NEMA-connectoren

Verschillende combinaties van breedtes, vormen, oriëntaties en afmetingen van de contactbladen zorgen voor niet-uitwisselbare connectoren die uniek zijn voor elke combinatie van spanning, stroomcapaciteit en aardingssysteem. Stekkers van het type NEMA 1-15P (twee polen, geen aarde) en NEMA 5-15P (twee polen met aardepin) worden gebruikt voor veelvoorkomende huishoudelijke elektrische apparatuur. De NEMA 5-15R is het standaard 15-ampère stopcontact in de Verenigde Staten en, volgens relevante nationale normen, in Canada (CSA C22.2 No. 42[2]), Mexico (NMX-J-163-ANCE), Japan (JIS C 8303) en Taiwan.

De dimensionale standaard voor elektrische connectoren is ANSI/NEMA WD-6, beschikbaar via de NEMA-website.[3] Andere types stekkers en stopcontacten zijn bedoeld voor speciale doeleinden of zware toepassingen.

Naamgeving

NEMA-connectoren worden benoemd volgens een alfanumerieke code die bestaat uit: (optionele L voor vergrendeling) cijfers – cijfers (suffix R voor stopcontact of P voor stekker).

Er zijn twee basisclassificaties van NEMA-connectoren: straight-blade (rechte bladen) en locking (vergrendelbaar). De metalen geleidende bladen worden informeel vaak "pennen" of "pinnen" genoemd. Nummers die beginnen met een 'L' duiden op vergrendelbare connectoren met gebogen bladen (twist-locking). Deze types worden gebruikt voor zware industriële en commerciële apparatuur, waarbij extra bescherming tegen onbedoeld losraken vereist is.

De cijfers vóór het koppelteken coderen het aantal polen (stroomvoerende aansluitingen) en draden, de spanning en of het gaat om een- of driefasige stroom. Een connector met een aardingsaansluiting heeft meer draden dan polen: bijvoorbeeld twee polen, drie draden; of vier polen, vijf draden. Een niet-geaard apparaat kan twee polen, twee draden hebben; of drie polen, drie draden, enzovoort.

Het getal na het koppelteken is de nominale stroomsterkte van het apparaat in ampères. Dit getal wordt gevolgd door de letter 'R' voor een stopcontact (receptacle) of 'P' voor een stekker (plug).

Voorbeelden:

  • 5-15R: Het veelvoorkomende 125 V stopcontact met twee polen en drie draden, geschikt voor 15 A.
  • L5-15R: Heeft dezelfde elektrische specificaties als de 5-15R, maar is een vergrendelbaar ontwerp dat fysiek niet compatibel is met de 5-15 straight-blade versie.
  • 5-30R: Heeft dezelfde configuratie (twee polen, drie draden, 125 V), maar is geschikt voor 30 A.

Hoewel er diverse niet-aardende types in de NEMA-standaarden staan, zijn er vandaag de dag slechts drie in wijdverbreid gebruik: de twee-polige 1-15 (nog aanwezig in miljoenen gebouwen van vóór de jaren 60) en de drie-polige 10-30 en 10-50.

Andere types die niet deze naamgeving volgen zijn:

  • ML-serie: "Midget Locking"-connectoren, genoemd naar hun kleine formaat.
  • TT: Voor het aansluiten van caravans en andere recreatievoertuigen op externe stroombronnen.
  • SS-serie: "Ship-to-shore"-connectoren voor het aansluiten van boten op walstroom.
  • FSL-serie: Gebruikt in militaire en luchtvaarttoepassingen.

