Viele Leute dimensionieren Kabel anhand der falschen Angabe. Sie sehen “90 °C” auf einer THHN-Spule, wählen den höchsten Wert in der Tabelle und bauen den Stromkreis entsprechend auf. Doch in der Regel ist nicht das Kabel der limitierende Faktor, sondern die Klemmen. Jede AWG-Größe hat drei Strombelastbarkeitswerte gemäß NEC Tabelle 310.16: einen für 60 °C, einen für 75 °C und einen für 90 °C. Welcher Wert verwendet werden kann, hängt von der Nennstrombelastbarkeit der Geräteklemmen ab. Dieser Wert ist ausschlaggebend für alle weiteren Angaben in der Tabelle. Verwenden Sie diese Tabelle nur als Orientierungshilfe: Der endgültige Leiterquerschnitt sollte immer mit der in Ihrem Zuständigkeitsbereich geltenden NEC-Ausgabe, dem Typenschild und der Zulassung des Geräts sowie dem Urteil eines zugelassenen Elektrikers oder Ingenieurs abgeglichen werden.
Was ist die Strombelastbarkeit von Drähten?
Die Strombelastbarkeit (Ampacity) gibt an, wie viel Strom ein Kabel dauerhaft führen kann, ohne dass die Isolierung überhitzt. In der Praxis führt ein zu kleiner Kabelquerschnitt nicht immer sofort zum Ausfall. Er erhitzt sich jedoch wiederholt, bis die Isolierung austrocknet, Risse bekommt und eine Brand- und Stromschlaggefahr entsteht. Daher beginnt die Dimensionierung eines Leiters mit der Bestimmung der Strombelastbarkeit. Wählen Sie einen Querschnitt, der die dauerhafte Last aushält, und prüfen Sie anschließend die Klemmenbelastbarkeit, die Reduzierung der Stromstärke und den Spannungsabfall, bevor Sie den Querschnitt endgültig festlegen. Da sich die Schäden langsam aufbauen, ist die Qualität der Isolierung genauso wichtig wie der gewählte Querschnitt. Bei ANPU Cable konzentrieren wir uns genau darauf. Baudraht. Anstatt uns allein auf die aufgedruckte Nennleistung zu verlassen, untermauern wir die 90°C-Nennung durch Prüfungen wie Isolationswiderstandstests, Wärmealterungsprüfungen (thermische Belastbarkeitsprüfungen) und Chargenqualitätskontrollen gemäß den geltenden UL/IEC- und internen Spezifikationen, sodass ein für 90°C ausgelegter Leiter diese Hitze Jahr für Jahr aushält.
Wie die NEC-Tabelle 310.16 den Standard festlegt
In Nordamerika beginnt die Dimensionierung von Leitern üblicherweise mit NFPA 70, der Nationale Elektrotechnik-Code. Die NEC-Tabelle 310.16 (ehemals 310.15(B)(16)) listet die Grundstrombelastbarkeitswerte für Kupfer-, Aluminium- und kupferkaschierte Aluminiumleiter auf, die in Kabelkanälen, Kabeln oder im Erdreich verlegt sind. Für die meisten Berechnungen von Leitungen in Wohngebäuden, Gewerbegebäuden und der Leichtindustrie dient diese Tabelle als erste Referenz, bevor die Nennströme der Klemmen, die Reduktionsfaktoren und der Spannungsabfall überprüft werden.
Die drei Temperaturstufen: 60 °C, 75 °C und 90 °C
Die Spalten für 60 °C, 75 °C und 90 °C sind nicht austauschbar. Jede Spalte bezieht sich auf die Leiterisolierung und, noch wichtiger, auf die Temperaturbeständigkeit der Geräteanschlüsse. Bei Projektprüfungen beobachten wir häufig den Fehler, den THHN-Wert bei 90 °C als endgültige Strombelastbarkeit zu verwenden, obwohl der Leistungsschalter, die Kabelschuhklemme oder der Verteilerkastenanschluss nur für 75 °C ausgelegt ist. In diesem Fall kann der Wert für 90 °C zwar für die Berechnung der Strombelastbarkeit herangezogen werden, legt aber nicht die endgültige zulässige Strombelastbarkeit fest.
