分支电路导体的尺寸确定和保护

本文旨在确定为分支电路负载供电的导体的尺寸和保护。

支路额定电流

NEC 第 210 条规定了分支电路导体尺寸和过流保护的一般要求。

允许额定电流或过流保护装置的设置确定了分支电路额定值 (210.18)。电路的安培额定值取决于保护导体的断路器或保险丝的额定值，而不取决于电路中导体的尺寸。当使用更高载流量的导体时，过流装置的额定电流或设置仍然决定电路额定值。

除单个分支电路（多出口分支电路）外，其他分支电路的额定电流为 15 A、20 A、30 A、40 A 和 50 A (210.23)。

这五个额定值的基础是 N° 14、12、10、8 和 6 AWG 铜导体的载流量（表 310.16）。大于 50 A 的电路只能为单独的分支电路 (210.22) 提供服务，并且只能为非照明插座负载 (210.23(D)) 供电。

示例 1.通常，断路器或熔断器的额定值与导体载流量相匹配。20 A 电路通常采用 N° 12 AWG 导线。当使用 N° 10 AWG 导体来降低电压降或增加机械强度时（表 310.16 显示 TW 铜导体的载流量为 30 A），它仍然是 20 A 电路。

示例 2. 多插座照明分支电路具有受 20 A 断路器保护的 8 AWG TW 铜导体（表 310.16 显示载流量为 40 A）。电路的额定电流是多少？参见图 1。

20 A 断路器的电路额定值为 20 A。

分支电路导体载流量

第 210.19(A)(1) 节 – 不超过 600 V – 确认分支电路导体尺寸的载流量不得小于以下较大者

1. 非连续负载加上 125% 的连续负载 – 根据第 310.14 节（额定 0 伏 - 2000 伏导体的载流量）。

连续负载运行3小时或以上，例如商店、办公楼、学校和户外照明（参见第100条）。

该规则相当于将连续负载限制为导体载流量的 80%，它限制的是电路负载，而不是电路导体的载流量。

示例 3.为 38 A 的连续单相负载供电的单个分支电路需要至少 1.25 x 38 A = 47.5 A 的导线载流量。表 310.16 显示 N° 6 AWG TW 导线的载流量为 55 A . 根据第 210.18 节，电路额定值为 50 A。

2. 根据第 310.15 节（载流量表）应用调整或修正系数后的负载。

在应用调整和校正系数后，该规则会改变导体的载流量。导体载流量的这种变化与限制电路上的负载不同，如前面的规则所述。

对载流量应用修正和调整系数后，导体必须承受 100% 的非连续负载加上 100% 的连续负载。

环境温度修正系数。表 310.16 到 310.21 给出了铜和铝导体的正常、和连续载流量。表 310.15(B)(1) 和 310.15(B)(2) 显示环境温度除 30°C 和 40°C 外的载流量表 310.16 至 310.21 的修正系数。

示例 4.在环境温度为 37.80°C 的情况下，安装在滚道中的三个 N° 1 AWG THHN 导线的载流量是多少？

表 310.16 显示 90°C 色谱柱的允许载流量为 145 A。注1

表 310.16 参考第 310.15(B) 节，了解环境温度不是 30°C 时的载流量修正系数。

表 310.15(B)(1) 显示 36-40°C 行和 90°C 列的修正系数为 0.91。那么，145 A x 0.91 = 131.95 A。

三个以上载流导体的调整系数。表 310.15(C)(1) 显示了当滚道或电缆中存在三个以上载流导体时减少（降额）载流量的调整系数。

示例 5. 安装在一根导管中的六根 N° 1 AWG THHN 铜导线为一对三相电机供电。端接温度额定值 = 90°C。这些导体的真实载流量是多少？参见图 2。

表 310.16 显示 90°C 柱下的允许载流量为 145 A。表 310.15(C)(1) 显示了 6 个导线的 80% 调整系数。那么，145 A x 0.80 = 116 A。

环境温度高且载流导体超过三个。调整和修正系数都适用于这种情况。

示例 6.安装在 37.80°C 的滚道中的 6 根 N° 1 AWG THHN 铜导体的真实载流量是多少？

由表310.16可知，90℃柱下的允许载流量为145A。

表 310.15(C)(1) 显示了一根滚道中 6 根导体的 80% 调整系数。

表 310.15(B)(1) 显示 36-40°C 行和 90°C 列的修正系数为 0.91。那么，145 A x 0.80 x 0.91 = 105.56 A。

3. 导体必须符合设备端接的 110.14(C)“温度限制”。与导体载流量相关的温度额定值不得超过任何连接的终端、导体或设备的温度额定值。

终止。对于额定电流为 100 A 或更低或标记为 N° 14 AWG 至 N°1 AWG 导线的设备 – 除非列出并确定与更高温度额定导线一起使用 – 导线载流量基于 60°C 额定值，即使导线额定值允许更高的温度，例如 75°C 或 90°C。(110.14(C)(1)(a))。

