Можно ли использовать провод 12/3 для розетки на 20 ампер?

Двенадцатикалиберный провод и двадцатипроцентные цепи так хорошо сочетаются, что вопросы обычно возникают из другого источника. Возможно, установщик имеет кусок 12/3, оставшийся от предыдущего проекта проводки, или, возможно, у поставщика есть только кабели 12/3 в наличии. Возникает вопрос, имеет ли наличие дополнительного проводника какие-либо последствия для домашней проводки. Ответ кажется простым, но поднимает некоторые вопросы кодекса, которые влияют на использование проводов, включая ограничения по малым проводникам в Национальном электрическом кодексе, способ, которым двенадцатикалиберный провод может переносить двадцать ампер, прежде чем возникнут проблемы с падением напряжения, какие преимущества может предложить дополнительный проводник и что может произойти, если проводник окажется недостаточно большим. Следующее руководство обсуждает все эти аспекты, а также требования к установке розеток.

Краткий ответ: Действительно, медный провод 12/3 подходит для цепи 20 А и соответствует минимальному требуемому размеру провода в Национальном электрическом кодексе (NEC), упомянутом в статье 240.4(D). “3” указывает на то, что кабель имеет три изолированных провода, т.е. черный, красный и белый, плюс один голый провод заземления оборудования. Таким образом, вам нужны только черный и белый провода в обычной цепи на 20 А, при этом красный провод остается неиспользуемым или используется в ответвленной цепи. Ожидается, что провод 12/3 будет на 15-30% дороже, чем 12/2, и другой провод влияет на расчеты заполнения коробки. Что касается падения напряжения, 12 AWG хорошо работает на 20 А до примерно 40-50 футов. После примерно 75 футов падение напряжения превысит 3%, указанный NEC для цепей, и следует использовать 10 AWG.

Что на самом деле содержит 12/3

Метод наименования электрических кабелей прост, так как он требует всего лишь двух цифр, которые обе значимы.

Первая цифра указывает на калибр провода, используя американскую систему калибровки проводов. Например, калибр провода 12 AWG — это медный провод шириной 2,05 мм. Вторая цифра обозначает, сколько проводников находится в проводе. В примере названия провода 12/3 имеется в виду, что всего три изолированных проводника. В случае кабеля 12/3 NM-B три проводника — черный, красный и белый изолированные. Также есть четвертый провод, который является голым проводом.

Таким образом, 12/3 не является уникальным продуктом; скорее, это простой провод двенадцатого калибра. Следовательно, тип провода 12/2 в своем значении и качествах. В Америке цвета проводов определяют их роль; черные и красные провода находятся под электрическим напряжением, белый провод — это провод, который не пропускает ток, в то время как голый используется для подключения всех устройств в необходимую цепь. Конвенции, применимые к устройствам, которые питаются от этих проводников, рассмотрены в нашем обзоре различных видов выключателей, используемых в электрических установках, и та же логика применяется к проводке розеток.

В ситуации создания цепи для стандартного электрического устройства на 20 А должен быть один фазный провод, нейтральный провод и голый эффективный заземляющий провод. Поэтому можно использовать провод 12/2, и четвертый провод вовсе не нужен; однако возникает вопрос, может ли избыточный провод повлиять на работу кабеля.

Что говорит кодекс

Руководства кратки и ясны.

Ограничения по току для малых проводников. Статья 240.4(D) Национального электрического кодекса (NEC) ограничивает защиту от перегрузки для малых проводников, ограничивая использование 14 AWG до 15 ампер, 12 AWG до 20 ампер и 10 AWG до 30 ампер. Таким образом, из-за ограниченной способности устранять тепло во время работы, 12 AWG становится рекомендуемым проводом для цепи на 20 А, в то время как 14 AWG не может выполнять эту роль, хотя на практике способен это сделать.

Токопроводимость. При рассмотрении токопроводимости важно учитывать тип проводника, а также температурный рейтинг изоляции и условия установки. Что касается меди 12 AWG, можно полагаться на значение 20 А, указанное в связи с 60°C, и значение 25 А, связанное с 75°C. Кабель NM-B чаще всего рассматривается с учетом рейтинга 60°C, что означает, что 20 А — это именно то значение, которое необходимо, без какого-либо дополнительного запаса безопасности. Однако, если температура окружающей среды слишком высокая или проводники сгруппированы вместе, снижение допустимой токопроводимости начнет влиять на практическую токопроводимость.