- 60°C – Wird für viele kleinere Stromkreise in Wohngebäuden und ältere oder für niedrigere Temperaturen ausgelegte Anschlüsse verwendet, einschließlich NM-B- und UF-B-Anwendungen, bei denen die 60°C-Anschlussregeln gelten.
- 75°C – Üblich für moderne Leistungsschalter, Kabelschuhe, Verteilerkästen und viele gewerbliche oder industrielle Anschlüsse. THW-, XHHW-, USE- und SE-Leiter werden häufig anhand dieser Spalte geprüft, wenn das Gerät für 75 °C gekennzeichnet ist.
- 90 °C – Wird in Verbindung mit Hochtemperaturisolierungen wie z. B. verwendet THHN und THWN-2, XHHW-2 und RHW-2. In realen Installationen wird häufig der Wert von 90°C für die Berechnung der Strombelastbarkeit verwendet, während die endgültige Strombelastbarkeit weiterhin durch die Nennstromstärke der Anschlüsse begrenzt wird.
Die Standardbedingungen hinter den Zahlen
Tabelle 310.16 geht von Leitern mit einer Nennspannung bis einschließlich 2000 Volt, maximal drei stromführenden Leitern im Kabelkanal oder Kabel und einer Umgebungstemperatur von 30 °C (86 °F) aus. Bei abweichenden Gegebenheiten vor Ort, wie z. B. einem heißen Dachboden, einer Dachinstallation oder einem beengten Kabelkanal, sind die Korrektur- und Anpassungsfaktoren gemäß NEC 310.15 vor der endgültigen Dimensionierung anzuwenden. Für eine praktische Dimensionierungsprüfung nach der Reduzierung der Nennspannung können Sie auch unser Tool verwenden. Drahtgrößenrechner.
Drahtquerschnitts-Stromstärketabelle nach AWG / kcmil
Die beiden folgenden Tabellen geben die Basisstrombelastbarkeiten für Kupfer- und Aluminiumleiter bei den jeweiligen Temperaturwerten an und decken gängige Querschnitte von 14 AWG bis 1000 kcmil ab. Suchen Sie Ihren Leiterquerschnitt in der ersten Spalte und lesen Sie dann in der gegenüberliegenden Spalte diejenige ab, die der Temperaturangabe Ihrer Anschlüsse entspricht.
Kupferstrombelastbarkeit
| Drahtgröße (AWG / kcmil) | 60°C (A) | 75°C (A) | 90°C (A) |
|---|---|---|---|
| 14 AWG | 15 | 20 | 25 |
| 12 AWG | 20 | 25 | 30 |
| 10 AWG | 30 | 35 | 40 |
| 8 AWG | 40 | 50 | 55 |
| 6 AWG | 55 | 65 | 75 |
| 4 AWG | 70 | 85 | 95 |
| 3 AWG | 85 | 100 | 115 |
| 2 AWG | 95 | 115 | 130 |
| 1 AWG | 110 | 130 | 145 |
| 1/0 AWG | 125 | 150 | 170 |
| 2/0 AWG | 145 | 175 | 195 |
| 3/0 AWG | 165 | 200 | 225 |
| 4/0 AWG | 195 | 230 | 260 |
| 250 kcmil | 215 | 255 | 290 |
| 300 kcmil | 240 | 285 | 320 |
| 350 kcmil | 260 | 310 | 350 |
| 400 kcmil | 280 | 335 | 380 |
| 500 kcmil | 320 | 380 | 430 |
| 600 kcmil | 355 | 420 | 475 |
| 700 kcmil | 385 | 460 | 520 |
| 750 kcmil | 400 | 475 | 535 |
| 800 kcmil | 410 | 490 | 555 |
| 900 kcmil | 435 | 520 | 585 |
| 1000 kcmil | 455 | 545 | 615 |
Strombelastbarkeit von Aluminium / kupferummanteltem Aluminium
| Drahtgröße (AWG / kcmil) | 60°C (A) | 75°C (A) | 90°C (A) |
|---|---|---|---|
| 12 AWG | 15 | 20 | 25 |
| 10 AWG | 25 | 30 | 35 |
| 8 AWG | 35 | 40 | 45 |
| 6 AWG | 40 | 50 | 55 |
| 4 AWG | 55 | 65 | 75 |
| 3 AWG | 65 | 75 | 85 |
| 2 AWG | 75 | 90 | 100 |
| 1 AWG | 85 | 100 | 115 |
| 1/0 AWG | 100 | 120 | 135 |
| 2/0 AWG | 115 | 135 | 150 |
| 3/0 AWG | 130 | 155 | 175 |
| 4/0 AWG | 150 | 180 | 205 |
| 250 kcmil | 170 | 205 | 230 |
| 300 kcmil | 195 | 230 | 260 |
| 350 kcmil | 210 | 250 | 280 |
| 400 kcmil | 225 | 270 | 305 |
| 500 kcmil | 260 | 310 | 350 |
| 600 kcmil | 285 | 340 | 385 |
| 700 kcmil | 315 | 375 | 425 |
| 750 kcmil | 320 | 385 | 435 |
| 800 kcmil | 330 | 395 | 445 |
| 900 kcmil | 355 | 425 | 480 |
| 1000 kcmil | 375 | 445 | 500 |
Leiterquerschnitte größer als 1000 kcmil (1250, 1500, 1750 und 2000 kcmil) sind ebenfalls in Tabelle 310.16 für spezielle Hochstromzuleitungen aufgeführt, liegen aber außerhalb des Bereichs, den die meisten Projekte benötigen.
