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Es ist eine bekannte Geschichte. Sie sind in Ihrer Werkstatt in der Garage und machen sich endlich an das Projekt, das Sie schon seit Wochen planen. Sie werfen Ihre neue, leistungsstärkere Tischkreissäge an, machen ein paar Schnitte, und dann... Dunkelheit. Das Licht geht aus, die Säge bleibt stehen. Sie gehen zur Schalttafel, schalten die ausgelöste 20-A-Sicherung aus und versuchen es erneut. Ein paar Minuten später passiert es wieder.
Eine Welle der Frustration macht sich breit. Eine schnelle Suche im Internet ergibt eine “einfache” Lösung: “Tauschen Sie einfach den 20-A-Schalter gegen einen 25-A-Schalter aus. Dann wird mehr Strom durchgelassen.” Das scheint logisch, fast zu einfach.
Als leitender Anwendungsingenieur bei KUANGYA Mit mehr als fünfzehn Jahren Erfahrung in der Entwicklung und Fehlersuche bei elektrischen Systemen ist meine Antwort auf diesen Vorschlag eine sofortige, unmissverständliche und dringende NEIN.
Hier geht es nicht darum, sich abzuschotten oder übervorsichtig zu sein. Es ist eine Frage der grundlegenden elektrischen Sicherheit, die zwischen einer funktionierenden Werkstatt und einer möglichen Tragödie steht. Der auslösende Schutzschalter ist nicht das Problem, sondern ein wichtiges Warnzeichen. Er erfüllt seine Aufgabe perfekt. Ihn “aufzurüsten”, ohne das System zu verstehen, das er schützt, ist so, als würde man die Batterie aus einem Rauchmelder nehmen, weil der Alarm nervt.
In diesem Artikel erläutern wir die technischen Prinzipien, die dem Schutz von Stromkreisen zugrunde liegen, untersuchen die katastrophalen Risiken falsch angepasster Komponenten und erläutern die professionelle Methodik zur Bestimmung von wie man die richtige Amperezahl auswählt Leistung für Ihre Bedürfnisse. Bevor Sie den Unterbrecher anfassen, lesen Sie dies.
Um zu verstehen, warum das Auswechseln des Unterbrechers so gefährlich ist, müssen Sie zunächst einmal aufhören, elektrische Komponenten als Einzelteile zu betrachten, und anfangen, sie als ein ausgewogenes System zu sehen. Jeder Stromkreis in Ihrem Haus ist eine Dreifaltigkeit von Komponenten, die zusammenarbeiten:
Stellen Sie sich das Ganze wie ein Rohrleitungssystem vor. Die Last ist ein Wasserhahn, der Draht ist das daran angeschlossene Rohr, und der Unterbrecher ist ein Drucksicherheitsventil an diesem Rohr. Wenn Sie eine Leitung haben, die für einen Wasserdruck von 60 PSI ausgelegt ist, würden Sie ein Sicherheitsventil installieren, das bei 55 PSI auslöst. Wenn ein Druckstoß auftritt, öffnet sich das Ventil und verhindert, dass die Leitung platzt.
Stellen Sie sich nun vor, Sie tauschen das 55 PSI-Ventil gegen ein 100 PSI-Ventil aus, weil der Wasserhahn, den Sie benutzen wollen, mehr Druck benötigt, als das alte Ventil zulässt. Das Ventil wird nicht mehr ausgelöst, aber das Rohr ist jetzt einem Druck ausgesetzt, für den es nicht ausgelegt ist. Das ist eine tickende Zeitbombe. Wenn Sie einen 20-A-Sicherungsautomaten gegen einen 25-A-Sicherungsautomaten austauschen, passiert genau das Gleiche mit den in Ihren Wänden versteckten Kabeln.
Das Wichtigste zum Mitnehmen: Bei der Amperezahl des Schutzschalters geht es nicht darum, wie viel Strom Sie bekommen können. Sie ist ein Sicherheitswert, der auf die Größe des Kabels in der Wand abgestimmt ist. Der Unterbrecher muss immer das schwächste Glied in der Kette sein, um sicherzustellen, dass er ausfällt, bevor es die Leitung tut.