Проводники, которые не используются. Ничто не запрещает использование неиспользуемых проводников. Единственное требование — такие проводники должны быть безопасно завершены, чтобы избежать коротких замыканий.

Заполнение коробки. В терминах заполнения коробки необходимость в дополнительном проводнике может фактически повлечь некоторые расходы. Согласно статье 314.16 Национального электрического кодекса (NEC), необходимо учитывать сумму всех проводников. При включении изолированного четвертого проводника в кабельный маршрут необходимо проверить, что коробка сможет его вместить.

Использование третьего проводника

Проводник, который не используется, может быть использован с пользой, если его тщательно спланировать, как объясняется ниже.

Давайте внимательно рассмотрим многопроводную ветвь, потому что это причина покупки провода 12/3. Это очень типичная ошибка, поэтому стоит уделить этому внимательное внимание. Когда две цепи делят один и тот же нейтральный провод, ток через этот провод уравновешивает две цепи, а не складывает их, что работает только когда провода из двух разных фаз. Важно правильно это понять, потому что в противном случае нейтральный провод будет нести общий ток от обеих цепей, следовательно, закон требует, чтобы в таких случаях цепь была немедленно отключена от источника питания, и использование двухполюсного переключателя является обычной практикой в таких случаях. Если многопроводная цепь подает питание на оборудование, которое должно полагаться на автоматические выключатели GFCI, это становится гораздо сложнее, и на самом деле многие электрики предпочитают не использовать такой тип цепи на кухнях и в ванных комнатах.

Как далеко 12 калибр переносит 20 ампер

Токопроводимость указывает, перегреется ли провод, в то время как падение напряжения определяет, будет ли оборудование на другом конце работать правильно.

Согласно NEC, падение напряжения в ветви не должно превышать 3%, в то время как общее падение напряжения от точки обслуживания до точки использования не должно превышать 5%. Таким образом, NEC допускает некоторые отклонения от этих значений в жилом кодексе, но они все равно существуют.

Причина вышеуказанных значений заключается в том, что оборудование ведет себя неправильно из-за низкого напряжения. При низком напряжении двигатели перегреваются, электроника сбрасывается, а резистивные нагрузки не работают так, как ожидалось.

Медная проволока двенадцатого калибра имеет сопротивление около 1.93 ом на 1,000 футов при рабочей температуре. В цепи на 120 вольт общее падение напряжения при токе 20 ампер рассчитывается, как представлено ниже.

Практически, кабели 12 AWG могут выдерживать до примерно 40-50 футов, а 10 AWG подходит для длин около 75 футов и более. Поскольку в жилых цепях много розеток, которые попадают в это расстояние, такая комбинация считается стандартной. Расстояния в случаях цепей, подключенных к отдельному гаражу или другому вспомогательному зданию, должны быть рассчитаны.

Существует два фактора, влияющих на снижение числа. Первый заключается в том, что в цепи, которая редко потребляет полные 20 ампер, падение меньше. Однако проектирование на основе этого предположения не дает вам никакого запаса на ошибки. Второй фактор связан с уменьшением номинала проводников и падением, вызванным фоновым температурным режимом провода или если в оболочке слишком много проводов.

Что происходит, если провод слишком мал

Неудача известным образом, недостаточно большие проводники в цепи на 20 А способствуют строгому требованию кодекса к проводу 14 AWG.

• Нагрев сопротивления. Проводник с большим током, чем его допустимая нагрузка, не успевает остыть. Температура по всему проводу повышается.
• Повреждение изоляционного материала. Постоянный высокий нагрев делает изоляционный материал хрупким и, с более старыми проводами, приводит к почти полной потере его изоляционных свойств. Это создает большое количество пожаров в стенах домов без видимых предупреждающих знаков.
• Повреждение на соединениях. Тепло имеет тенденцию накапливаться на соединениях провода с устройством, используемым для электричества. Если изоляция обесцвечена и хрупка в месте выхода тока, это показывает, что токи присутствовали долгое время.
• Падение напряжения. Недостаточно большой проводник с длинным проводом создает значительное падение напряжения в условиях нагрузки, что приводит к большему потреблению тока моторами и затемнению света.
• Неправильное срабатывание. Слишком длинное соединение провода с избыточным током может привести к шунтированию мотора и поломке устройств из-за слишком большого тока (что вызывает повреждение проводов).

