Сколько розеток разрешено на цепи на 15 ампер? Это зависит от информации, предоставленной вашим местным электриком; вы можете получить 8, 10 (в зависимости от типа), 12 (разных типов) и сколько угодно. Все варианты допустимы, поскольку коды не устанавливают никаких ограничений, а указанные числа обычно основаны на ожиданиях людей. В этой статье я объясню, почему существуют эти числа, и подчеркну, почему вы должны выбрать число, с которым вам будет наиболее комфортно, независимо от типа выполняемых вами электрических работ.
Краткий ответ: Использование правила 80% в качестве практического ограничения, которое гласит, что не более 1440 ватт можно использовать непрерывно на цепи 15 ампер, приводит к числу розеток примерно 8-10, максимум 12 при очень легкой нагрузке, когда нагрузка смешанная/прерывистая. То же правило применимо и к минимальным 1920 ваттам для цепи 20 ампер, что соответствует максимум 10-13 розеткам, и максимум 16 розеткам при очень легкой нагрузке, когда нагрузка смешанная/прерывистая.
Коды содержат конкретные требования к нагрузкам от этих мест и приборов. Следующие разделы этой публикации предоставят информацию о Правиле 80%, расчетах для обоих размеров цепей, учете того, что 180ВА является планировочным числом, понимании первого срабатывания автоматического выключателя, подсчете нагрузки для оборудования современной технологии, объяснении Правила 2-6-12 и его значении, цепях с уникальными требованиями, падении напряжения, учете каждой комнаты в жилом помещении и о том, что происходит при добавлении розеток в существующую цепь.
Почему в Кодексе нет конкретного числа
Кодекс требует учитывать нагрузку, а не количество. При расчете общей нагрузки на общее освещение и розетки в жилом помещении Кодекс указывает использовать площадь пола с нормой 3ВА на кв. фут; розетки не учитываются индивидуально в этом расчете. Поэтому, когда инспектор проводит черновую проверку здания и обнаруживает двенадцать розеток, подключенных к одному автомату на 15А в подвале, он не отклоняет проверку.
С другой стороны, в коммерческих работах каждая розетка потребляет 180ВА, что означает, что количество каждой розетки должно учитываться, а проектировщик должен суммировать нагрузки и в конечном итоге сравнивать сумму с номиналом цепи(ей). Число 180ВА также служит основой для правила "приблизительной оценки" в жилых помещениях, которое выведено из коммерческого требования и используется как консервативное планировочное предположение для домов.
Следовательно, чтобы точно ответить на вопрос, важно не количество коробок для розеток, а общая мощность, потребляемая всеми устройствами, подключенными к этим розеткам. Одна розетка, питающая лампу и зарядное устройство для телефона, потребляет значительно меньше, чем три розетки, используемые для обогревателей, чайников и микроволновок.
Что на самом деле говорит правило 80%
Автоматический выключатель выполняет функцию основного электрического отключателя для дома, защищая его от перегрузок и неисправностей. Термин “непрерывная нагрузка” относится к любому электрическому прибору или устройству, которое работает непрерывно в течение периода времени более трёх часов. Например, непрерывная нагрузка определяется как любая электрическая нагрузка, которая продолжает работать после первоначального запуска (т.е. цепь с нагревательным элементом). Согласно NEC, “Ответвленная цепь должна быть рассчитана на 125% от непрерывной нагрузки”. Другими словами: “Непрерывная нагрузка на цепь не может превышать 80% от номинала цепи”. Следовательно, автоматический выключатель на 15 Ампер допускает непрерывную нагрузку в 12 Ампер (15 Ампер x 0,80 = 12 Ампер), в то время как автоматический выключатель на 20 Ампер допускает непрерывную нагрузку в 16 Ампер (20 Ампер x 0,80 = 16 Ампер).