Was passiert eigentlich, wenn ein Kabel gezwungen wird, mehr Strom zu führen, als es ausgelegt ist? Das Ergebnis ist kein kleines Problem; es ist die Hauptursache für elektrische Brände. Nach Angaben der Electrical Safety Foundation International (ESFI) ereignen sich in den USA jedes Jahr etwa 51.000 Brände in Privathaushalten, die einen Sachschaden von über $1,3 Milliarden verursachen. Viele dieser Brände sind vermeidbar und haben ihren Ursprung in den Wänden.
Wenn Sie einen Stromkreis mit einem 25-A-Unterbrecher mit einer Last von 25 A belasten, die Verdrahtung aber nur für 20 A ausgelegt ist (in der Regel 12er-Draht), ist der Unterbrecher zufrieden. Er sieht 25 A und weiß, dass er damit umgehen kann. Der Draht jedoch nicht. Er beginnt sich zu erhitzen, ähnlich wie das Element in einem Toaster. Dies führt zu einer verhängnisvollen Kette von Ereignissen:
Dieses Flussdiagramm veranschaulicht die gefährliche Reihenfolge:
Dies ist nicht nur ein theoretisches Risiko. Es verstößt gegen grundlegende Sicherheitsvorschriften, die genau dieses Szenario verhindern sollen. In Abschnitt 240.4 des National Electrical Code (NEC) heißt es eindeutig, dass “Leiter ... entsprechend ihrer Stromstärke gegen Überstrom geschützt werden müssen”. Die Umgehung dieser Vorschrift durch den Einbau eines überdimensionierten Unterbrechers ist keine clevere Lösung, sondern stellt eine ernsthafte, gegen die Vorschriften verstoßende Brandgefahr dar.
Das Wichtigste zum Mitnehmen: Ein überdimensionierter Unterbrecher hebt die wichtigste Sicherheitsfunktion des Stromkreises auf. Dadurch kann die Verkabelung in Ihren Wänden überhitzen, ihre Schutzisolierung schmelzen und einen Störlichtbogen verursachen - die Hauptursache für elektrische Brände.
Nachdem Sie nun die Gefahr verstanden haben, sollten wir uns auf den richtigen technischen Ansatz konzentrieren. Die Frage lautet nicht: “Wie kann ich meine Schaltung zwingen, mehr Leistung zu bewältigen?”, sondern vielmehr: “Was muss meine Last wirklich und welche Art von Stromkreis wird benötigt, um diese Leistung sicher bereitzustellen?”
Das Hauptthema ist dieses: Wie wählt man bei einer Last von 20 A den richtigen Unterbrecher? Die Antwort hängt von einem entscheidenden Konzept ab: kontinuierliche vs. nicht-kontinuierliche Belastungen.
Der National Electrical Code (NEC) definiert in Artikel 100 eine “Dauerlast” als jede Last, bei der zu erwarten ist, dass der maximale Strom für drei Stunden oder mehr.
Warum ist diese Unterscheidung so wichtig? Weil Dauerlasten eine anhaltende Wärme erzeugen - nicht nur im Gerät, sondern in der gesamten Verdrahtung des Stromkreises und im Unterbrecher selbst. Um diese Wärme zu bewältigen und einen sicheren Betriebspuffer zu schaffen, gibt es im NEC eine Regelung, die gemeinhin als 125%-Regel.
Lassen Sie uns das aufschlüsseln.
Dimensionierung für eine nicht-kontinuierliche Last:
Wenn Sie eine wirklich nicht kontinuierliche Last haben, ist die Regel einfach. Unterbrecher und Kabel müssen mindestens für 100% der erwarteten Last ausgelegt sein.
Bemessung für eine kontinuierliche Last:
Wenn Ihre Last kontinuierlich ist, müssen Sie die Regel 125% anwenden.
Dies ist die entscheidende Information, die die meisten Heimwerker übersehen. Sie sehen das Ergebnis - 25 A - und kaufen einfach einen 25-A-Schutzschalter, wobei sie völlig vergessen, dass die Vorschrift den Gesamtschaltung, einschließlich des Kabels, für 25 A ausgelegt sein.
Das Wichtigste zum Mitnehmen: Die Art der Last bestimmt die erforderliche Sicherheitsmarge. Für jede Last, die 3 Stunden oder länger läuft, müssen Sie den Unterbrecher dimensionieren und das Kabel muss 125% des Nennstroms der Last bewältigen können.
