按 UL / NEC 选择电缆
如何按照 NEC（NFPA 70）和 UL 标准，为美国和加拿大的电气柜及装置选择铜电缆的 AWG 线规及其保护。
本指南依据的标准
UL / NEC。NFPA 70《美国国家电气规范》（NEC）：310.16 载流量表、310.15 校正系数以及第 240 条过电流保护。UL 489：用于分支电路保护的断路器。UL 508A：工业控制柜。
数值适用于铜导体。各国法规可能更严格（西班牙为 REBT，德国为 DIN VDE 0298-4，意大利为 CEI 64-8，美国为当地主管机构）。本指南用于初步选型：请务必按照适用于你的装置的标准和法规核对计算结果。
在欧洲的装置？请使用带计算器的按 IEC 选择电缆的指南。
北美的不同之处
在美国（加拿大有自己的规范）安装遵循 NEC（NFPA 70），导线截面以 AWG 表示，设备必须通过 UL 认证。为该市场设计电气柜时，最重要的区别如下：
- 电缆类型。最常用的是管道内敷设的 THHN/THWN-2（90 °C），以及电气柜和机械内部使用的 MTW（机床用线）。
- 温度栏。即使电缆耐温 90 °C，载流量也受设备端子允许温度的限制（NEC 110.14(C)）：100 A 及以下或 14～1 AWG，除非端子标明 75 °C，否则按 60 °C 栏；100 A 以上按 75 °C 栏。90 °C 栏用作应用校正系数的起点。
- 敷设位置。表 310.16 适用于管道（conduit）、电缆内或直埋的不超过三根载流导体。空气中的导体使用表 310.17，电缆桥架遵循第 392 条。
- 上级保护。分支电路保护必须使用符合 UL 489 的断路器。符合 UL 1077 的小型辅助保护器即使外观像 IEC 微型断路器，也不能作为分支电路保护。
- 小截面导体。即使表中数值更大，过电流保护也不得超过：14 AWG 为 15 A，12 AWG 为 20 A，10 AWG 为 30 A（NEC 240.4(D)）。
- 持续负载。如果负载连续运行三小时或以上，导体和保护按其电流的 125% 选型（NEC 210.19 和 210.20）。
NEC AWG 线规表
载流量（A），铜导体，载流导体不超过三根，30 °C（NEC 表 310.16）：
NEC 表 310.16 · 铜 · 30 °C
| AWG | mm² | IEC 对应截面（mm²） | 60 °C | 75 °C | 90 °C | 最大保护（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 | – |
“IEC 对应截面”一栏给出相等或更大的标准公制截面，仅供参考，不能据此用其他电缆替换已认证的电缆。
NEC 校正系数
环境温度（表 310.15(B)(1)）
| 环境（°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 |
同一管道或电缆内超过 3 根载流导体（310.15(C)(1)）
| 载流导体数 | 系数 |
|---|---|
| 4–6 | 80 % |
| 7–9 | 70 % |
| 10–20 | 50 % |
| 21–30 | 45 % |
| 31–40 | 40 % |
| 41+ | 35 % |
标准过电流保护额定值（NEC 240.6(A)）：15、20、25、30、35、40、45、50、60、70、80、90、100、110、125、150、175 和 200 A。如果导体载流量与标准额定值不符，NEC 允许在 800 A 以内选用上一级额定值（240.4(B)）。关于电压降，NEC 在资料性注释中建议分支电路不超过 3%，总计不超过 5%。
常见疑问
美国用的电气柜可以使用 IEC 断路器吗？
仅当其针对该应用通过 UL 489 认证时才可以。只有 UL 1077 认证的产品属于辅助保护器，不能作为分支电路保护。
12 AWG 等于多少 mm²？
3.31 mm²。最接近的较大标准公制截面为 4 mm²。
参考链接
- NFPA 70 (NEC) · 美国国家电气规范（NFPA 官方页面）
- 按 IEC 选择电缆 · FaseCAD 指南
- 千瓦换算安培计算器 · FaseCAD 工具