Понимание логики правила 80 процентов помогает понять многие ложные срабатывания тепловых магнитных выключателей. Тепловой магнитный выключатель имеет механический компонент, называемый биметаллической полосой, которая изгибается при нагревании. Когда выключатель достигает максимальной рабочей температуры, биметаллическая полоса уже нагрета, и при установке в распределительном щите в гараже при 40 градусах Цельсия этот тепловой эффект усугубляет перегрев биметаллической полосы. Цепь, которая работает непрерывно (а не прерывисто) при 100% нагрузки, вызовет срабатывание выключателя, если только нагрузка не неисправна или с самой цепью нет проблем. Вот почему существует правило 80 процентов — чтобы защитить тепловой магнитный выключатель от работы слишком близко к его максимальной рабочей температуре.
Большинство электрических нагрузок в доме являются прерывистыми, то есть они не работают длительное время (например, чайник работает четыре минуты), в отличие от офиса с настольным компьютером, парой мониторов и лазерным принтером, которые используются непрерывно в течение восьми часов. Если нагрузки в офисе выше были бы непрерывными, автоматический выключатель, защищающий эту цепь, вероятно, сработал бы.
Арифметика для 15 A и 20 A
Ниже объясняются основные расчёты для цепей на 15 ампер и 20 ампер:
Ватты = Амперы x Вольты; 80% — допустимый уровень тока (результат).
Помимо обеспечения защиты от перегрузки (что, вероятно, является самой важной частью), полезно иметь представление о максимальной нагрузке на цепь, взяв общую ёмкость цепи и разделив её на количество розеток, созданных из этого числа.
Максимальная нагрузка / 80% непрерывной нагрузки = количество розеток
Принимая во внимание нагрузочную способность 180 ВА на розетку
Максимальная нагрузка составляет 1800 Вт (15 А при 120 В) или 2400 Вт (20 А при 120 В).
Таким образом, максимальное количество розеток, которые можно подключить к данной цепи, рассчитывается по следующей формуле:
Максимальная нагрузка (15 А) / 8 розеток = 60 ВА (8 розеток = по 2,5 А каждая)
Максимальная нагрузка (20 А) / 10 розеток = 60 ВА (10 розеток = по 2 А каждая)
При определении количества розеток важно помнить, что предполагается, что все ваши розетки будут иметь среднюю нагрузку либо 1,5 А, либо 2,0 А непрерывно в течение требуемого времени. Если розетка не имеет нагрузки 1,5 А или 2,0 А в течение времени, когда она подключена к цепи, это изменит потенциальное количество разрешённых розеток на этой цепи.
Разбивка розеток на цепи 20 А объясняется более подробно в разделе с вариантами цепей ниже. Стоимость установки цепи 20 А увеличивается, поскольку можно установить больше розеток одновременно. Более важно, что цепь обеспечивает больший запас мощности для одного устройства с большой нагрузкой. Когда предположение верно, это означает, что на цепи 15 А расположено 8 розеток, что соответствует непрерывному бюджету, поэтому всё в порядке.
Однако, когда это предположение неверно, оно иногда приводит к серьёзным проблемам. Например, предположим, что есть обогреватель мощностью 1500 Вт; он потребляет 12,5 А, что является всей непрерывной нагрузкой цепи 15 А. Таким образом, теоретически две (2) розетки могут перегрузить цепь – согласно расчётам, это было бы 10 (теоретически); однако нет кода, который запрещал бы это, поскольку код предполагает, что пользователь не будет подключать обогреватель и чайник к одной цепи.
Следовательно, использование количества розеток в качестве верхнего предела более практично. Комната с восемью розетками и смешанной электроникой управляемая; тогда как зона с 12 розетками, к любой из которых может быть подключён обогреватель, вероятно, вызовет срабатывание автоматического выключателя в январе. Чтобы решить эту проблему, установите вторую цепь, а не уменьшайте количество доступных розеток..
Разница между срабатыванием автомата и срабатыванием розетки (пусковой ток)
Автоматы не работают по простым правилам (бинарным). Обычно тепловой магнитный автомат срабатывает медленнее при перегрузке, чем при коротком замыкании, однако у теплового магнитного устройства кривая срабатывания обратно пропорциональна току, что означает, что если вы подключаете устройство, потребляющее 12 А рабочего тока, оно может легко сработать при запуске, поскольку мотор потребляет 30–40 А мгновенно при запуске – именно это мы и наблюдаем. Насколько высоко на кривой окажется этот всплеск, определит, сработает ли магнитный элемент при его обнаружении. Второе — цепь может работать месяцами при 14 А и сработать в жаркий день, потому что температура окружающей среды в щите предварительно нагрела биметалл.