Lassen Sie uns diese Theorie in einen praktischen, wiederholbaren Prozess verwandeln. Wenn Sie mit einem auslösenden Schutzschalter oder einem neuen Gerät konfrontiert werden, befolgen Sie diese vier Schritte, um die sichere und richtige Vorgehensweise zu bestimmen. Dieser Entscheidungsprozess wird im folgenden Flussdiagramm veranschaulicht.
Schritt 1: Identifizieren Sie Ihre Last und deren Merkmale
Sehen Sie sich zunächst das Typenschild Ihres Geräts an. Sie suchen nach der Amperezahl (A) oder der Wattzahl (W). Wenn nur die Wattzahl angegeben ist, können Sie die Amperezahl berechnen, indem Sie die Wattzahl durch die Spannung (normalerweise 120 V oder 240 V) teilen.
Bestimmen Sie dann, ob es sich um eine kontinuierliche oder nicht kontinuierliche Last handelt. Wird es 3 Stunden oder länger mit maximaler Leistung laufen? Seien Sie hier ehrlich und konservativ. Ein EV-Ladegerät ist definitiv ein Dauerläufer. Ein großer Kompressor in einer Werkstatt könnte es sein. Eine Tischkreissäge, die nur sporadisch benutzt wird, ist es nicht.
Schritt 2: Angemessene Größenvorschrift anwenden
Wenden Sie nun die NEC-Regel auf der Grundlage des Lasttyps an.
Nehmen wir unser Beispiel mit der 20-A-Last:
Schritt 3: Wählen Sie die nächste Standardgröße des Brechers
Leistungsschalter gibt es in Standardgrößen (15A, 20A, 25A, 30A, 40A usw.). Sie müssen die nächste Standardgröße wählen, die gleich oder größer als die erforderliche Stromstärke des Stromkreises aus Schritt 2.
Schritt 4: Anpassen des Kabels an den Unterbrecher
Dies ist der wichtigste und am häufigsten übersprungene Schritt. Der von Ihnen verwendete Drahtdurchmesser muss eine Strombelastbarkeit (Amperezahl) haben, die gleich oder größer ist als die des in Schritt 3 ausgewählten Unterbrechers. Sie können eine Leitung nicht mit einem Unterbrecher schützen, dessen Nennwert höher ist als die Strombelastbarkeit der Leitung selbst.
Wenn das Kabel in Ihrer Wand 12 AWG hat (für einen 20-A-Stromkreis), können Sie auf keinen Fall einen 25-A-Schutzschalter installieren. Sie haben zwei sichere Optionen: Sie können Ihre Last so steuern, dass sie unter 20 A bleibt, oder Sie können einen komplett neuen Stromkreis mit einem 25-A-Unterbrecher und einem neuen 10-AWG-Kabel einrichten. Eine dritte Möglichkeit gibt es nicht.
Um dies zu verdeutlichen, wollen wir es in einer Tabelle darstellen. Die Beziehung zwischen dem Unterbrecher und dem Kabel ist nicht verhandelbar. Die nachstehenden Werte gelten für die im Wohnungsbau übliche NM-B (Romex)-Kupferverkabelung.
Tabelle 1: Standard-Schutzschalter und Mindestgröße des Kupferdrahtes
| Unterbrecherleistung (Ampere) | Erforderlicher Kabelquerschnitt (AWG) | Gemeinsame Anwendungen |
|---|---|---|
| 15A | 14 AWG | Stromkreise der Allgemeinbeleuchtung, Standardsteckdosen |
| 20A | 12 AWG | Küchensteckdosen, Garagensteckdosen, spezielle Geräte |
| 25A | 10 AWG | Größere Einzelgeräte (Klimageräte), Dauerlasten |
| 30A | 10 AWG | Elektrische Trockner, Warmwasserbereiter |
| 40A | 8 AWG | Elektroherde, größere Geräte |
| 50A | 6 AWG | Elektrische Reichweiten, EV-Ladegeräte |
| 60A | 6 AWG | Große EV-Ladegeräte, Subpanels |
Denken Sie daran: Ein kleinerer Querschnittswert bedeutet einen dickeren Draht. Ein 10 AWG-Draht ist physisch dicker und kann mehr Wärme und Strom aufnehmen als ein 12 AWG-Draht.
Lassen Sie uns nun anhand eines anschaulichen Beispiels sehen, wie sich die 125%-Regel auf unsere Auswahlmöglichkeiten auswirkt.