Bij sommige NEMA-stekkers bevindt zich een klein gaatje aan het uiteinde van de stroomvoerende bladen (niet de aarde). Dit is bedoeld voor het gemak tijdens de productie; indien aanwezig, moet het een specifieke diameter en positie hebben.[3] Er zijn kleine gespecialiseerde hangsloten beschikbaar die in deze gaten passen, waardoor gevaarlijke apparatuur kan worden "geblokkeerd" (lockout) door fysiek te voorkomen dat de stekkers in een stopcontact worden gestoken. Sinds ten minste 1949 zijn er ook stopcontacten uitgevonden die deze gaten gebruiken om de pinnen in de sleuven vast te houden via een vergrendelmechanisme.[4]

In de dimensionale standaard worden de bladen als volgt geïdentificeerd:

  • 'G': Aardingsgeleider (grounding conductor).
  • 'W': (Geaarde) neutrale geleider (neutral conductor).
  • 'X', 'Y' en 'Z': "Hete" fasegeleiders (hot line conductors).

Enfase-connectoren hebben slechts één terminal ('X') of twee terminals ('X' en 'Y'). Driefase-connectoren gebruiken 'X', 'Y' en 'Z'.[3]

Er is kritiek geuit op het ontwerp waarbij een opening overblijft met blootgestelde pinnen. Deze veiligheidsfout werd uitgebuit tijdens het internetfenomeen "Penny Outlet Challenge" in januari 2020, waarbij geleidende materialen (meestal munten of paperclips) in de opening werden gegooid, wat leidde tot elektrische vonken en in één geval tot de evacuatie van de Westford Academy.[5][6][7]

Overzichtstabel NEMA-stopcontacten (niet-vergrendelbaar)

SpanningNEMA Klasse15 A20 A30 A50 A60 A
125 V11-15R/P1-20P1-30P--
250 V22-15P2-20R/P2-30R/P--
150 V3-----
125 V55-15R/P5-20R/P5-30R/P5-50R/P-
250 V66-15R/P6-20R/P6-30R/P6-50R/P-
277 V77-15R/P7-20R/P7-30R/P7-50R/P-
150 V8-----
125/250 V10-10-20R/P10-30R/P10-50R/P-
3Φ 250 V1111-15R/P11-20R/P11-30R/P11-50R/P-
150/300 V12-----
125/250 V1414-15R/P14-20R/P14-30R/P14-50R/P14-60R/P
3Φ 250 V1515-15R/P15-20R/P15-30R/P15-50R/P15-60R/P
3ΦY 120/208 V1818-15R/P18-20R/P18-30R/P18-50R/P18-60R/P

NEMA-klassen en poolconfiguraties

ConfiguratieSpanningNiet-geaardGeaard
Fase–Nul120 V1; ML15; TT
277 V37
347 V-24
240 V-25
Fase–Fase240 V (split-phase) / 208 V (wye)26
480 V-8
600 V49
415 V--
Fase–Fase–Nul120/240 V (split) / 120/208 V (wye)10; ML314; SS2
277/480 V--
347/600 V--
240/415 V--
Fase–Fase–Fase240 V (delta) / 208 V (wye)1115
480 V1216
600 V1317
415 V--
Fase–Fase–Fase–Nul120/208 V1821
277/480 V1922
347/600 V2023
240/415 V-26

Niet-vergrendelbare connectoren

NEMA niet-vergrendelbare connectoren maken gebruik van bladen in diverse platte en gevouwen vormen (behalve de ronde pinnen voor aarding). Stekkers kunnen worden losgekoppeld door aan de behuizing te trekken. Deze families zijn zo ontworpen dat connectoren van verschillende types niet per ongeluk in elkaar kunnen worden gestoken.

NEMA-wandstopcontacten kunnen in elke gewenste oriëntatie worden geïnstalleerd. Geen van de relevante normen (NEMA, US National Electrical Code, Canadian Electrical Code, NEIS 130-2016) schrijft een voorkeursoriëntatie voor, hoewel de laatste wel consistentie vereist voor stopcontacten die samen of dicht bij elkaar zijn geïnstalleerd.[8] In de praktijk bevindt de aardingspen zich meestal aan de onderkant; in dat geval is de nulpen linksboven en de fasepen rechtsboven.

NEMA 1

Dit ontwerp met twee pennen en twee platte parallelle bladen wordt in het grootste deel van Noord-Amerika en aan de oostkust van Zuid-Amerika gebruikt voor lampen, consumentenelektronica (zoals klokken, radio's en batterijladers) en andere dubbel-geïsoleerde kleine apparaten die geen aarding nodig hebben.