Ни один из вышеуказанных факторов не отражает количество розеток, а скорее поведение нагрузки, поэтому добавление розеток редко решает проблемы ложных срабатываний. Когда цепь срабатывает, нужно спросить, что в этот момент работало, а не сколько коробок установлено в стене.
Подсчёт нагрузки: что потребляют современные устройства
Неспособность точно измерить и/или записать все устройства на данной цепи приводит к плохому пониманию того, какая нагрузка присутствует.
Измерение и отслеживание вашей нагрузки занимает около 10 минут и даст вам реальную картину. Ниже приведён список среднего рабочего потребления устройств при примерно 120 В; моторные нагрузки обычно выше при первом запуске.
| Устройство | Рабочие Ватты | Амперы при 120 В | % нагрузки 15 A непрерывной нагрузки |
|---|---|---|---|
| Шесть светодиодных встраиваемых светильников | 60 Вт | 0,5 А | 4% |
| Телевизор 65 дюймов и саундбар | 150 Вт | 1,25 А | 10% |
| Настольный компьютер (с двумя мониторами) | 400 Вт | 3,3 А | 28% |
| Лазерный принтер (под нагрузкой) | 500 Вт | 4,2 А | 35% |
| Пылесос (в настоящее время используется) | 1 440 Вт | 12,0 А | 100% + пусковой ток |
| Обогреватель | 1 500 Вт | 12,5 А | Превышает бюджет непрерывной нагрузки |
| Электрический чайник | 1 500 Вт | 12,5 А | Превышает бюджет непрерывной нагрузки |
| Фен (в настоящее время используется) | 1 800 Вт | 15,0 А | Превышает номинал цепи |
Три из этих четырёх устройств (пылесос, обогреватель, чайник и фен), используемые по отдельности, потребляют всю нагрузку цепи на 15 А.Вот почему в ванных комнатах есть отдельная цепь, на кухни выделено 2 цепи, и количество розеток в этих помещениях не включается в расчёт нагрузки. Чтобы более подробно рассмотреть, какую нагрузку потребляет одно устройство, необходимо проверить ограничения по мощности стандартной розетки перед одновременным подключением обогревателя и фена в одной комнате.
Правило 2-6-12 и его истинное значение
Четыре Правило 2-6-12 служит для удобства запоминания, а не является цитатой из нормативов; электрики используют его в различных вариациях. Версия, соответствующая нормативам, гласит: ни одна точка на стене не должна находиться дальше шести футов от розетки, что означает, что максимальное расстояние между двумя розетками — двенадцать футов, и розетки должны устанавливаться на любом участке стены шириной два фута и более.
Эти три числа основаны на требованиях к размещению розеток в жилых помещениях и служат удобством или длиной шнура, а не нагрузкой цепи. Цель — чтобы любой с шестифутовым шнуром мог дотянуться до розетки без использования удлинителя, и именно из-за опасности прокладки шнуров под коврами (причина пожаров) нормативы действительно имеют силу предотвращать такие ситуации.
Есть два исключения из этого правила. Оно не обязательно для всех помещений; коридоры, кладовые и складские помещения не подчиняются тем же требованиям, что жилые комнаты. Кроме того, правило не устанавливает максимальное количество розеток в комнате, а лишь минимальное расположение розеток. Если цепь содержит четыре розетки с интервалом 12 футов, то она соответствует условию наличия четырёх розеток на этой цепи. Это не зависит от расчёта 80%. Обычно, если для каждого жилого блока предусмотрено четыре цепи, они рассматриваются отдельно и не входят в общее правило по розеткам.
