Чи можете ви використовувати дріт 12/3 для розетки на 20 ампер?

Провід дванадцятого калібру та кола на двадцять ампер так добре поєднуються, що питання зазвичай виникають з іншого джерела. Можливо, установник має залишок проводу 12/3 від попереднього проекту проводки або, можливо, постачальник має в наявності лише кабелі 12/3. Виникає питання, чи має наявність додаткового провідника якісь наслідки для домашньої проводки. Відповідь здається простою, але піднімає деякі питання коду, які впливають на використання проводів, включаючи обмеження на малий провідник у Національному електричному кодексі, спосіб, яким провід дванадцятого калібру може переносити двадцять ампер, перш ніж виникнуть проблеми з падінням напруги, які переваги може запропонувати додатковий провідник і що може статися, якщо провідник виявиться недостатнім за розміром. Наступний посібник обговорює всі ці аспекти, а також вимоги до встановлення розеток.

Коротка відповідь: Дійсно, мідний провід 12/3 підходить для кола розетки на 20 А і відповідає мінімально необхідному розміру проводу в Національному електричному кодексі (NEC), згаданому в статті 240.4(D). “3” вказує на те, що кабель має три ізольовані дроти, тобто чорний, червоний і білий, плюс один оголений провід заземлення. Таким чином, вам потрібні лише чорний і білий провід у звичайному колі на 20 А, а червоний залишаються невикористаним або використовуються в гілковому колі. Очікується, що провід 12/3 буде на 15-30% дорожчим, ніж 12/2, а інший провід вплине на розрахунки заповнення коробки. Що стосується падіння напруги, 12 AWG добре працює на 20 А до приблизно 40-50 футів. Після приблизно 75 футів падіння напруги перевищить 3%, зазначений NEC для схем, і слід використовувати 10 AWG.

Що насправді містить 12/3

Метод називання електричних кабелів простий, оскільки він складається лише з двох цифр, які обидві є значущими.

Перша цифра вказує на калібр проводу, використовуючи американську систему калібру проводу. Наприклад; калібр проводу 12 AWG - це мідний провід шириною 2,05 мм. Друга цифра означає, скільки провідників є в проводі. У прикладі назви проводу 12/3 це означає, що в цілому є три ізольовані провідники. У випадку кабелю 12/3 NM-B три провідники - це чорний, червоний і білий ізольовані. Є також четвертий провід, який є оголеним проводом.

Таким чином, 12/3 не є унікальним продуктом; скоріше, це простий дріт дванадцятого калібру. Отже, тип дроту 12/2 у своєму значенні та якостях. У Америці кольори дротів визначають їх роль; чорні та червоні дроти є дротами під електричним тиском, білий дріт — це дріт, який не проводить жодного струму, тоді як оголений використовується для з'єднання всіх пристроїв у необхідну схему. Конвенції, що застосовуються до пристроїв, які живлять ці провідники, охоплені в нашому огляді різних видів вимикачів, що використовуються в електричних установках, і та ж логіка проходить через проводку розеток.

У ситуації створення схеми для стандартного електричного пристрою на 20 А має бути один фазний дріт, нейтральний дріт та оголений ефективний заземлювальний провід. Тому можна використовувати дріт 12/2, а четвертий зовсім не потрібен; однак виникає питання, чи може надлишковий дріт вплинути на роботу кабелю.

Що говорить кодекс

Вказівки чіткі та зрозумілі.

Обмеження перевантаження для малих провідників. Стаття 240.4(D) Національного електричного кодексу (NEC) обмежує захист від перевантаження для малих провідників, обмежуючи використання 14 AWG до 15 ампер, 12 AWG до 20 ампер і 10 AWG до 30 ампер. Таким чином, через обмежену здатність усувати тепло під час роботи, 12 AWG стає рекомендованим дротом для схеми на 20 А, тоді як 14 AWG не може виконати цю роль, хоча практично здатний це зробити.

Ампераж. При розгляді амперажу важливо враховувати тип провідника, а також температурний рейтинг ізоляції та умови установки. Що стосується 12 AWG міді, можна покладатися на значення 20 А, зазначене у зв'язку з 60°C, та значення 25 А, пов'язане з 75°C. Кабель NM-B найчастіше розглядається з посиланням на рейтинг 60°C, що означає, що 20 А — це саме те значення, яке потрібно, без будь-якої додаткової маржі безпеки. Однак, якщо навколишня температура занадто висока або провідники згруповані разом, зниження рейтингу почне впливати на практичний ампераж.

Провідники, які не використовуються. Нічого не заважає використанню невикористаних провідників. Єдина вимога полягає в тому, щоб такі провідники були безпечно закінчені, щоб уникнути короткого замикання.

