết bị càng sâu thì việc lắp đặt vào hộp quá nông càng khó khăn. Một hộp quá nông sẽ buộc bạn phải nhồi nhét dây điện, điều này tạo áp lực lên các kết nối và có thể gây ra hiện tượng hồ quang hoặc mạch hở theo thời gian. Do đó, hầu hết các thợ điện hiện nay đang sử dụng hộp điện đơn gang sâu 3-1/2″ như tiêu chuẩn, mặc dù quy chuẩn xây dựng cho phép lắp đặt hộp nông hơn. Thể tích thể tích thêm trong hộp chỉ tốn rất ít chi phí và làm cho việc lắp đặt hoặc thay thế thiết bị trong hộp trở nên dễ dàng hơn nhiều so với việc sử dụng hộp có độ sâu nông hơn.
Cách Quy Tắc 6/12 Ảnh Hưởng Đến Vị Trí và Kích Thước Hộp
“Quy tắc 6/12” là quy tắc khoảng cách, không phải quy tắc kích thước hộp, ảnh hưởng đến số lượng và vị trí các hộp bạn cần cho việc lắp đặt điện của mình. Theo NEC Điều 210.52, không điểm nào dọc theo bất kỳ bức tường nào được cách xa ổ cắm điện hơn sáu feet. Do đó, không được vượt quá mười hai feet giữa mỗi ổ cắm điện dọc theo bất kỳ bức tường nào. Bất kỳ đoạn tường nào dài hơn hai feet phải có ít nhất một ổ cắm điện được lắp đặt trên đó. Điều này có nghĩa là quy tắc 6/12 thiết lập số lượng tối thiểu tuyệt đối của các hộp ổ cắm trong một phòng lớn và sau đó xác định số mạch điện sẽ được cung cấp cũng như tổng tải tính toán cho bảng điện của phòng đó. Quy tắc 6/12 là một ví dụ về yêu cầu tối thiểu; việc lắp đặt thêm ổ cắm, ngay cả khi vượt quá số lượng yêu cầu bởi quy tắc này, là được phép và thường mang lại sự tiện lợi bổ sung. Hiểu biết về quy tắc 6/12 sẽ cho phép bạn tạo kế hoạch điện chính xác cho một phòng để xác định vị trí và kích thước phù hợp của từng hộp ổ cắm trong phòng dựa trên các dây dẫn tiếp xúc với chúng.
Những Vấn Đề Có Thể Xảy Ra Khi Hộp Quá Nhỏ
Hộp nhỏ hơn kích thước quy định có những hậu quả thực tế. Khi một hộp bị quá tải, kết quả sẽ luôn là lớp cách điện của dây dẫn bị suy giảm do nhiệt bị giữ lại; điều này sẽ xảy ra theo thời gian. Lớp cách điện trở nên giòn, và cuối cùng, lớp cách điện sẽ nứt. Một dây dẫn bị nứt sẽ tạo ra lỗi nối đất hoặc ngắn mạch có thể không làm nhảy cầu dao cho đến khi hồ quang đã bắt đầu. Ngoài ra, nếu hộp quá nông, các dây dẫn sẽ không thể được gấp gọn gàng phía sau thiết bị; khi lắp đặt, các dây sẽ bị nén quá mức vào phía sau hộp và có thể làm lỏng vít đầu cuối hoặc làm gãy nút dây do áp lực. Các kết nối không đáng tin cậy tạo ra vấn đề trong việc chẩn đoán sự cố điện và có thể gây nguy cơ cháy nổ. Tuân theo phép tính điền đầy hộp sẽ giảm bớt tất cả các vấn đề này.
Lựa chọn hộp phù hợp cho công việc
Việc chọn kích thước và kiểu dáng phù hợp cho hộp điện của bạn phụ thuộc vào loại mạch điện bạn đang làm việc, cũng như số lượng dây dẫn sẽ được lắp đặt cùng trong mạch này. Dưới đây là một số khuyến nghị thực tế:
- Đối với một công tắc hoặc ổ cắm đơn trong tường thạch cao: Một hộp thiết bị kim loại hoặc nhựa đơn gang có độ sâu ít nhất 2 3/4 inch và thể tích ít nhất 22 inch khối sẽ cung cấp không gian cho một thiết bị tiêu chuẩn và dây dẫn liên quan mà không bị quá tải.
- Đối với hộp nối với nhiều mạch: Hộp kim loại vuông có kích thước 4-5/8″ x 4-5/8″, cùng độ sâu 2-1/8″, có thể tích 42 inch khối và được sử dụng nhiều hơn bất kỳ hộp nào khác trong các phòng điện thương mại. Một nắp trống hoặc vòng thạch cao có thể được lắp đặt trên hộp này, có nhiều điểm vào ống dẫn.
- Đối với lắp đặt ngoài trời: Một hộp ổ cắm đơn gang chống thời tiết, cùng với nắp ‘while-in-use’, đáp ứng yêu cầu kín thời tiết theo NEC 406.9 cho các ổ cắm lắp đặt ở khu vực ẩm ướt. Độ sâu tăng của hộp ngoài trời cũng cho phép không gian đủ để ổ cắm GFCI không bị chật chội.