Цепи с особыми правилами
Розетки на кухне и в ванной комнате требуют, соответственно, собственных цепей на 20 А, которые не обслуживают приборы вне кухни и столовой, в отличие от всех остальных помещений в жилом доме. Розетки в ванной также требуют, чтобы 20 А цепь обслуживала исключительно ванную комнату и позволяла подключать только одно освещение и/или вентилятор, обслуживающие только одну ванную комнату.
Каждая прачечная должна иметь выделенную цепь на 20 А для стиральной машины, а все крупные стационарные приборы, освобождённые от расчёта 80% (посудомоечные машины, измельчители отходов, микроволновые печи), также должны иметь собственные выделенные цепи.
Как правила различаются в разных странах
В странах за пределами США или Канады философия проектирования работает совершенно иначе и, следовательно, дает другой ответ на исходный вопрос. Например, в Великобритании, где используется кольцевая конечная цепь, применяется автоматический выключатель на 32 A, питающий кабели сечением 2,5 мм² в конфигурации петли без ограничений по количеству розеток, при условии, что общая площадь обслуживаемого пола не превышает 100 м². Защита от перегрузки для такой цепи обеспечивается предохранителем на 13 A внутри вилки, подключенной к этой розетке. Таким образом, вопрос безопасности становится менее важным, в то время как вопрос удобства приобретает большее значение. Продукция с розетками на 13 A доступная от нашего производителя, обусловлена тем, что в Великобритании в каждой вилке предусмотрен предохранитель, тогда как в Северной Америке они обычно используются вместе с двухместными розетками на 15 A. Способность дизайнера сравнивать и сопоставлять различия между двумя регионами, безусловно, является одним из самых ценных навыков, которые он может получить в ходе своей работы в обоих регионах. Для Северной Америки цепь защищает проводку, и количество розеток (или цепей), которые можно иметь, отражает максимально допустимую нагрузку на эту цепь. Для Великобритании вилка защищает прибор, а количество розеток связано с площадью пола. Ни один из этих подходов не является неправильным; смешение двух методов приводит к проекту, который будет плохо работать в обоих случаях.
Падение напряжения и длина кабеля
При рассмотрении влияния длины кабеля на падение напряжения, мы видим, что количество розеток не учитывает, насколько далеко ток должен проходить по кабелю. Количество напряжения, которое падает на кабеле определенной длины, влияет на работу цепи. Например, нагрузка в 15 ампер на конце 30 метров кабеля 14 AWG вызовет падение напряжения примерно на 7 вольт, или 6 процентов от 120 вольт источника. Это значительно превышает рекомендуемое значение падения напряжения в 3 процента для ответвительной цепи. Нагрузка продолжит работать корректно, но двигатель будет работать при более высокой температуре, а электронные компоненты получат более низкое входное напряжение.
На практике длина кабеля ограничивает количество розеток, которые можно подключить к цепи. Количество розеток основано на расстоянии, а не на числе. Если цепь простирается на большие расстояния до гаража, садового офиса или конца большого этажа, цепь должна иметь больший размер, чтобы учесть эти расстояния, а количество розеток должно быть ограничено, поскольку расстояние между розетками будет увеличиваться по мере удаления.
Простой калькулятор падения напряжения может помочь определить величину падения в цепи на длине кабеля, и лучше всего провести расчет до завершения первой электрической установки (или светильника). Если ждать до установки гипсокартона, придется либо принять падение напряжения, либо установить новую цепь.
Сколько розеток в каждой комнате
Это практическое решение для ответа на вопрос, сколько электрических розеток потребуется в каждой комнате. Оно сочетает правило 80 процентов с минимальным расстоянием между электрическими розетками и конкретными потребностями каждой комнаты. Предполагается использование общего 15 A контура для большинства комнат и 20 A контура, когда это требуется по коду.