Alle NEMA 1-apparaten zijn twee-draads niet-aardende apparaten (fase-nul) met een maximum van 125 V. 1-15P-stekkers hebben twee parallelle platte bladen van 1/4 inch (6,4 mm) breed, 0,06 inch (1,5 mm) dik, 5/8–23/32 inch (15,9–18,3 mm) lang, met een tussenruimte van 1/2 inch (12,7 mm).

1-15R-stopcontacten zijn sinds 1962 verboden in nieuwbouw in de VS en Canada, maar blijven aanwezig in veel oudere gebouwen. Sinds 1 januari 1974 moeten alle nieuwe stopcontacten een aarding hebben via geaarde stopcontacten (meestal 5-15R of 5-20R) die zowel geaarde als niet-geaarde stekkers accepteren.[9]

Het vervangen van verouderde NEMA 1-stopcontacten vereist ofwel nieuwe bedrading met een extra aardgeleider voor een NEMA 5-stopcontact, of een NEMA 5-stopcontact met een aardlekschakelaar (GFCI) voor configuraties zonder aardgeleider.

Niet-geaarde NEMA 1-stekkers worden nog steeds veel gebruikt door fabrikanten van kleine apparaten vanwege de lage kosten en compacte afmetingen; ze zijn compatibel met moderne geaarde NEMA 5-stopcontacten.

In oudere ontwerpen waren beide bladen even breed, waardoor de stekker beide kanten op kon worden ingevoegd. Veel stekkers sinds 1948 zijn gepolariseerd: het nulblad is 5/16 inch (7,9 mm) breed, 1/16 inch (1,6 mm) breder dan het faseblad, waardoor de stekker slechts op één manier past. Gepolariseerde 1-15P-stekkers passen niet in niet-gepolariseerde stopcontacten, maar wel in 5-15R geaarde stopcontacten. "Cheater plug"-adapters maken het mogelijk om een drie-penne geaarde 5-15P stekker aan te sluiten op een niet-geaarde 1-15R stopcontact; deze adapters zijn in sommige jurisdicties, waaronder Canada, illegaal.[10]

Er zijn verouderde 1-15R of 1-20R stopcontacten die mechanisch in staat zijn 1-15P, 1-20P, 2-15P of 2-20P stekkers te accepteren. Deze worden vaak gevonden in oudere woningen en mogen volgens huidige NEC-codes niet meer worden geïnstalleerd. Naast het ontbreken van aarding kunnen deze stopcontacten brandgevaar veroorzaken als een apparaat met de verkeerde spanning wordt aangesloten. Ze zijn herkenbaar aan het ontbreken van aarde en twee T-vormige openingen die gespiegeld zijn over de verticale middellijn.

Japanse stekkers en stopcontacten lijken fysiek op de NEMA 1-15 en werken identiek. Niet-geaarde stopcontacten zijn in Japan nog gebruikelijk, hoewel geaarde 5-15R en 5-20R versies langzaam toenemen. Het Japanse systeem hanteert echter strengere eisen voor de behuizing, markeringen en verplichte tests door METI of JIS.[11]

NEMA 2

Alle NEMA 2-apparaten zijn twee-draads niet-aardende apparaten (fase-fase) met een maximum van 250 V. Hoewel er standaarden bestaan voor 2-15, 2-20 en 2-30, is deze serie verouderd; alleen Hubbell produceert nog 2-20 apparaten voor reparatiedoeleinden.[12]

NEMA 3

Deze serie is gespecificeerd voor 277 volt, twee-draads, niet-aardende apparaten. Volgens NEMA is dit "gereserveerd voor toekomstige configuraties", waardoor er geen ontwerpen bestaan en geen apparaten zijn geproduceerd.

NEMA 4

Deze serie is gespecificeerd voor 600 volt, twee-draads, niet-aardende apparaten. Net als NEMA 3 is dit "gereserveerd voor toekomstige configuraties".