Tabelle 2: Bemessungsbeispiel für eine kontinuierliche Last
| Szenario Parameter | Wert |
|---|---|
| Belastung des Geräts | 20A (Dauerbetrieb) |
| Schritt 1: Anwendung der 125%-Regel | 20A × 1,25 = 25A |
| Schritt 2: Unterbrecher auswählen | Die nächsthöhere Standardgröße ist 25A |
| Schritt 3: Kabel an den Unterbrecher anpassen | Aus Tabelle 1 geht hervor, dass ein 25-A-Schalter Folgendes erfordert 10 AWG-Draht |
| Schlussfolgerung | Sie müssen einen neuen Stromkreis mit einem 25A-Unterbrecher und 10 AWG-Draht einrichten. |
Das Wichtigste zum Mitnehmen: Installieren Sie unter keinen Umständen einen Unterbrecher mit einer höheren Amperezahl als die Amperezahl der Leitung, an die er angeschlossen ist. Die Größe des Unterbrechers bestimmt die erforderliche Kabelgröße. Wenn Sie einen größeren Unterbrecher benötigen, müssen Sie muss einen größeren Draht installieren.
Wenden wir dieses Wissen auf einige häufige Situationen an.
Fallstudie 1: Der frustrierte Holzarbeiter
Dies ist unser erstes Szenario. Der Benutzer hat eine neue Tischsäge, die etwa 15 A zieht, aber einen hohen Anlaufstrom hat, der gelegentlich den 20-A-Schutzschalter auslöst. Es handelt sich um eine nichtkontinuierliche Last.
Fallstudie 2: Das neue EV-Ladegerät
Ein Hausbesitzer kauft ein 40A Level 2 EV-Ladegerät. Er sieht “40A” und denkt, dass er einen 40A-Unterbrecher braucht.
Fallstudie 3: Der Kreislauf der Küchenarbeitsplatte
Ein Küchenstromkreis ist ein 20-A-Stromkreis mit 12 AWG-Draht, wie vom Gesetzgeber vorgeschrieben. Ein Hausbesitzer betreibt gleichzeitig eine 1500-W-Kaffeemaschine (12,5 A) und einen 1200-W-Toaster (10 A). Die Gesamtlast beträgt 22,5 A, und der 20-A-Unterbrecher wird ausgelöst.
Ein auslösender Schutzschalter ist kein defektes Bauteil, das überlastet werden muss. Er ist ein Bote, der eine wichtige Information überbringt: Ihr Stromkreis wird über seine vorgesehene Sicherheitsgrenze hinaus belastet. Ihre erste Frage sollte nie lauten: “Wie kann ich die Auslösung verhindern?”, sondern vielmehr: “Warum löst er aus?”
Wenn Sie einen 20-A-Unterbrecher auf 25 A bei einem vorhandenen 12-AWG-Kabel “aufrüsten”, erhöhen Sie nicht Ihre Leistung, sondern Sie nehmen Ihre Sicherheit weg. Sie setzen die Unversehrtheit Ihrer Hausverkabelung aufs Spiel, um ein kleines bisschen Komfort zu gewinnen. Das ist eine Wette, die jedes Jahr Tausende von Menschen durch verheerende Hausbrände verlieren.
Die einzige sichere Möglichkeit, einen Ort mit mehr Strom zu versorgen, besteht darin, einen neuen Stromkreis mit dem entsprechenden Unterbrecher einzurichten. und Kabelgröße, um die Last zu bewältigen. Dies ist kein Bereich für Abkürzungen.
Ein dringendes Plädoyer für Sicherheit: Das Verständnis dieser Grundsätze ist zwar für jeden Hausbesitzer von entscheidender Bedeutung, aber alle Arbeiten im Inneren Ihrer elektrischen Schalttafel - einschließlich des Auswechselns eines Schutzschalters - bergen die Gefahr eines Stromschlags und sollten von einem qualifizierten, zugelassenen Elektriker durchgeführt werden. Diese haben die Werkzeuge, die Ausbildung und das Wissen, um die Arbeit sicher und vorschriftsmäßig auszuführen.
Bleiben Sie sicher, respektieren Sie die Macht, mit der Sie arbeiten, und bringen Sie den Überbringer niemals zum Schweigen.