| Комната | Тип контура | Розетки на этом контуре | Комментарии |
|---|---|---|---|
| Спальня | Общий 15 A | 6 до 8 | Количество доступного пространства обычно определяет, сколько розеток поместится и сколько можно нагрузить на один контур. |
| Гостиная | Общий 15 A | 6 до 8 | Нагрузка обычно составляет от 150 до 400 ватт для развлекательного оборудования, что значительно ниже допустимой мощности на цепи. |
| Домашний офис | 20 A Выделенный | 4 до 6 | Непрерывная нагрузка, пусковой ток принтера, и не делить цепь с другими нагрузками. |
| Кухонная столешница | 2 – 20 A Цепи для мелкой бытовой техники | 4 до 6 | Не объединять с розетками общих цепей на кухне. |
| Ванная комната | 20 A Выделенный | 1 до 2 | Фен потребляет 15 A, поэтому подсчет не имеет значения. |
| Прачечная | 20 A Выделенный | 1 до 2 | Предусмотреть одновременное использование стиральной машины и возможное размещение утюга рядом со стиральной машиной. |
| Гараж или мастерская | 20 A Выделенный | 4 до 6 | Инструменты имеют высокий пусковой ток, и обычно у них длинные цепи, поэтому рекомендуется обеспечить некоторую гибкость. |
| Весь дом (3 спальни) | 6 до 8 общих цепей | 45 до 60 всего | В новых домах обычно от 45 до 60 розеток, использующих 6 до 8 общих цепей; общая конфигурация разделения может быть менее важной, чем исключение комнат с высокой нагрузкой из общих цепей общего назначения. |
Для проекта, описывающего электрические устройства и услуги, необходимые в каждой комнате здания, организация диапазона розеток осуществляется через лицевую панель (крышку), которая будет содержать количество модулей, а не общее количество розеток. Общая величина в конечном итоге является уровнем, на котором должен быть составлен окончательный ведомость объемов работ для проекта.
Добавление дополнительных розеток в существующую электрическую цепь(и)
Большинство клиентов запрашивают добавление одной дополнительной электрической розетки в одной из комнат, где уже есть четыре розетки, и цепь для этой комнаты никогда не срабатывала. Обычно это приемлемо; самый простой способ проверить — подсчитать нагрузку и убедиться, что ничего другого, включая существующие розетки, подключенные к этой цепи, не создаст перегрузку. Худший сценарий — когда дополнительная розетка добавляется для крупного прибора, такого как холодильник или морозильник, без предварительной проверки, и таким образом цепь, подключенная к большому морозильнику, также подключена к цепи, питающей лазерный принтер.
Три (3) вещи, которые нужно подтвердить перед подключением проводки для розетки: 1. соответствует ли запасная емкость (и, следовательно, запасная емкость для заполнения) цепи правилу 80%; 2. потребуется ли в комнате, где будет установлена новая розетка, защита GFCI или AFCI, поскольку по коду новая розетка, установленная на кухне или в гараже, требует таких же защитных мер, даже если существующие розетки этого не требуют; и 3. потребуется ли новому устройству быть “защищенным от вмешательства” согласно коду (что теперь является стандартом во всех жилых помещениях). Следовательно, розетки с защитой от вмешательства являются стандартной заменой стандартных электрических розеток, и именно поэтому большинство клиентов просят заменить любую существующую стандартную розетку на розетку с защитой от вмешательства (а не устанавливать ее в другом месте). Таким образом, они в конечном итоге запросят розетку с защитой от вмешательства в качестве замены.
Если главный электрический щит дома заполнен, самый правдивый ответ — предоставить вашему клиенту либо новый субпанель, либо новую цепь. Использование тандемного выключателя или подключение нескольких устройств в длинную цепочку только продлит период между настоящим моментом и тем, когда клиенту потребуется решить проблему. Отсутствие “свободных путей” в электрическом щите должно сказать вам, что дом, к которому он подключен, расширился за пределы возможностей щита, и подключение дополнительной розетки(ок) к цепи, которая уже работает на максимальной мощности, переносит эту проблему на другую цепь, а не решает её.
Часто задаваемые вопросы
Следует ли подключать розетки к автоматам на 15 или 20 ампер?