Quelle: NFPA 70, National Electrical Code, Tabelle 310.16 (ehemals 310.15(B)(16)) für Leiter in Kabelkanälen, Kabeln oder im Erdreich bei 30 °C Umgebungstemperatur mit bis zu drei stromführenden Leitern. Vergleichen Sie diese Werte stets mit der in Ihrem Zuständigkeitsbereich geltenden NEC-Ausgabe.
Überstrombegrenzung für kleine Querschnitte: Die Spalte für 90 °C weist höhere Werte auf, jedoch begrenzt NEC 240.4(D) den Überstromschutz für die kleinsten Leiter unabhängig von der Isolationsklasse. Für Kupfer gelten üblicherweise folgende Grenzwerte: 14 AWG bei 15 A, 12 AWG bei 20 A und 10 AWG bei 30 A. Für Aluminium und kupferplattiertes Aluminium gelten üblicherweise folgende Grenzwerte: 12 AWG bei 15 A und 10 AWG bei 25 A. Für größere Leiter (8 AWG und größer) gelten die Standardregeln für Strombelastbarkeit und Auslegung von Schutzschaltern. Beachten Sie stets die in Ihrem Zuständigkeitsbereich geltende Norm.
Wie man das Strombelastbarkeitsdiagramm richtig verwendet
Die Tabelle ist nur ein Ausgangspunkt. Drei Regeln wandeln einen Tabellenwert in eine sichere, vorschriftsmäßige Leitergröße um.
Ordnen Sie die Spalte Ihrer Terminalbewertung zu.
Gemäß NEC 110.14(C) ist die nutzbare Strombelastbarkeit durch den Anschluss mit der niedrigsten Nennstromstärke im Stromkreis begrenzt, und das ist fast immer der Geräteanschluss. Nach 110.14(C)(1)(a) werden Geräte mit einer Nennstromstärke von 100 A oder weniger bzw. Leiterquerschnitte von 14 AWG bis 1 AWG in der Regel anhand der 60°C-Spalte dimensioniert, es sei denn, das Gerät ist ausdrücklich für eine höhere Temperatur zugelassen und gekennzeichnet. Nach 110.14(C)(1)(b) ist für Geräte mit einer Nennstromstärke von über 100 A oder Leiterquerschnitte über 1 AWG in der Regel die 75°C-Spalte zulässig, vorausgesetzt, die Anschlüsse sind für 75°C zugelassen und gekennzeichnet. Lesen Sie daher zuerst die auf Ihrem Leitungsschutzschalter oder Ihrer Klemme angegebene Temperatur ab und verwenden Sie dann die entsprechende oder eine niedrigere Spalte.