1. Kann ich jemals einen 20-A-Schalter durch einen 25-A-Schalter ersetzen?
Nur wenn das vorhandene Kabel, das an den Unterbrecher angeschlossen ist, 10 AWG oder dicker ist. Wenn ein früherer Installateur 10 AWG-Draht für einen 20-A-Stromkreis verwendet hat (was sicher ist, nur überdimensioniert), dann kann der Draht einen 25-A-Unterbrecher verarbeiten. Sie müssen sich jedoch 100% sicher sein, dass der Kabelquerschnitt stimmt. Gehen Sie im Zweifelsfall davon aus, dass er auf den Unterbrecher (12 AWG) abgestimmt ist und nicht aufgestockt werden kann.
2. Was sollte ich als Erstes tun, wenn ein Unterbrecher immer wieder auslöst?
Ziehen Sie alle Stecker aus dem Stromkreis. Wenn der Unterbrecher zurückgesetzt wird und hält, liegt das Problem in einer Überlastung. Sie haben zu viel eingesteckt. Wenn der Unterbrecher sofort wieder auslöst, ohne dass etwas eingesteckt ist, liegt wahrscheinlich ein Kurzschluss vor (ein gefährlicher Verdrahtungsfehler), und Sie sollten sofort einen Elektriker rufen.
3. Was ist mit Aluminiumkabeln? Ändern sich diese Regeln?
Ja. Aluminiumdrähte sind weniger leitfähig als Kupferdrähte und erfordern für die gleiche Stromstärke einen größeren Drahtquerschnitt. Für 20 A benötigen Sie zum Beispiel 10 AWG-Aluminiumdraht, nicht 12 AWG. Wenn Sie ein älteres Haus mit Aluminiumkabeln haben, ist es noch wichtiger, einen Elektriker zu Rate zu ziehen, da hier besondere Sicherheitsaspekte zu beachten sind.
4. Kann ich eine 15-A-Steckdose an einem 20-A-Stromkreis verwenden?
Ja, das ist in der Regel zulässig, wenn der Stromkreis mehr als eine Steckdose hat (was fast immer der Fall ist). Eine Standard-Duplex-Steckdose zählt als zwei. Eine 15-A-Steckdose ist so ausgelegt, dass sie den 20-A-Durchgangsstrom sicher verarbeiten kann.
5. Warum ist ein 30A-Unterbrecher auch für 10 AWG-Draht aufgeführt? Ich dachte, 10 AWG sei für 25A.
10 AWG-Draht ist eigentlich für eine Strombelastbarkeit von 30 A ausgelegt. 25 A ist jedoch die nächste Standard-Unterbrechergröße nach 20 A. Während Sie also könnte Wenn Sie 10 AWG-Draht mit einem 25-A-Schalter schützen können, können Sie ihn auch mit einem 30-A-Schalter schützen. In der Regel werden 10 AWG-Drähte in 30-A-Stromkreisen für große Geräte wie Trockner und Warmwasserbereiter verwendet.
6. Mein Unterbrecher fühlt sich heiß an. Ist das normal?
Ein Unterbrecher, der eine hohe Last trägt, kann sich leicht warm anfühlen, sollte aber niemals heiß sein. Ein heißer Unterbrecher kann auf eine schlechte Verbindung, einen internen Fehler im Unterbrecher oder eine anhaltende Überlast hinweisen. Dies ist ein Warnzeichen, und Sie sollten ihn von einem Elektriker überprüfen lassen.
7. Was ist der Unterschied zwischen einem Standard-Unterbrecher und einem AFCI- oder GFCI-Unterbrecher?
8. Kann ich einen größeren Unterbrecher verwenden, wenn meine Drähte in einem Kabelkanal (Rohr) verlegt sind?
Nicht unbedingt. Ein Kabelkanal bietet zwar physischen Schutz, aber die Bündelung mehrerer stromführender Drähte im selben Kabelkanal führt zu einem Wärmestau. Daher müssen Sie die Kabel oft “herabsetzen”, d. h. sie so behandeln, als ob ihre Strombelastbarkeit geringer wäre. In einigen Fällen kann die Verlegung von Kabeln in Kabelkanälen bedeuten, dass Sie eine noch höhere Stromstärke benötigen. dicker Draht für die gleiche Unterbrechergröße. Dies ist ein weiterer Bereich, in dem eine professionelle Berechnung unerlässlich ist.