对于额定值超过 100 A 或标记为大于 N° 1 AWG 的导体的设备，导体载流量基于 75°C 额定值，即使导体额定值允许更高的温度（例如 90°C）。(110.14(C)(1)(b))。

将 90°C 导体连接到 60°C 端子会将过多的热量传递到端子，因为对于特定的载流容量，绝缘体将具有更高的温度。

例外情况 1 至 210.19(A)(1)(a) 允许分支电路导体的载流量不小于连续负载加上非连续负载的总和，如果组件（包括分支的过流装置） -电路，被列为以其额定值的 100% 运行。

示例 7.确定 THWN 铜导体的尺寸以提供 23.50 A 的连续负载。考虑终端评级。

按 210.19(A)(1)(a) 计算的负载：1.25 x 23.50 = 29.37 A。

端子额定值按 110.14(C)(1)(a) 规定：终止温度为 60°C。

表 310.16 显示了 75°C 列中的 THWN 铜导体。然而，请参阅 60°C 列中的载流量。然后，选择载流量为 30 A 的导体 N° 10 AWG THWN 铜。

导体过流保护

保护导体免受过电流影响的一般规则是使用额定值不高于导体载流量的熔断器或断路器。过流保护装置可保护导体的绝缘层免受过大电流（过载和短路）造成的损坏。

NEC 第 210.20 节规定了过流保护装置的额定值或设置，以保护分支电路导体和设备。

与第 210.19(A)(1) 节类似，对于导体载流量，第 210.20(A) 节规定，在分支电路提供连续负载或连续负载和非连续负载的任意组合的情况下，过流装置的额定值不得小于非连续负载加上连续负载的 125%。

要求 125% 的连续负载相当于将负载限制为分支电路安培额定值的 80%。NEC 有此要求，因为通过保护装置的恒定电流产生的热量可能会导致相邻导体温度过高。

示例 8.受 20 A 断路器保护的分支电路上允许的连续负载是多少？

由于分支电路的额定电流取决于保护导体的断路器或保险丝的额定值，因此该电路的额定电流为 20 A。

允许负载为 0.80 x 20 = 16 A。

如果组件（包括保护分支电路的过流装置）被列为以 100% 运行，则 210.20(A) 的例外情况允许过流装置的额定安培数不小于连续负载加上非连续负载的总和其评级。

第 240.4 节规定，除软电线、软电缆和固定电线之外的导体应按照 310.14 中规定的载流量进行过电流保护。

示例 9.保护 N° 2 AWG THWN 铜导体所允许的保险丝或断路器设置的尺寸是多少？

根据表 310.16，导体的载流量为 115 A。允许的尺寸为 100 A 或 110 A 标准安培额定值。然而，第 240.4(B) 节允许在某些条件下使用 125 A 断路器。参见示例 10。

小导体

第 240.4(D) 节规定了小导体的过流保护——在应用环境温度修正系数和超过三个导体的调整系数后——如表 1 所示。

表 1.小导体的过流保护（基于 NEC 第 240.4(D) 节）。

额定电流为 800 A 或更低的过流设备

第 240.4(B) 节允许在下列情况下使用下一个更大的标准安培额定值的保险丝或不可调断路器：

受保护的导体不是为电线和插头连接的便携式负载提供多个插座的分支电路的一部分。

标准额定值与导体的载流量不符。

下一个更大的标准不超过 800 A。

表 240.6(A) 显示了熔断器和反时限断路器的标准安培额定值。

示例 10。表 310.16 显示 N° 2 AWG THWN 铜导体的载流量为 115 A。没有标准的115A过流保护装置。

表 240.6(A) 显示以下标准尺寸为 125 A。可以使用 125 A 熔断器或反时限断路器来保护导体。

额定电流超过 800 A 的过流设备

第 240.4(C) 条规定，当额定电流超过 800 A 时，导体的载流量应等于或大于过电流保护装置的载流量。

本部分不允许使用下一个更大的标准安培额定值。

示例 11.三组并联连接的四组 500 kcmil THW 铜导体（每组 3 相加中性线）在单独的导管中构成照明馈线（假设非连续负载和 75°C 额定端子）。计算保险丝或不可调断路器的接近的标准安培额定值，以保护导体。参见图 3。

表 310.16 显示每个导体在 75°C 列中的载流量为 380 A。每个相脚的载流量为 3 x 380 A = 1 140 A。然后，表 240.6(A) 显示 1 000 A 作为接近的标准。

另一个例子

示例 12.单个分支电路提供 38 A 单相连续负载。

A。额定电流是多少？1.25 x 38 A = 47.5 A。额定电流为 50 A。此断路器或保险丝可保护导体 (210.18)。

b. 终止温度额定值是多少？60°C (110.14(C)(1)(a))。

C。列出一些适合应用的可接受的尺寸典型铜导体（表 310.16，60°C 列）。N° 6 TW、THW 或 THHN。

d. 列出一些适合应用的可接受的尺寸典型铝导体（表 310.16，60°C 列）。N° 4 TW、THW 或 THHN。