Wo 6 AWG Kupfer tatsächlich landet
Nehmen wir 6 AWG Kupfer-THHN-Kabel in einem 65-A-Stromkreis – ein häufiges Problem. THHN hat eine 90°C-Isolierung, daher gibt die Tabelle in der 90°C-Spalte 75 A an, und es scheint ausreichend Spielraum zu sein. Dann prüft man die Kabelanschlüsse. An den 75°C-Anschlussklemmen, die in den meisten Verteilerkästen zu finden sind, ist das 6 AWG-Kabel auf 65 A ausgelegt und reicht somit gerade so aus. Schließt man dasselbe Kabel an ein 60°C-Gerät an, sinkt die maximale Ableitstromstärke auf 55 A, und das 6 AWG-Kabel reicht nicht mehr aus, sodass ein größerer Querschnitt benötigt wird. Gleiches Kupfer, gleicher Querschnitt, drei verschiedene Ableitstromstärken – und jedes Mal ist es der schwächste Anschluss im Stromkreis, der den Ausschlag gibt.
Reduzierung der Wärme- und Leiteranzahl
Bei Umgebungstemperaturen über 30 °C multiplizieren Sie den Tabellenwert mit dem Korrekturfaktor gemäß NEC 310.15(B)(1). Wenn mehr als drei stromführende Leiter in einem Kabelkanal verlaufen, wenden Sie den Anpassungsfaktor gemäß NEC 310.15(C)(1) an. Beide Reduzierungen addieren sich. Überprüfen Sie das Ergebnis vor der endgültigen Festlegung anhand der Spalte „Anschlüsse belastbar“.
Hinweis zur Lastdimensionierung: Die Strombelastbarkeit ist nicht der einzige Dimensionierungsschritt. Dauerlasten (die voraussichtlich drei Stunden oder länger laufen) erfordern im Allgemeinen, dass Leiter und Überstromschutzeinrichtung auf 125% der Last ausgelegt sind. Beispielsweise ergibt eine Dauerlast von 40 A × 125% = 50 A. Daher müssen Leiter und Überstromschutzeinrichtung mindestens auf 50 A ausgelegt sein, bevor eine Reduzierung der Strombelastbarkeit berücksichtigt wird. Geräteanweisungen, Sicherungsnennwerte und lokale Vorschriften können einen größeren Leiterquerschnitt erfordern, als die Tabelle für die Basisstrombelastbarkeit allein nahelegt.
Schnelle Übersicht der Drahtquerschnitte nach Sicherungsstromstärke
Diese Tabelle dient lediglich als schneller Ausgangspunkt für Stromkreise, deren Anschlüsse für 75 °C ausgelegt sind, bei denen keine zusätzliche Reduzierung aufgrund von Umgebungstemperatur oder Leiteranzahl erfolgt und die Lasten nicht kontinuierlich sind (oder bereits gemäß der Regel 125% für Dauerlasten angepasst wurden). Sie ersetzt keine vollständige Berechnung. Überprüfen Sie daher vor der endgültigen Dimensionierung stets die Anschlussnennwerte, den Leitertyp, die Reduzierung, die Regeln für Dauerlasten, den Spannungsabfall und die örtlichen Vorschriften.
| Schutzschalter / Stromkreis (A) | Kupfer (75°C) | Aluminium (75°C) |
|---|---|---|
| 15 A | 14 AWG | nicht gebräuchlich |
| 20 A | 12 AWG | 10 AWG |
| 30 A | 10 AWG | 8 AWG |
| 40 A | 8 AWG | 8 AWG |
| 50 A | 8 AWG | 6 AWG |
| 60 A | 6 AWG | 4 AWG |
| 100 A | 3 AWG | 1 AWG |
Für größere Hausanschlüsse und Zuleitungen erlaubt NEC 310.12 bestimmte reduzierte Leiterquerschnitte, sodass die Dimensionierung des Anschlusses von den oben genannten Werten abweichen kann. Bei 60 °C-Klemmen oder konservativen Hausinstallationen müssen sowohl Kupfer- als auch Aluminiumleiter gegebenenfalls größer dimensioniert werden. In der Zeile für 100 A ist beispielsweise 3 AWG Kupfer aufgeführt, das bei 75 °C 100 A, bei 60 °C jedoch nur 85 A führt. Ein 60 °C-Anschluss würde daher einen größeren Querschnitt erfordern. Überprüfen Sie immer die Klemmenbelastbarkeit, bevor Sie sich auf diese Kurzübersichtstabelle verlassen.