Заповнення коробки. Що стосується заповнення коробки, це те місце, де потреба в додатковому провіднику може фактично призвести до деяких витрат. Згідно зі статтею 314.16 Національного електричного кодексу (NEC), потрібно враховувати суму всіх провідників. При включенні ізольованого четвертого провідника в кабельному проході потрібно перевірити, чи зможе коробка вмістити його.

Використання третього провідника

Провідник, який не використовується, може бути використаний з користю, якщо спланувати це ретельно, як пояснено нижче.

Давайте уважно розглянемо багатопровідну гілку, оскільки це причина покупки проводу 12/3. Це дуже типова помилка, тому варто ретельно розглянути. Коли два кола ділять один і той же нейтральний провід, струм через цей провід вирівнює два кола замість того, щоб їх додавати, що працює лише тоді, коли дроти з двох різних фаз. Важливо це правильно зробити, оскільки в іншому випадку нейтральний провід повинен нести загальний струм з обох кіл, тому закон вимагає, щоб у таких випадках коло було відключено від живлення одразу, і використання двополюсного вимикача є загальноприйнятою практикою в таких випадках. У разі, якщо багатопровідна схема постачає електроенергію обладнанню, яке повинно покладатися на автоматичні вимикачі GFCI, це стає набагато складніше, і насправді багато електриків вирішують не використовувати цей тип схеми на кухнях і у ванних кімнатах.

Як далеко 12-го калібру переносить 20 ампер

Ампераж вказує, чи перегріється провід, тоді як падіння напруги визначає, чи працює обладнання на іншому кінці правильно.

Згідно з NEC, падіння напруги в гілці не повинно перевищувати 3%, тоді як загальне падіння напруги від точки обслуговування до точки використання не повинно перевищувати 5%. Таким чином, NEC дозволяє певні відхилення від цих значень у житловому кодексі, але вони все ще існують.

Причина вищезазначених значень полягає в тому, що обладнання веде себе неправильно через низькі напруги. При низьких напругах мотори перегріваються, електроніка скидається, а резистивні навантаження не працюють у очікуваний спосіб.

Дріт мідного дванадцятого калібру має опір приблизно 1.93 ом на 1,000 футів при робочій температурі. У колі на 120 вольт загальний падіння напруги при перенесенні 20 ампер розраховується, як представлено нижче.

На практиці кабелі 12 AWG можуть витримувати до приблизно 40-50 футів, а 10 AWG підходить для довжин близько 75 футів або більше. Оскільки в житлових колах є багато розеток, які потрапляють у цю відстань, комбінація вважається стандартною. Відстані в випадках кіл, підключених до відокремленого гаража або іншої будівлі, потрібно розраховувати.

Є два фактори, що впливають на зменшення кількості. Перший полягає в тому, що в колі, яке рідко споживає повні 20 ампер, падіння менше. Однак проектування на основі цього припущення не дає вам жодного запасу на помилки. Інший фактор пов'язаний з зниженням потужності провідників і падінням, яке викликане температурою фону дроту або якщо в оболонці занадто багато дротів.

Що станеться, якщо провід занадто малий

Невдача у відомий спосіб, недостатньо великі провідники в колі на 20 А сприяють суворій вимозі кодексу щодо дроту 14 AWG.

• Тепловий опір. Провідник з більшою струмовою навантаженням, ніж його ампери, не може охолонути достатньо. Температура по всьому дроту підвищується.
• Пошкодження ізоляційного матеріалу. Постійна висока температура робить ізоляційний матеріал крихким і, з старими проводами, призводить до майже повної втрати його ізоляційної здатності. Це створює велику кількість пожеж у стінах будинків без видимих попереджувальних знаків.
• Пошкодження на з'єднаннях. Тепло має тенденцію накопичуватися на з'єднаннях дроту з пристроєм, що використовується для електрики. Якщо ізоляція змінила колір і стала крихкою в місці, де виходить струм, це свідчить про те, що струми були присутні протягом тривалого часу.
• Падіння напруги. Недостатньо великий провідник з довгим дротовим веденням створює значне падіння напруги під навантаженням, що призводить до більшого споживання струму моторами та затемнення світла.
• Неприємне спрацьовування. Занадто довге з'єднання дроту з надмірним струмом може призвести до короткого замикання мотора та поломки пристроїв через надмірний струм (що викликає пошкодження дротів).

Популярна помилка — встановити більший запобіжник, щоб уникнути неприємного спрацьовування. Однак це може бути небезпечно, оскільки у випадку використання дроту 12 SWG з колом на 20 А, підключеним до кола з запобіжником на 30 А, дріт зможе нагріватися, і це станеться без активації автоматичного вимикача.

