Verteilerdosenvolumen-Rechner - NEC-Norm konform

Was ist ein Volumenberechner für Abzweigdosen?

Ein Volumenrechner für Abzweigdosen ermittelt das kleinste Dosenvolumen in Kubikzoll, in dem eine vorgegebene Zusammenstellung von Leitungen und Bauteilen sicher Platz findet. Er wendet die Regeln zur Füllraum-Berechnung des National Electrical Code (NEC), Tabelle 314.16(B), an. Elektriker und Hausbesitzer verwenden ihn, um vor der Installation eine normgerechte Dose auszuwählen, statt erst festzustellen, dass sie zu klein ist, wenn die Leitungen bereits darin liegen.

Was ist eine Abzweigdose?

Eine Abzweigdose, auch Anschlussdose oder Gerätedose genannt, ist ein Gehäuse für elektrische Verbindungsstellen und Anschlüsse. Sie schützt die Leitungen vor mechanischer Beschädigung und hält Funken oder Wärme von Gegenständen in der Nähe fern, die sich entzünden könnten. Dosen bestehen aus Metall oder Kunststoff und sind in mehreren Formen erhältlich, darunter Einfach-, Quadrat- und Oktagonal-Dosen.

Warum das Dosenvolumen wichtig ist

Elektrische Anschlüsse führen Strom, und Strom erzeugt Wärme. In einer Dose mit zu wenig freiem Raum liegen die Leitungen eng zusammen, wodurch sich die Wärme schlechter verteilt. Beim Hineindrücken können eng gepackte Leitungen außerdem beschädigt oder gequetscht werden, was langfristig die Gefahr eines Kurzschlusses erhöht. Der NEC legt für jede Dose ein Mindestvolumen fest, damit ausreichend Platz für Leiter, Verbindungsstellen und Geräte vorhanden ist, ohne dass sie eingeengt werden.

So wird das Volumen einer Abzweigdose berechnet

NEC Tabelle 314.16(B) weist jeder Drahtstärke ein Volumen in Kubikzoll zu (American Wire Gauge, kurz AWG). Die Tabelle reicht von 18 AWG bis 6 AWG. Dickere Leiter werden nicht auf diese Weise bemessen; ein eigener Abschnitt des Codes, NEC 314.28, behandelt Zug- und Abzweigdosen für stärkere Leitungen.

Das insgesamt erforderliche Volumen ergibt sich aus mehreren Arten von Volumenzuschlägen:

• Leiter. Jeder stromführende Draht, der in die Dose eintritt und gespleißt oder angeschlossen wird, erhält einen Volumenzuschlag, der sich nach seiner eigenen Drahtstärke richtet. Ein Draht, der innerhalb der Dose beginnt und endet, etwa ein Pigtail, wird nicht mitgezählt.
• Schutzleiter. Alle blanken oder grünen Schutzleiter in der Dose teilen sich einen einzigen Volumenzuschlag, der sich nach dem größten vorhandenen Schutzleiter richtet. Sind mehr als vier Schutzleiter vorhanden, kommt für jeden weiteren ab dem fünften ein Viertel dieses Zuschlags hinzu, eine Regel, die im NEC von 2020 ergänzt wurde.
• Kabelklemmen. Alle innenliegenden Kabelklemmen in der Dose teilen sich einen gemeinsamen Volumenzuschlag, der sich nach dem größten Leiter in der Dose richtet. Das gilt unabhängig davon, wie viele Klemmen vorhanden sind.
• Geräterahmen (Yokes). Jeder Geräterahmen, also der Metallbügel, an dem ein Schalter oder eine Steckdose befestigt wird, erhält einen doppelten Volumenzuschlag. Der NEC bemisst ihn nach dem größten an dieses Gerät angeschlossenen Leiter. Der Rechner verwendet den größten Leiter in der gesamten Dose, was zum gleichen oder zu einem etwas größeren Ergebnis führt.

Als Formel geschrieben:

Erforderliches Volumen = (Zuschläge der Leiter) + (ein Zuschlag für Schutzleiter) + (ein Zuschlag für Klemmen, falls Klemmen vorhanden sind) + (Zuschläge der Geräterahmen)

Beispiel

Eine Dose für einen Wechselschalter enthält:

• drei Leiter 14 AWG
• zwei Leiter 12 AWG
• einen Schutzleiter 14 AWG
• eine Kabelklemme
• einen Geräterahmen

Zuschläge der Leiter: (3 × 2,0) + (2 × 2,25) = 6,0 + 4,5 = 10,5 Kubikzoll (172 cm³).

Der größte Leiter in der Dose ist 12 AWG mit einem Zuschlag von 2,25 Kubikzoll (36,9 cm³). Dieser Wert wird unten für die Klemme und den Geräterahmen verwendet.