Strombelastbarkeit von Kupfer im Vergleich zu Aluminium
Vergleicht man die beiden Diagramme, fällt auf, dass Aluminium bei gleichem Querschnitt immer hinter Kupfer zurückbleibt. Es leitet weniger effizient und gibt Wärme langsamer ab. Daher muss ein Aluminiumkabel in der Regel ein bis zwei Querschnitte größer dimensioniert werden, um die gleiche Stromstärke wie Kupferkabel zu übertragen. Ein gutes Beispiel ist ein 50-A-Stromkreis. Bei Kupfer würde man mit 8 AWG beginnen, bei Aluminium hingegen mit 6 AWG, also einem größeren Querschnitt. Trotzdem werden vor der endgültigen Auswahl die Anschlussbelastbarkeit und der Spannungsabfall geprüft. Wir beobachten dies häufig bei Einkaufsteams, die aus Budgetgründen Kupferkabel durch Aluminiumkabel ersetzen. Oft ist dies die richtige Entscheidung, aber bei der Kabelherstellung weisen wir auf die Details hin, die einen sicheren Austausch gewährleisten: den um eine Querschnittsgröße größeren Querschnitt, die zugelassenen Steckverbinder und die vom Steckverbinder- oder Kabelhersteller vorgeschriebene Antioxidationsmittel. Die Spaltenlogik ist für beide Metalle gleich, daher gelten die für Kupfer geltenden Regeln für Anschlussbelastbarkeit und Reduzierung der Stromstärke auch hier.
Spannungsabfall bei langen Leitungen
Ein Leiter kann den Strombelastbarkeitstest bestehen und dennoch über längere Strecken eine unzureichende Leistung erbringen, da der Widerstand die Spannung entlang der Leitung verringert. Die Hinweise des NEC (210.19(A) und 215.2(A)) empfehlen, den Spannungsabfall im Abzweigstromkreis auf etwa 31 µV und den Gesamtspannungsabfall zwischen Zuleitung und Abzweigstromkreis auf etwa 51 µV zu begrenzen. Dies ist als Planungsempfehlung und nicht als zwingende Vorgabe zu verstehen, es sei denn, eine spezifische Geräteanweisung oder eine lokale Änderung schreibt dies vor. Bei langen Zuleitungen gibt die Strombelastbarkeit den Mindestwert vor, der Spannungsabfall erfordert jedoch häufig eine größere Dimensionierung als die alleinige Angabe in der Stromtabelle nahelegt. Führen Sie daher beide Prüfungen durch.
Hinweis für internationale / IEC-Projekte
Die obigen Diagramme verwenden das nordamerikanische AWG/kcmil-System. Projekte, die nach diesem System gebaut wurden IEC-Normen, In Europa, dem Nahen Osten, Afrika und weiten Teilen Asiens werden Leiterquerschnitte in Quadratmillimetern (mm²) angegeben und ihre Strombelastbarkeit gemäß IEC 60364-5-52 veröffentlicht, die eigene Tabellen für Installationsmethoden verwendet. Die physikalischen Grundlagen sind dieselben, die Referenzwerte lassen sich jedoch nicht direkt übertragen. Gehen Sie daher nicht davon aus, dass die NEC-Strombelastbarkeit eines AWG-Leiters auf den nächstgrößeren mm²-Querschnitt übertragbar ist. Bei grenzüberschreitender Beschaffung überprüfen Sie die Belastbarkeit anhand der IEC-Tabelle für Ihre Installationsmethode und klären Sie vor der Bestellung, welche Norm Ihre Spezifikation und die örtlichen Behörden vorschreiben. Genau hier treten bei internationalen Projekten häufig Probleme auf. Da wir sowohl NEC/UL- als auch IEC-konforme Produkte beliefern, überprüfen wir routinemäßig die mm²-Äquivalente anhand der korrekten IEC-Tabelle für Installationsmethoden, bevor die Produktion beginnt. Auf Anfrage stellen wir Ihnen gerne die entsprechenden Produktzertifizierungen und Exportreferenzen zur Verfügung, sodass die Norm hinter jedem Leiter nachweisbar ist und nicht nur eine Behauptung.
Häufige Fehler beim Lesen eines Strombelastbarkeitsdiagramms
- Die Verwendung der 90°C-Spalte nur deshalb, weil die Isolierung des Drahtes für 90°C ausgelegt ist, ohne die Anschlüsse zu überprüfen.
