Kabelauswahl nach UL / NEC
So wählen Sie den AWG-Querschnitt eines Kupferkabels und seinen Schutz für Schaltschränke und Anlagen in den USA und Kanada nach NEC (NFPA 70) und UL-Normen.
Normen, auf denen dieser Leitfaden beruht
UL / NEC. NFPA 70, National Electrical Code (NEC): Strombelastbarkeitstabelle 310.16, Korrekturfaktoren 310.15 und Überstromschutz nach Artikel 240. UL 489: Leistungsschalter zum Schutz von Endstromkreisen. UL 508A: industrielle Steuerschränke.
Werte für Kupferleiter. Nationale Vorschriften können strenger sein (in Deutschland DIN VDE 0298-4, in Spanien das REBT, in Italien CEI 64-8, in den USA die örtliche Behörde). Dieser Leitfaden dient der Vorbemessung: Prüfen Sie die Berechnung immer anhand der Norm und der Vorschriften, die für Ihre Anlage gelten.
Anlage in Europa? Nutzen Sie den Leitfaden zur Kabelauswahl nach IEC mit Rechner.
Was in Nordamerika anders ist
In den USA (und mit eigenem Code in Kanada) gilt für Installationen der NEC (NFPA 70), Leiterquerschnitte werden in AWG angegeben und Geräte müssen UL-gelistet sein. Das sind die wichtigsten Unterschiede bei der Planung eines Schaltschranks für diesen Markt:
- Kabeltyp. Am häufigsten sind THHN/THWN-2 (90 °C) in Rohren und MTW (Machine Tool Wire) in Schaltschränken und Maschinen.
- Temperaturspalte. Auch bei 90-°C-Kabeln begrenzt die zulässige Temperatur der Geräteklemmen den Strom (NEC 110.14(C)): bis 100 A bzw. 14 bis 1 AWG gilt die 60-°C-Spalte, sofern die Klemmen nicht für 75 °C gekennzeichnet sind; über 100 A die 75-°C-Spalte. Die 90-°C-Spalte dient als Ausgangswert für die Korrekturfaktoren.
- Verlegung. Tabelle 310.16 gilt für höchstens drei stromführende Leiter im Rohr (Conduit), im Kabel oder in Erde. Für Leiter frei in Luft gilt Tabelle 310.17, für Kabelrinnen Artikel 392.
- Vorgeschalteter Schutz. Zum Schutz eines Endstromkreises ist ein Leistungsschalter nach UL 489 nötig. Kleine Geräte nach UL 1077 (Supplementary Protectors) gelten nicht als Schutz des Endstromkreises, auch wenn sie wie ein IEC-Leitungsschutzschalter aussehen.
- Kleine Leiter. Auch wenn die Tabelle mehr angibt, darf der Überstromschutz 15 A bei 14 AWG, 20 A bei 12 AWG und 30 A bei 10 AWG nicht überschreiten (NEC 240.4(D)).
- Dauerlasten. Läuft die Last drei Stunden oder länger, werden Leiter und Schutz für 125 % ihres Stroms bemessen (NEC 210.19 und 210.20).
NEC-Tabelle der AWG-Querschnitte
Strombelastbarkeit in Ampere, Kupferleiter, höchstens drei stromführende Leiter, 30 °C (NEC Tabelle 310.16):
NEC Tabelle 310.16 · Kupfer · 30 °C
| AWG | mm² | IEC-Entsprechung (mm²) | 60 °C | 75 °C | 90 °C | Maximaler Schutz (240.4(D)) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 14 | 2,08 | 2,5 | 15 | 20 | 25 | 15 A |
| 12 | 3,31 | 4 | 20 | 25 | 30 | 20 A |
| 10 | 5,26 | 6 | 30 | 35 | 40 | 30 A |
| 8 | 8,37 | 10 | 40 | 50 | 55 | – |
| 6 | 13,3 | 16 | 55 | 65 | 75 | – |
| 4 | 21,2 | 25 | 70 | 85 | 95 | – |
| 3 | 26,7 | 35 | 85 | 100 | 115 | – |
| 2 | 33,6 | 35 | 95 | 115 | 130 | – |
| 1 | 42,4 | 50 | 110 | 130 | 145 | – |
| 1/0 | 53,5 | 70 | 125 | 150 | 170 | – |
| 2/0 | 67,4 | 70 | 145 | 175 | 195 | – |
| 3/0 | 85,0 | 95 | 165 | 200 | 225 | – |
| 4/0 | 107,2 | 120 | 195 | 230 | 260 | – |
Die Spalte „IEC-Entsprechung“ nennt den gleichen oder nächstgrößeren metrischen Normquerschnitt; sie dient der Orientierung und ersetzt kein zertifiziertes Kabel durch ein anderes.
NEC-Korrekturfaktoren
Umgebungstemperatur (Tabelle 310.15(B)(1))
| Umgebung (°C) | 60 °C | 75 °C | 90 °C |
|---|---|---|---|
| 21–25 | 1,08 | 1,05 | 1,04 |
| 26–30 | 1,00 | 1,00 | 1,00 |
| 31–35 | 0,91 | 0,94 | 0,96 |
| 36–40 | 0,82 | 0,88 | 0,91 |
| 41–45 | 0,71 | 0,82 | 0,87 |
| 46–50 | 0,58 | 0,75 | 0,82 |
Mehr als 3 stromführende Leiter im selben Rohr oder Kabel (310.15(C)(1))
| Stromführende Leiter | Faktor |
|---|---|
| 4–6 | 80 % |
| 7–9 | 70 % |
| 10–20 | 50 % |
| 21–30 | 45 % |
| 31–40 | 40 % |
| 41+ | 35 % |
Genormte Bemessungsströme des Überstromschutzes (NEC 240.6(A)): 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 110, 125, 150, 175 und 200 A. Passt die Belastbarkeit des Leiters zu keinem Normwert, erlaubt der NEC bis 800 A den nächsthöheren Wert (240.4(B)). Beim Spannungsfall empfiehlt der NEC (in einer informativen Anmerkung) höchstens 3 % im Endstromkreis und 5 % insgesamt.
Häufige Fragen
Kann ich einen IEC-Leitungsschutzschalter in einem Schaltschrank für die USA verwenden?
Nur wenn er für diese Anwendung nach UL 489 gelistet ist. Geräte, die nur nach UL 1077 zertifiziert sind, sind Supplementary Protectors und gelten nicht als Schutz des Endstromkreises.
Wie viel mm² sind 12 AWG?
3,31 mm². Der nächstgrößere metrische Normquerschnitt ist 4 mm².
Links
- NFPA 70 (NEC) · National Electrical Code (offizielle NFPA-Seite)
- Kabelauswahl nach IEC · Leitfaden von FaseCAD
- Rechner kW in Ampere · Werkzeug von FaseCAD