NEMA 5

Alle NEMA 5-apparaten zijn drie-draads aardende apparaten (fase–nul–aarde) met een maximum van 125 V. De 5-15, 5-20 en 5-30 zijn de geaarde versies van respectievelijk 1-15, 1-20 en 1-30. De toevoeging is een ronde of U-vormige aardepin van 3/16 inch (4,8 mm) diameter, die 1/8 inch (3,2 mm) langer is dan de stroombladen, zodat het apparaat eerst wordt geaard voordat de stroom wordt verbonden.

Vergeleken met de 5-15P stekker heeft de 5-20P stekker het nulblad 90° gedraaid en verschoven. Het 5-20R stopcontact heeft een T-vormige opening om zowel 5-15P als 5-20P stekkers te accepteren. De 5-30 en 5-50 zijn fysiek groter, met 1 inch (25,4 mm) tussen de stroompinnen; de 5-30 heeft tevens een L-vormig nulblad.[13]

De Electrical Safety Foundation International waarschuwt: "Verwijder nooit de aardepin (de derde pin) om een drie-pin stekker in een twee-pin stopcontact te laten passen".[14] Dit is gevaarlijk vanwege het verlies van aarding en mogelijke polariteitsfouten.

De 5-15R en 5-20R zijn de meest voorkomende stopcontacten in Noord-Amerikaanse gebouwen sinds het midden van de twintigste eeuw. In 46 van de 50 Amerikaanse staten en in heel Canada zijn "tamper-resistant" (kinderveilige) stopcontacten verplicht in nieuwbouw sinds november 2013. Deze voorkomen dat objecten zoals sleutels of paperclips contact maken met de stroom door een intern mechanisme dat vereist dat beide bladen gelijktijdig worden ingedrukt.

In de film- en theaterwereld wordt de 5-15R connector informeel PBG (Parallel Blade with Ground), U-ground, of Edison genoemd.[17] Internationaal vormen de NEMA 5-15P stekker en 5-15R stopcontact de basis voor de IEC 60906-2 standaard.[20]

NEMA 6

Alle NEMA 6-apparaten zijn drie-draads aardende apparaten (fase-fase-aarde) gebruikt voor 208 en 240 V circuits, met een maximum van 250 V. De 6-15 lijkt op de 5-15, maar met collinear horizontale pinnen. De 20 A stekker heeft een blad dat 90° gedraaid is om te voorkomen dat deze per ongeluk in stopcontacten met een andere spanning wordt gestoken.

NEMA 6-apparaten kunnen worden gebruikt voor zowel 208 V als 240 V circuits, afhankelijk van of het gebouw een driefase- of split-phase voeding heeft.

Hoogstroom-stopcontacten in deze serie zijn zeldzaam; vergrendelbare stekkers zoals L6-30 of directe bedrading zijn gebruikelijker. Niet-vergrendelbare 6-serie stekkers worden gebruikt voor grote kamer-airconditioners, commerciële keukenapparatuur en incidenteel voor thuis-booglassers (6-50).[21] De 6-50 wordt op boerderijen veel gebruikt voor silo-ontladers. De 6-50 wordt ook gebruikt voor het opladen van elektrische voertuigen, vergelijkbaar met de veelzijdige 14-50.

NEMA 7

NEMA 7-apparaten zijn drie-draads (fase-nul-aarde) connectoren met een spanning van 277 V. De 7-15 stekker heeft "crowsfoot" pinnen, maar met een U-vormige aardepin. De 7-20 versie heeft een vergroot faseblad. De 7-30 is een grotere connector met een L-vormig nulblad, en de 7-50 heeft een vergroot nulblad.

NEMA 8

NEMA 8-apparaten zijn gespecificeerd voor drie-draads, twee-polige aardende apparaten voor 480 volt. Volgens NEMA is dit "gereserveerd voor toekomstige configuraties".

NEMA 9

NEMA 9-apparaten zijn gespecificeerd voor drie-draads, twee-polige aardende apparaten voor 600 volt. Ook dit is "gereserveerd voor toekomstige configuraties".