- Die Nenntemperatur des Geräteanschlusses, die üblicherweise die nutzbare Strombelastbarkeit bestimmt, wird hierbei außer Acht gelassen.
- Vergessen, die Stromstärke zu reduzieren, wenn mehr als drei stromführende Leiter in einer gemeinsamen Kabelrinne verlaufen.
- Verzicht auf die Korrektur der Umgebungstemperatur in heißen Umgebungen wie Dachböden oder Dächern.
- Sich nur auf die Strombelastbarkeit zu verlassen und den Spannungsabfall bei langen Leitungen zu vernachlässigen.
- Unter der Annahme, dass die NEC-Strombelastbarkeitswerte direkt auf IEC (mm²)-Installationen anwendbar sind.
Häufig gestellte Fragen
Was ist die Strombelastbarkeit eines Drahtes?
Die Strombelastbarkeit ist der maximale Strom, den ein Leiter unter definierten Bedingungen kontinuierlich führen kann, ohne die Temperaturbeständigkeit seiner Isolierung zu überschreiten.
Welchen Kabelquerschnitt benötige ich für 50 Ampere?
Bei vielen Installationen mit einer Nenntemperatur von 75 °C ist 8 AWG Kupfer oder 6 AWG Aluminium ein üblicher Ausgangspunkt für 50 Ampere. Die endgültige Dimensionierung hängt jedoch weiterhin von den Klemmenwerten, dem Leitertyp, den Installationsbedingungen, den Regeln für Dauerlasten und den örtlichen Vorschriften ab.
Kann ich für THHN immer die 90°C-Säule verwenden?
Nicht als endgültige Strombelastbarkeit. THHN-Leitungen haben eine Isolierung bis 90 °C, aber dieser Wert von 90 °C darf nur dann als zulässige Strombelastbarkeit verwendet werden, wenn alle Anschlüsse ebenfalls für 90 °C ausgelegt und entsprechend gekennzeichnet sind. In den meisten Installationen ist man auf den Wert von 75 °C oder 60 °C an den Anschlüssen beschränkt. Der Wert von 90 °C kann weiterhin als Ausgangspunkt für Berechnungen zur Temperaturkorrektur und zur Anpassung der Leiteranzahl verwendet werden, sofern dies nach dem NEC zulässig ist.
Wie passe ich die Strombelastbarkeit für hohe Temperaturen an?
Multiplizieren Sie die in der Tabelle angegebene Strombelastbarkeit mit dem Korrekturfaktor aus NEC 310.15(B)(1) für Ihre Umgebungstemperatur; höhere Umgebungstemperaturen verringern den zulässigen Strom.
Welche NEC-Ausgabe sollte ich verwenden?
Verwenden Sie die in Ihrer Region aktuell gültige Fassung, da die Einführungsdaten je nach Bundesland und Gemeinde variieren.
Abschluss
Eine Strombelastbarkeitstabelle für Leitungen ist nur so nützlich wie die angewandten Regeln. Entnehmen Sie den Basiswert der NEC-Tabelle 310.16, gleichen Sie die Werte in der Temperaturspalte mit der Nennstromstärke Ihrer Klemme ab, reduzieren Sie die Strombelastbarkeit aufgrund von Wärmeentwicklung und Leiteranzahl, berücksichtigen Sie Dauerlasten und prüfen Sie den Spannungsabfall bei langen Leitungen. Wenn Sie diese Schritte genau befolgen, entsprechen Ihre Leitungen den Vorschriften und sind im Betrieb zuverlässig.
Wenn Sie Unterstützung bei der Dimensionierung und anschließenden Bestellung benötigen, hilft Ihnen ANPU Cable gerne weiter. Teilen Sie uns einfach das Leitermaterial, die Systemspannung, den Laststrom, die Installationsmethode, die Umgebungstemperatur und die benötigte Norm mit, und wir vergleichen für Sie passende Optionen aus unserem Sortiment an Installationsleitungen, THHN/THWN-2- und IEC-Kabeln. ein Angebot zusammenstellen. Die endgültige Dimensionierung der Leiter sollte vor der Installation noch anhand der lokal geltenden Vorschriften und von einem qualifizierten Fachmann bestätigt werden.