В общих жилых помещениях обычно используются цепи на 15 ампер с проводом 14-го калибра, что экономично и поддерживает работу ламп, электроники и т.д. В то время как кухни, ванные комнаты, прачечные, гаражи и домашние офисы обычно используют цепь на 20 ампер с проводом 12-го калибра, поскольку некоторые приборы, используемые в этих частях дома, могут потреблять более 12 ампер самостоятельно. Розетка на 20 ампер может быть установлена на ответвительной цепи на 20 ампер; однако розетка на 15 ампер также может быть установлена на цепи на 20 ампер, но не наоборот.
Следует ли размещать освещение и розетки на одной цепи?
Хотя это приемлемо во многих общих жилых помещениях и часто делалось в старых домах, рекомендуется устанавливать их отдельно. Если у вас есть цепь для розеток и вы случайно отключите эту цепь в комнате, пытаясь сориентироваться, это может оставить комнату в темноте (например, кухня или ванная), и это не будет соответствовать нормам на данный момент, так как розетки должны обслуживать только розетки. Поэтому текущая практика склоняется к тому, чтобы освещение было на отдельной цепи.
Что означает правило 2-6-12 для розеток?
Правило 2-6-12 — это ссылка на требования к расстоянию, а не на местный кодекс: максимальное расстояние не более шести футов от любой точки стены (измеренное по прямой линии) до розетки; максимальное расстояние не более двенадцати футов между двумя розетками, установленными на одной стене; и любой участок стены шириной не менее двух футов должен иметь розетку, установленную в пределах этого двухфутового интервала. Это касается расположения розеток, а не количества розеток на одной ответвительной цепи.
Следует ли использовать автомат на 15 ампер или 20 ампер для освещения?
Обычно для освещения рекомендуется цепь на 15 ампер, и при использовании светодиодных ламп нагрузка по мощности значительно ниже, чем при использовании ламп накаливания. Единственный случай, когда может потребоваться цепь на 20 ампер для освещения, — это когда у вас есть светильники с высокой мощностью или вы делите цепь с более мощными электрическими устройствами. Для использования любого из вариантов необходимо убедиться, что сечение кабеля соответствует размеру автомата.
Есть ли ограничение на количество розеток, которые можно установить на цепь 15 ампер?
Согласно Национальному электротехническому кодексу, не существует установленного максимального количества розеток на цепях, установленных в жилых помещениях. Однако при типичных планировочных предположениях практическим применением на цепи 15 Ампер будет восемь-десять розеток, а до 12 розеток можно подключить для легкого смешанного использования. Фактическое ограничение будет зависеть от общей нагрузки цепи. Один обогреватель мощностью 1 500 Вт будет использовать всю непрерывную нагрузочную способность цепи самостоятельно.
Сколько розеток можно установить на цепь 20 Ампер?
При тех же планировочных предположениях десять-тринадцать розеток — это среднее количество розеток, которые могут питаться от цепи 20 Ампер. До шестнадцати розеток можно подключить к цепи 20 Ампер, если к этой конкретной цепи подключено очень мало или нет тяжелых нагрузок. Цепь 20 Ампер обеспечивает непрерывную мощность 1 920 Вт, поэтому она поддержит как минимум одно устройство с высоким энергопотреблением в дополнение к общей нагрузке, чего не может обеспечить цепь 15 Ампер.
Ссылки
- UL Solutions – защита и сертификация для розеток и типов цепей
- NEMA – стандарты розеток и проводных устройств
- Leviton – планирование жилой проводки и нагрузочная способность
- NFPA – Национальный электротехнический кодекс, статьи 210 и 220
- Electrical Engineering Portal – ответвленные цепи и расчет нагрузки
Заключение
Когда речь идет о реальных применениях, восемь-десять розеток на цепи с током 15 Ампер выдержали испытание временем в реальных домах, в то время как двенадцать розеток будут функционировать только если в цепь не подключено ничего мощного.
Что нужно помнить относительно максимальной мощности и планирования цепей 15 Ампер или 20 Ампер — это 1 440 Вт и 1 920 Вт соответственно. Следовательно, все остальное, например, предположение планирования 180ВА, интервал 2-6-12, количество розеток, — это просто метод обеспечения того, чтобы эти два показателя оставались ниже своих максимальных значений без необходимости выполнять расчеты каждый раз.