NEMA 10

De nu verouderde NEMA 10-30 heeft een nulpin, maar geen dedicated veiligheidsaardpin. NEMA 10-connectoren waren vroeger populair in de VS voor zware apparatuur zoals elektrische drogers en keukenfurnaturen. Ze zijn inmiddels grotendeels vervangen door NEMA 14-30R en -50R.

NEMA 10's zijn geclassificeerd als 125/250 V niet-aardend (fase-fase-nul) en waren ontworpen om het frame van het apparaat indirect te aarden via de nulgeleider. Als de nulgeleider zou breken, kon het frame van het apparaat onder een gevaarlijke spanning komen te staan. Moderne praktijken vereisen een aparte veiligheidsaardgeleider.

NEMA 11

NEMA 11-apparaten zijn drie-draads, drie-polige, niet-aardende apparaten voor driefasige 250-volt systemen. Er zijn specificaties voor 20 A (11-20), 30 A (11-30) en 50 A (11-50).

NEMA 12

NEMA 12-apparaten zijn drie-draads, drie-polige, niet-aardende apparaten voor driefasige 480-volt systemen. Dit is "gereserveerd voor toekomstige configuraties".

NEMA 13

NEMA 13-apparaten zijn drie-draads, drie-polige, niet-aardende apparaten voor driefasige 600-volt systemen. Dit is "gereserveerd voor toekomstige configuraties".

NEMA 14

Dit zijn vier-pin aardende apparaten (fase–fase–nul–aarde) verkrijgbaar van 15 tot 60 A bij een spanning van 250 V. Alleen de 14-50 en 14-30 zijn in algemeen gebruik; beide kunnen worden gebruikt voor het opladen van elektrische voertuigen. De 14-30 wordt vooral gebruikt voor elektrische drogers en kookfornuizen. NEMA 14-connectoren zijn in feite de vervangers van de oudere NEMA 10-connectoren, maar dan mét een dedicated aarding.

NEMA 14-apparaten bieden twee fasen, een nul en een aarde, waardoor zowel 120 V als 240 V mogelijk is bij split-phase voeding, of 120 V en 208 V bij driefase voeding. De 14-30 heeft een L-vormig nulblad; de 14-50 heeft een recht nulblad.

NEMA 14-50 wordt veel gevonden in RV-parken voor "shore power" aansluitingen van grote recreatievoertuigen.

NEMA 15

NEMA 15-apparaten zijn drie-polige geaarde connectoren (X, Y, Z, G) tot 250 VAC. Ze zijn bedoeld voor delta-driefasecircuits met aarde en zonder nul.

NEMA 18

NEMA 18-apparaten zijn gespecificeerd voor 208/120Y drie-polige, vier-draads, niet-aardende apparaten. Ze worden als verouderd beschouwd door het ontbreken van een aardgeleider; NEMA L21 is een geschikt alternatief voor 20 en 30 ampère.

NEMA 20

NEMA 20-apparaten zijn gespecificeerd voor 347/600Y drie-polige, vier-draads, niet-aardende apparaten. Dit is "gereserveerd voor toekomstige configuraties".

NEMA 21

NEMA 21-apparaten zijn drie-polige plus nul, vijf-draads aardende apparaten voor driefase 120/208Y voedingen. Straight-blade versies zijn "gereserveerd voor toekomstige configuraties", maar er zijn wel L21-vergrendelbare versies beschikbaar.

NEMA 22

NEMA 22-apparaten zijn drie-polige plus nul, vijf-draads aardende apparaten voor driefase 277/480Y voedingen. Straight-blade versies zijn "gereserveerd voor toekomstige configuraties", maar L22-vergrendelbare versies zijn beschikbaar.

NEMA 23

NEMA 23-apparaten zijn drie-polige plus nul, vijf-draads aardende apparaten voor driefase 347/600Y voedingen. Straight-blade versies zijn "gereserveerd voor toekomstige configuraties", maar L23-vergrendelbare versies zijn beschikbaar.