12/3 проти 12/2 проти 10/2

Базове коло розеток на 20 А, ймовірно, вимагає розміру дроту 12/2. Хоча ви могли б використовувати 12/3, це насправді непотрібно, оскільки зазвичай третій провід не використовується. Якщо у вас залишився дріт 12/3, його використання не збільшує витрати в принципі, окрім деякого додаткового заповнення коробки та додаткової праці для його прокладання через каркас.

Коли справа доходить до роботи з дротом 12 AWG, зверніть увагу, що дріт зазвичай жорсткіший, ніж 14 AWG, а також згинається більш жорстко, що ускладнює установку.

Проводка кола

Наступна послідовність передбачає звичайне коло розеток з послідовним з'єднанням з кабелем, використаним у стилі 12/2. Безпечна ізоляція та перевірка є пріоритетом, а загальна техніка — включаючи те, як ідентифікувати провідники, коли кольори є нетрадиційними — викладена в нашому посібнику з заміни вимикача, який дотримується тієї ж дисципліни.

1. Забезпечте ізоляцію та підтвердження статусу без електрики. Вимкніть електричне живлення та підтвердіть статус за допомогою індикатора напруги. Просто вимкнення живлення на електричній панелі не означає ізоляцію.
2. Визначте електричні дроти. Чорний електричний дріт є провідником струму, тоді як білий дріт є нейтральним, а мідний дріт є заземлюючим. Якщо ви не використовуєте червоний провідник, скористайтеся з'єднувачем і позначте його як запасний дріт.
3. Підготуйте електричну розетку. Переконайтеся, що з коробки виступає близько 6 дюймів кабелю. Зніміть ізоляцію до затискача та переконайтеся, що в коробці достатньо місця для кабелів.
4. Спочатку підключіть заземлення. Закріпіть оголений дріт до зеленого терміналу в розетці.
5. Закріпіть нейтральний дріт. Підключіть білий дріт до срібного терміналу в розетці.
6. Закріпіть гарячий дріт. Підключіть гарячий дріт до латунного терміналу. Ніколи не забувайте, що гарячі дроти не повинні бути підключені до срібних терміналів, а нейтральні дроти не повинні йти до латунних терміналів.
7. Закріпіть з'єднання, добре затягнувши дроти. Пам'ятайте, що існують вимоги щодо натягу з'єднань проводів. Переконайтеся, що з'єднання надійні, оскільки слабкі з'єднання можуть викликати проблеми.
8. Підключіть розетку, перевірте розетку за допомогою тестового штекера та переконайтеся, що вихідні дроти підключені правильно.

Рейтинги розеток і захисту

Цей контур є відповідним лише тоді, коли пристрій і захист збігаються з провідником.

Ємність розетки. Контур на 20 А може використовувати розетку на 15 А. Це може здивувати деяких людей, але розетка на 15 А підходить для передачі 20 А до пристроїв, які на неї покладаються, отже, робить її допустимою для контуру на 20 А. Навпаки, розетку на 20 А не слід встановлювати на контур на 15 А, оскільки останній не здатний забезпечити потужність пристрою. Що стосується більшості домогосподарств, різницю можна буде побачити у стилі обличчя, що є зовнішнім виглядом розетки, та у певній якості пристрою, яка в більшості випадків є кращою.

• Захист GFCI є обов'язковим щодо розеток на 20 А у місцях, зазначених у кодексі (наприклад, у ванних кімнатах, кухнях, гаражах зовні та в межах певної відстані від раковин).
• Захист AFCI необхідний у більшості випадків у колах у житлах (наприклад, тих, що постачають електрику до віталень і спалень).

Коли розетки вказуються для проекту, а не замінюються по одній, критерії вибору поширюються на матеріал контакту, конструкцію клеми та сертифікацію — ті ж самі принципи, викладені в нашому посібнику з вибору виробника електричних вимикачів і розеток.

Ємність є іншою половиною цього рішення. Сучасні контури розеток все частіше підтримують більше, ніж лампи та пилососи, і профіль навантаження пристроїв, підключених до них, змінюється, як обговорюється в нашій статті про USB-розеток та швидкої зарядки. Планування кола для цієї реальності нічого не коштує на етапі прокладання проводів, а пізніше може коштувати багато.

Представницьким прикладом того, як сучасний пристрій у цій категорії документується, є наша специфікація димера FS328-V, що є рівнем деталізації, якого слід очікувати від специфікатора перед тим, як прив'язати контур до пристрою.