Популярная ошибка — установить более крупный предохранитель, чтобы избежать неправильного срабатывания. Однако это может быть опасно, потому что в случае использования провода 12 SWG с цепью на 20 А, подключенной к цепи с предохранителем на 30 А, провод сможет нагреваться, и это произойдет без активации автоматического выключателя.

12/3 против 12/2 против 10/2

Базовая цепь с розетками на 20 А, вероятно, требует провода размером 12/2. Хотя вы можете использовать 12/3, это на самом деле не нужно, так как обычно третьим проводником не пользуются. Если у вас остался 12/3, его использование в принципе не увеличивает затраты, кроме дополнительного заполнения коробки и некоторого дополнительного труда для его прокладки через каркас.

Когда дело доходит до работы с проводом 12 AWG, обратите внимание, что провод обычно жестче, чем 14 AWG, а также изгибается более жестко, что усложняет установку.

Подключение цепи

Последовательность ниже предполагает обычную цепь с розетками, соединенными последовательно, с использованием кабеля в формате 12/2. Безопасная изоляция и проверка должны быть выполнены прежде всего, а общая техника — включая то, как идентифицировать проводники, когда цвета нестандартные — описана в нашем руководстве по замене выключателя, которое следует той же дисциплине.

1. Обеспечьте изоляцию и подтвердите состояние отключения. Отключите электропитание и подтвердите состояние с помощью индикатора напряжения. Просто выключение питания на электрической панели не означает изоляцию.
2. Узнайте электрические провода. Черный электрический провод — это провод, несущий ток, в то время как белый провод — это нейтральный провод, а медный провод — это заземляющий провод. Если вы не используете красный проводник, используйте соединитель и пометьте его как запасной провод.
3. Подготовьте электрическую розетку. Убедитесь, что из коробки торчит около 6 дюймов кабеля. Снимите изоляцию до зажима и убедитесь, что в коробке достаточно места для кабелей.
4. Сначала подключите заземление. Закрепите голый провод на зеленом клемме в розетке.
5. Закрепите нейтральный провод. Подключите белый провод к серебристой клемме в розетке.
6. Закрепите фазный провод. Подключите фазный провод к латунной клемме. Никогда не забывайте, что фазные провода не должны быть подключены к серебристым клеммам, а нейтральные провода не должны идти к латунным клеммам.
7. Закрепите соединения, хорошо затянув провода. Помните, что существуют требования к натяжению соединений проводки. Убедитесь, что соединения надежны, так как слабые соединения могут вызвать проблемы.
8. Подключите розетку, проверьте розетку с помощью тестового штепселя и убедитесь, что выходные провода подключены правильно.

Рейтинги розеток и защиты

Цепь соответствует требованиям только в том случае, если устройство и защита совпадают с проводником.

Вместимость розетки. Цепь на 20 А может использовать розетку на 15 А. Это может удивить некоторых людей, но розетка на 15 А подходит для передачи 20 А к устройствам, которые на нее полагаются, что делает ее допустимой для цепи на 20 А. Напротив, розетку на 20 А не следует устанавливать на цепь на 15 А, так как последняя не может обеспечить мощность устройства. Что касается большинства домохозяйств, разница будет видна в стиле лицевой панели, который определяет внешний вид розетки, и в определенном качестве устройства, которое в большинстве случаев лучше.

• Защита GFCI обязательна для розеток на 20 А в местах, указанных в кодексе (например, в ванных комнатах, кухнях, гаражах снаружи и в пределах определенного расстояния от раковин).
• Защита AFCI необходима в большинстве случаев в цепях в жилых помещениях (например, тех, которые подают электричество в гостиные и спальни).

Когда розетки указываются для проекта, а не заменяются по одной, критерии выбора распространяются на материал контактов, конструкцию клемм и сертификацию — те же дисциплины, изложенные в нашем руководстве по выбору производителя электрических выключателей и розеток.

Вместимость — это другая половина этого решения. Современные цепи розеток все чаще поддерживают не только лампы и пылесосы, и профиль нагрузки устройств, подключенных к ним, меняется, как обсуждается в нашей статье о USB-розеткам и быстрой зарядке. Планирование цепи для этой реальности ничего не стоит на этапе проводки и стоит много позже.

Примером того, как современное устройство в этой категории документируется, является наша спецификация диммера FS328-V, что является уровнем детализации, которого должен ожидать спецификатор, прежде чем привязывать цепь к устройству.