- Đối với thiết bị trần: Một hộp bát giác được đánh giá theo trọng lượng thiết bị là bắt buộc. Hộp bát giác tiêu chuẩn 4 inch hỗ trợ lên đến 50 pound; thiết bị nặng hơn yêu cầu hộp được đánh giá cho quạt với tai gắn gia cố.
Vật liệu hộp — PVC, sợi thủy tinh hoặc kim loại — phụ thuộc vào phương pháp đi dây và yêu cầu nối đất. Hộp kim loại phải được nối đất; hộp không kim loại không yêu cầu nối đất nhưng không được sử dụng với ống kim loại trừ khi được liệt kê cụ thể. Đối với các vỏ bọc công nghiệp như bảng phân phối, hộp đồng hồ và bảng điều khiển chứa cầu dao và các thiết bị bảo vệ khác, yêu cầu kích thước vượt ra ngoài quy tắc điền đầy hộp của NEC sang các tiêu chuẩn UL và IEC điều chỉnh cấu trúc bảng điều khiển. HUYU cung cấp cầu dao và thiết bị bảo vệ liên quan phù hợp với các dạng bảng tiêu chuẩn được sử dụng trong thị trường IEC và Bắc Mỹ, từ các cầu dao nhỏ như HUM18‑63 MCB được gắn trên thanh DIN trong bảng phân phối, đến các bộ ngắt mạch vỏ đúc như HYM1 MCCB phù hợp với các vỏ bọc thương mại và công nghiệp lớn hơn.
Câu hỏi thường gặp
Quy tắc 6 12 trong điện là gì?
Theo NEC 210.52, một ổ cắm phải không cách điểm nào trên tường ngoài quá 6 feet và cách các ổ cắm khác 12 feet. Một bức tường rộng 2 feet hoặc hơn yêu cầu ít nhất một ổ cắm. Điều này xác định số lượng tối thiểu các hộp điện cần lắp đặt trong mỗi phòng.
Có bốn loại hộp điện nào?
Bốn loại hộp điện phổ biến bao gồm: thiết bị (dùng cho công tắc và ổ cắm), nối (dùng để nối dây dẫn), trần (hình bát giác hoặc tròn, dùng để hỗ trợ thiết bị chiếu sáng), và chống thời tiết (dùng cho lắp đặt ngoài trời). Mỗi hộp có đặc điểm riêng phù hợp với ứng dụng dự kiến.
Kích thước của hộp điện vuông là bao nhiêu?
Hộp kim loại điện (EMBs) tại Hoa Kỳ thường được sản xuất kích thước 4″ x 4″, sâu từ 1-1/4″ đến 2-1/8″, với thể tích từ 18 đến 30 inch khối. Một kích thước phổ biến khác là 4-11/16″ x 4-11/16″, với dung tích tối đa 50 inch khối.
Có các kích thước hộp ổ cắm khác nhau không?
Hộp ổ cắm thay đổi theo số gang và độ sâu. Hộp ổ cắm tiêu chuẩn phổ biến nhất (đơn gang) cao khoảng ba inch, rộng hai inch và sâu từ 1,5 inch đến 3,5 inch. Hộp ổ cắm sâu hơn cung cấp thể tích lớn hơn cho cả thiết bị và dây dẫn, điều này đặc biệt quan trọng khi sử dụng công tắc thông minh hoặc ổ cắm có cổng sạc USB, vì các thiết bị này dài hơn ổ cắm đôi tiêu chuẩn.
Tài liệu tham khảo
- NFPA 70 (NEC) Điều 314 — Hộp ổ cắm, thiết bị, kéo dây và nối dây; Thân ống dẫn; và Vỏ hộp tay. Hiệp hội Bảo vệ Chữa cháy Quốc gia.
- Leviton — Hộp và Vỏ điện — Thông số kỹ thuật sản phẩm và hướng dẫn lắp đặt cho hộp dân dụng và thương mại.
- Hubbell — Hộp điện Raco và Bell — Danh mục hộp kim loại và chống thời tiết cùng dữ liệu kỹ thuật.
- Xây dựng & Bảo trì Điện (EC&M) — Bài viết về kích thước hộp, tính toán thể tích, và tuân thủ NEC.
The → Cái kích thước của một hộp điện không phải ngẫu nhiên. Chúng được quy định trong mã sau nhiều thập kỷ điều tra cháy và sự cố cách điện, và tồn tại để đảm bảo mỗi dây, mỗi mối nối, và mỗi thiết bị có không gian cần thiết để hoạt động an toàn trong suốt tuổi thọ của công trình. Dù bạn lắp một công tắc đơn trong phòng ngủ hay kéo một tá mạch vào hộp nối thương mại, hộp bạn chọn — loại, thể tích, độ sâu — là nền tảng mà mọi kết nối bên trong phụ thuộc.