NEMA TT-30

De NEMA TT-30 (TT staat voor Travel Trailer) is een 120 V 30 A standaard voor recreatievoertuigen, ook bekend als RV 30. De TT-30R stopcontacten zijn gebruikelijk in bijna alle RV-parken in de VS en Canada.

Het uiterlijk wordt soms verward met de NEMA 10 (240 V), maar de TT-30 is een 120 V apparaat. De fase- en nulbladen staan in een hoek van 45° ten opzichte van de verticale as en 90° ten opzichte van elkaar (bij NEMA 10 is dit 30° en 60°). Ook is de stekker iets kleiner dan een NEMA 10 en groter dan een gewone 5-15P.

Vergrendelbare connectoren (Twist-locking)

Vergrendelbare connectoren werden in 1938 uitgevonden door Harvey Hubbell III. "Twist-Lock" is een geregistreerde merknaam van Hubbell Incorporated, maar de term wordt generiek gebruikt voor alle NEMA-vergrendelbare connectoren. Deze gebruiken gebogen bladen die, na het insteken, worden gedraaid om in het stopcontact te vergrendelen. Dit zorgt voor een betrouwbaardere verbinding in commerciële en industriële omgevingen waar trillingen of impact een normale stekker zouden kunnen lossen.

Vergrendelbare connectoren volgen hetzelfde naamgevingsschema als straight-blade, maar met een "L" voor locking.

Een nadeel is dat bij een zeer harde ruk aan de kabel de geleiders uit de stekker kunnen worden getrokken in plaats van dat de stekker uit het stopcontact valt, wat kortsluiting kan veroorzaken. Dit wordt meestal opgelost door een robuuste trekontlasting.

ML-serie

"Midget Locking"-connectoren voor 15 A toepassingen waar een grotere vergrendelbare connector niet past.

  • ML-1: Twee polen, geen aarde, 125 V.
  • ML-2: Twee polen met aarde, 125 V.
  • ML-3: Drie polen, geen aarde (fase-nul-fase), 125/250 V.

SS-serie

"Ship-to-shore"-connectoren voor 50 A maritieme walstroomtoepassingen.

  • SS1-50: Twee polen met aarde, 125 V.
  • SS2-50: Drie polen met aarde (fase-nul-fase), 125/250 V.

NEMA L1

Enkelpolig plus nul, twee-draads, niet-aardend voor 125 V enkel-fase. Bestaat voor 15 ampère (L1-15).

NEMA L2

Twee-polig, twee-draads, niet-aardend voor 250 V enkel-fase. Bestaat voor 20 ampère (L2-20).

NEMA L3 en L4

Bedoeld voor 277 V en 600 V twee-polige niet-aardende apparaten, maar nooit gespecificeerd door NEMA.

NEMA L5

Twee-polige en geaarde vergrendelbare connectoren voor 125 V. L5-30R stopcontacten zijn gebruikelijk in jachthavens en op sommige RV's.

NEMA L6

Gespecificeerd voor maximaal 250 V. Bedoeld voor twee-polige, drie-draads circuits (fase-fase-aarde) met een nominale spanning van 208 of 240 V. Levert geen nulverbinding.

  • L6-20: Maximaal 20 ampère; veel gebruikt in Power Distribution Units (PDU's) in datacenters voor servers en UPS-systemen.
  • L6-30: Maximaal 30 ampère; gebruikt in de zware industrie, zoals voor lasmachines.

NEMA L7

Twee-polige en geaarde connectoren voor 277 V. Vaak te vinden in commerciële of industriële verlichtingscircuits (bijv. metaalhalogeenlampen).

NEMA L8

Twee-polige en geaarde connectoren voor 480 V (fase-fase-aarde).

NEMA L9

Twee-polige en geaarde connectoren voor 600 V (fase-fase-aarde).

NEMA L10

Twee-polig plus nul, drie-draads, niet-aardend voor 125/250 V enkel-fase. Verouderd vanwege het ontbreken van aarding, maar L10-20 en L10-30 zijn nog commercieel beschikbaar.