Последняя заметка для людей, которые устанавливают цепь на 20 А: цепи на 20 А все чаще используются для домашних офисов, мастерских, кухонь или любого другого места, где много мощных приборов. Стоимость использования провода 14 AWG или 12 AWG не сильно отличается, если учитывать стоимость вскрытия стены позже, поэтому лучше использовать провод 12 калибра.

Часто задаваемые вопросы

Могу ли я использовать 20-амперную розетку с 12-калиберным проводом?

Абсолютно. Медь 12 калибра — это универсальный провод для любой типичной цепи на 20 А, поскольку это (Секретариат Комитета (ошибочный текст: “из-за его”), Национальный электрический код или NEC) является минимальным размером, приемлемым по NEC в соответствии с правилами для малых проводников, изложенными в статье 240.4(D). Стандартная проводка для компании на 20 А — это розетка на 20 А с использованием провода 12 AWG и защищенная автоматом на 20 А. Единственное требование заключается в том, что защита цепи должна следовать установленным нормам и должна быть откалибрована на 20 А. Это означает, что нельзя установить провод 12 AWG и заменить автомат на 30 А для стандартной работы компании, так как такие действия отключат защиту, предоставляемую проводу.

Какой размер провода мне следует использовать для 20-амперной розетки?

На практике медный провод двенадцатого калибра также является общепринятым решением для проводки. Альтернативным решением для цепей на 20 А может быть провод десятого калибра; однако это необходимо только для участков проводки длиной более 75 футов, где падение напряжения становится значительным, или если провод подвергается высоким температурам или плотно связан с другими проводниками. Провода четырнадцатого калибра не могут использоваться в цепях на 20 А, так как согласно статье 240.4(D) провода AWG 14 ограничивают производительность до 15 А.

Как далеко 12-калиберный провод будет переносить 20 ампер?

Когда речь идет о проводимости тока на 20 А (ампacity), ответ — да, проводимый ток в основном ограничивается падением напряжения, а не расстоянием. Что касается 20 А проводимого тока, медные провода 12 AWG имеют падение напряжения почти 3.9 В на длине 50 футов и почти 5.8 В на 75 футах. Таким образом, соотношение падения напряжения при проводимости тока 20 А составляет примерно 3.2% и 4.8% соответственно, что позволяет расстоянию до 40-50 футов для проводимости тока 20 А по проводу 12 AWG без значительного падения напряжения. В случае более длинных участков проводки лучше использовать провод 10 AWG.

Могу ли я использовать провод 12/3 для розеток?

Да, возможно подключить провод 12/3 к розетке, так как это не противоречит никаким нормам. Нужно лишь замкнуть красный провод на обоих концах, чтобы использовать его точно так же, как это делается для проводов 12/2. Другой альтернативой может быть установка многофазной цепи, питаемой кабелем 12/3.

Что произойдет, если я использую 14-калиберный провод в 20-амперной цепи?

Установка будет крайне небезопасной, а также не соответствующей никаким нормам проводки. Дело в том, что при нормальных условиях никто не может использовать провод четырнадцатого калибра для проводимости более 15 А, так как статья 240.4(D) Национального электрического кодекса гласит, что провода AWG 14 ограничены 15 А. Поэтому токовая нагрузка перегреет провод, делая его непригодным для установки.

Ссылки

• NFPA — Национальный электрический кодекс, статьи 240.4(D), 210.21, 210.8, 210.12 и 314.16
• NEMA — Стандарты оценки проводников и розеток
• UL Solutions — UL 498 Розетки и соединительные вилки
• NIST — Справочник 44 и данные о сопротивлении проводников

Заключение

Для цепи с розеткой на 20 А, выполненной с использованием провода 12/3, это допустимо, а также разумно и не компрометирует безопасность. Провода 12 AWG — это минимально допустимый размер по кодексу для розетки на 20 А, и дополнительный изолированный провод может быть использован или не использован, а соответствующее закрытие может быть выполнено за две минуты. Важная часть обеспечения безопасности цепи — это все, что окружает кабель: цепь на 20 А, защищенная автоматическим выключателем на 20 А, настенная розетка, соответствующая номиналу, защита GFCI или AFCI, требуемая по месту установки, правильно затянутые соединения и достаточно короткая длина для поддержания импеданса ниже трех процентов. Если все вышеперечисленное в порядке, то вопрос о том, использовать ли 12/2 или 12/3, зависит от удобства и стоимости, а не от соблюдения норм.