Zuschlag für Schutzleiter: ein Schutzleiter 14 AWG, daher werden 2,0 Kubikzoll hinzugefügt. Zwischensumme: 12,5.

Zuschlag für Klemmen: ein Zuschlag für den größten Leiterquerschnitt, 2,25 Kubikzoll (36,9 cm³). Zwischensumme: 14,75.

Zuschlag für den Geräterahmen: 2,25 × 2 × 1 = 4,5 Kubikzoll (73,7 cm³). Endsumme: 19,25 Kubikzoll (315 cm³).

Diese Dose benötigt ein Volumen von mindestens 19,25 Kubikzoll (315 cm³). Viele Gerätedosen für einen Schalter oder eine Steckdose fassen weniger, daher wäre für diese Verdrahtung normalerweise eine größere Dose erforderlich, etwa eine Zweifach-Gerätedose oder eine tiefe Einzelgerätedose, die für 19,25 Kubikzoll (315 cm³) oder mehr ausgelegt ist. Das Volumen einer Dose ist normalerweise innen eingeprägt oder in den Herstellerangaben aufgeführt.

Was dieser Rechner abdeckt

Der Rechner unterstützt Leitergrößen von 18 AWG bis 6 AWG entsprechend der NEC-Tabelle 314.16(B). Nicht abgedeckt werden:

• Leiter größer als 6 AWG, für die stattdessen NEC 314.28 gilt.
• Mehrfachdosen mit internen Trennwänden.
• Dosen, in denen Starkstromleitungen mit Kleinspannungsleitungen wie Koaxial- oder Netzwerkkabeln kombiniert werden.

Für die Füllraumberechnung außerhalb dieser Fälle oder für eine abschließende Entscheidung über die Normkonformität konsultieren Sie direkt die NEC-Tabelle 314.16(A) und (B) oder wenden Sie sich an eine Elektrofachkraft.

Häufig gestellte Fragen

Was zählt bei der Dosenfüllung als Leiter? Jeder isolierte Draht, der in die Dose eintritt und gespleißt oder an ein Gerät angeschlossen wird, zählt als ein Leiter. Ein Draht, der geradlinig durch die Dose verläuft, zählt ebenfalls einmal. Ein Pigtail oder eine Brücke, die innerhalb der Dose beginnt und endet und deren Enden die Dose nicht verlassen, wird nicht mitgezählt, unabhängig von ihrer Länge.

Erhält jeder Schutzleiter seinen eigenen Volumenzuschlag? Nein. Bis zu vier Schutzleiter teilen sich einen Zuschlag, der sich nach dem größten Schutzleiter richtet. Jeder Schutzleiter ab dem fünften fügt eine kleine Menge hinzu, nämlich ein Viertel dieses Zuschlags.

Wenn eine Dose drei Kabelklemmen hat, werden sie dann dreimal gezählt? Nein. Alle Klemmen in einer Dose zusammen werden mit einem einzigen Zuschlag berücksichtigt, der nach dem größten Leiter in der Dose bemessen wird, unabhängig davon, wie viele Klemmen vorhanden sind.

Wie wirkt sich ein Geräterahmen auf die Gesamtsumme aus? Jeder Geräterahmen, etwa der Bügel an einem Schalter oder einer Steckdose, erhält den doppelten Zuschlag des größten Leiters. Der Rechner verwendet den größten Leiter in der Dose. Zwei Geräterahmen fügen diesen doppelten Zuschlag zweimal hinzu.

Was ist, wenn mein Draht größer als 6 AWG ist? Die NEC-Tabelle 314.16(B) weist oberhalb von 6 AWG keine Volumenzuschläge zu; dieser Rechner tut das ebenfalls nicht. Dosen für größere Leiter werden nach NEC 314.28 bemessen.

Benötigen Dosen aus Metall und Kunststoff unterschiedliche Volumina? Nein. Die Volumenregeln sind für beide Materialien gleich. Metalldosen haben manchmal eingebaute Klemmen, die dennoch auf den oben beschriebenen Zuschlag angerechnet werden.

Referenzen

1. ABB Thomas & Betts (reprinting NFPA 70, National Electrical Code). Steel City metallic boxes: NEC 314.16 and Table 314.16(B). NEC 314.16 Nachdruck (PDF) — Zuschläge nach Tabelle 314.16(B) (18 AWG 1,50 in³ bis 6 AWG 5,00 in³), ein Zuschlag für alle Klemmen, nicht mitgezählte Leiter, die die Dose nie verlassen.
2. EC&M. Code Quiz: Box Volume Calculations and EGCs. EC&M-Code-Quiz — der NEC von 2020 ergänzt einen Viertelzuschlag für jeden Schutzleiter ab dem fünften.