NEMA L11

Drie-polig, drie-draads, niet-aardend voor driefase 250 V. Beschikbaar in 15 A, 20 A en 30 A.

NEMA L12

Drie-polig, drie-draads, niet-aardend voor driefase 480 V. Beschikbaar in 20 A en 30 A.

NEMA L13

Drie-polig, drie-draads, niet-aardend voor driefase 600 V. Beschikbaar in 30 A.

NEMA L14

Drie-polig en geaarde connectoren voor 125/250 VAC (fase-fase-nul-aarde). Veel gebruikt bij reservegeneratoren voor woningen en in grote audiosystemen.

NEMA L15

Drie-polig en geaarde connectoren voor 250 VAC, bedoeld voor driefasecircuits.

NEMA L16

Drie-polig en geaarde connectoren voor 480 VAC, bedoeld voor driefasecircuits.

NEMA L17

Drie-polig en geaarde connectoren voor 600 VAC, bedoeld voor driefasecircuits.

NEMA L18

Vier-polige connectoren zonder aarde voor 120/208 VAC (wye driefase).

NEMA L19

Drie-polige, vier-draads, niet-aardende apparaten voor driefase 277/480 V. Beschikbaar in 20 A en 30 A.

NEMA L20

Drie-polige, vier-draads, niet-aardende apparaten voor driefase 347/600 V. Beschikbaar in 20 A en 30 A.

NEMA L21

Vier-polige en geaarde connectoren voor 120/208 V (wye driefase met nul en aarde). De middelste pin is aarde, het blad met de rechte hoek is nul. Veel gebruikt bij stroomdistributie voor live-events.

NEMA L22

Vier-polige en geaarde connectoren voor 277/480 V (wye driefase met nul en aarde).

NEMA L23

Vier-polige en geaarde connectoren voor 347/600 V (wye driefase met nul en aarde).

NEMA L24

Twee-polige en geaarde connectoren voor 347 V. Vergelijkbaar met L5 en L7, waarbij één draad nul is.

NEMA L25

Twee-polige en geaarde connectoren voor 240 V. Bedoeld voor één fase, één nul en één aarde. De aanbevolen configuratie voor IT is L25-30. Deze is gecreëerd voor grote IT-installaties die willen werken met een 240 V fase-nul configuratie (vergelijkbaar met Europese standaarden).

NEMA L26

Vier-polige en geaarde connectoren voor 240/415 V (wye driefase met nul en aarde).

Extra veiligheidsfuncties

In de loop der tijd zijn elektrische codes in de VS en Canada uitgebreid met extra veiligheidseisen voor NEMA 5-15R en 5-20R configuraties.

GFCI-stopcontacten (Ground Fault Circuit Interrupter)

Dit zijn aardlekschakelaars in de vorm van een stopcontact, voorzien van "Test" en "Reset" knoppen. GFCI-beveiliging is verplicht in vochtige ruimtes, zoals badkamers, keukens, kelders en buitenlocaties. Ze werken door het verschil tussen de stroom in de fase- en nulgeleider te meten; als dit verschil 4 tot 6 milliampère overschrijdt, wordt het circuit onderbroken.

Kinderveilige (Tamper-resistant) stopcontacten

Sinds 2008 (US) en 2009 (Canada) zijn deze verplicht in bijna alle nieuwe of gerenoveerde woningen. Ze bevatten een intern, veerbelast schuifje dat alleen opengaat als er gelijktijdig op beide zijden druk wordt uitgeoefend (zoals bij een stekker), waardoor het inbrengen van een enkel object (zoals een paperclip) wordt voorkomen.

AFCI-stopcontacten (Arc-Fault Circuit Interrupter)

AFCI-stopcontacten verminderen de gevaren van vlambogen (arcing), bijvoorbeeld door een beschadigde kabel, die mogelijk niet genoeg stroom trekken om een normale zekering te doen doorslaan. Ze zijn verplicht in diverse woonruimtes (slaapkamers, woonkamers, etc.) en in studentenkamers.