Остання примітка для людей, які встановлюють контур на 20 А: контури на 20 А все частіше використовуються для домашніх офісів, майстерень, кухонь або будь-якого іншого місця, де є багато потужних приладів. Вартість використання дроту 14 AWG або 12 AWG не дуже відрізняється, якщо врахувати вартість відкриття стіни пізніше, тому, можливо, краще використовувати дріт дванадцятого калібру.

FAQ

Чи можу я використовувати розетку на 20 ампер з провідником 12-го калібру?

Абсолютно. Дріт дванадцятого калібру є універсальним дротом для будь-якого типового контуру на 20 А, оскільки він (Секретарський комітет (помилковий текст: “через його”), Національний електричний код або NEC) є найменшим розміром, прийнятним за NEC відповідно до правил для малих провідників, викладених у статті 240.4(D). Стандартна збірка дроту для компанії на 20 А — це розетка на 20 А, що використовує дріт 12 AWG і захищена автоматичним вимикачем на 20 А. Єдина вимога полягає в тому, що захист контуру має відповідати конвенції та повинен бути відкалібрований на 20 А. Це означає, що не можна встановлювати дріт 12 AWG і замінювати автоматичний вимикач на 30 А для стандартної роботи компанії, оскільки такі дії знеструмлять захист, наданий дроту.

Який розмір проводу я повинен використовувати для розетки на 20 ампер?

На практиці, мідний дріт дванадцятого калібру є загальноприйнятим рішенням для проводки. Альтернативним рішенням для 20 A кіл буде дріт десятого калібру; однак це необхідно лише для проводів довжиною більше 75 футів, де падіння напруги є значним, або якщо дріт піддається високій температурі або щільно згрупований з іншими провідниками. Чотирнадцятий калібр не може бути використаний у 20 A колах, оскільки відповідно до статті 240.4(D) чотирнадцятий AWG обмежує продуктивність до 15 A.

Як далеко провід 12-го калібру переносить 20 ампер?

Коли мова йде про здатність до проведення струму 20 A (ампacity), відповідь так — проведений струм в основному обмежується падінням напруги, а не відстанню. Щодо 20 A проведеного струму, мідні дроти 12 AWG мають майже 3.9 V падіння при довжині 50 футів і майже 5.8 V падіння при 75 футах. Отже, співвідношення падіння напруги при 20 A проведеного струму становить приблизно 3.2% і 4.8% відповідно, що дозволяє відстань до 40-50 футів для проведення струму 20 A по дроту 12 AWG без значного падіння напруги. У випадку довших проводів краще використовувати дріт десятого калібру.

Чи можу я використовувати провід 12/3 для розеток?

Так, можливо підключити дріт 12/3 до розетки, оскільки це не суперечить жодним нормам. Потрібно лише з'єднати червоний дріт з обома кінцями, щоб використовувати його так само, як це робиться для дротів 12/2. Іншою альтернативою може бути установка багатодротового кола, живленого кабелем 12/3.

Що станеться, якщо я використаю провід 14-го калібру в колі на 20 ампер?

Установка буде надзвичайно небезпечною, а також не відповідатиме жодним нормам проводки. Справа в тому, що за нормальних умов ніхто не може використовувати дріт чотирнадцятого калібру для проведення більше 15 A, оскільки стаття 240.4(D) Національного електричного кодексу говорить, що дріт чотирнадцятого AWG обмежений до 15 A. Ось чому навантаження струму перегріє дріт, роблячи його непридатним для установки.

Посилання

• NFPA — Національний електричний кодекс, статті 240.4(D), 210.21, 210.8, 210.12 та 314.16
• NEMA — Стандарти оцінки проводки та розеток
• UL Solutions — UL 498 Розетки та з'єднувальні штекери
• NIST — Посібник 44 та довідкові дані про опір провідників

Висновок

Для кола з розеткою на 20 A, виготовленою з дроту дванадцятого калібру, це дозволено, а також розумно і не компрометує. Дванадцятий AWG є найменшим, що код дозволяє для розетки на 20 A, а додатковий ізольований дріт може або не може бути використаний, і відповідне закриття може бути виконане за дві хвилини. Важливою частиною забезпечення безпеки кола є все, що оточує кабель: коло на 20 A, захищене автоматичним вимикачем на 20 A, настінна розетка, що відповідає номіналу виходу, захист GFCI або AFCI, що вимагається за місцем, правильно затягнуті з'єднання та достатня коротка довжина для підтримання імпедансу нижче трьох відсотків. Якщо все вищезазначене відповідає нормам, тоді питання про використання 12/2 або 12/3 залежить від зручності та вартості, а не від відповідності.