Surge-protective stopcontacten

Deze zijn ontworpen om spanningspieken en elektrische ruis te verminderen die gevoelige elektronica kunnen beschadigen. Ze zijn beschikbaar als enkele, duplex of stekkerstrips.

LCDI-snoeren (Leak-current detection and interruption)

Vanwege brandgevaar bij beschadigde snoeren van draagbare airconditioners, vereist de NEC (2017) dat deze apparaten een LCDI- of GFCI-beveiliging in het snoer hebben. Een LCDI-snoer heeft een fijn metalen gaas rond de geleiders; zodra stroom lekt naar dit gaas (bij beschadiging), wordt de stroom onderbroken.

Kleurcodering

De kleur van een apparaat identificeert standaard geen spanningsklasse. Kleuren worden vaak gekozen om bij het interieur te passen. Er zijn echter de facto standaarden in bepaalde industrieën:

  • Groene stip: "Hospital grade" (ziekenhuisgrade). Deze hebben een hogere contactspanning om te voorkomen dat stekkers van medische apparatuur losraken.
  • Oranje driehoek: Isolated Ground (IG) apparaat. De aardepin is onafhankelijk van het frame van het stopcontact verbonden met aarde. De meeste IG-stopcontacten zijn oranje.
  • Blauw: Kan duiden op ingebouwde piekbeveiliging (surge suppressors).
  • Rood: Kan duiden op een speciale aansluiting, zoals een noodstroomvoeding. In Canada moeten essentiële stopcontacten in ziekenhuizen rood zijn.

Afbreekbare tabbladen (Break-away tabs)

De meeste duplex-stopcontacten hebben metalen tabbladen die de bovenste en onderste stopcontacten verbinden. Deze kunnen worden afgebroken om beide stopcontacten op afzonderlijke circuits aan te sluiten. Dit is handig voor bijvoorbeeld een schakelbaar stopcontact voor een lamp of bij zeer zware belastingen.

Gerelateerde normen

De afmetingen en configuraties staan beschreven in ANSI/NEMA WD-6. UL Standard 498 specificeert de constructieprestaties (duurzaamheid, brandveiligheid). Voor militair gebruik is er de Federal Specification W-C-596, die verwijst naar WD-6 en UL 498 maar strengere eisen stelt.

Historie en precedenten

In de beginperiode van elektrificatie werd uitsluitend gebruikgemaakt van verlichting. Thomas Edison ontwikkelde begin jaren 1880 de "Edison screw" (de schroefdraadfitting), die de eerste de facto standaard werd. Een nadeel van schroefconnectoren was dat het snoer onvermijdelijk in de knoop raakte.

Uitvindingen van Harvey Hubbell

In 1903 vroeg Harvey Hubbell patent aan voor een adapter en stekker voor lampfittingen. In 1904 paste hij het ontwerp aan naar platte bladen. In 1912 introduceerde hij parallelle bladen voor een compacter ontwerp, en in 1915 introduceerde hij de gepolariseerde stekker. Dit ontwerp evolueerde uiteindelijk naar de NEMA 1-15.

Andere Amerikaanse fabrikanten

Naast Hubbell waren er diverse andere stekker- en stopcontactsystemen in omloop. In 1919 probeerde Hubbell ongeslachtelijk te voorkomen dat anderen zijn afmetingen kopieerden, maar uit de rechtszaak bleek dat afneembare stekkers al langer bestonden.

De oprichting van NEMA

In 1926 werd de National Electrical Manufacturers Association (NEMA) opgericht door een fusie van de Electric Power Club en de Associated Manufacturers of Electrical Supplies. NEMA bood een forum voor standaardisatie, maar pas in de jaren 40 begon de organisatie standaarden voor stekkers en stopcontacten te publiceren. Omdat NEMA een forum van fabrikanten is en geen overheidsorgaan, moesten beslissingen door alle leden worden overeengekomen, wat het proces vertraagde.