Cavo elettrico
Da TecnoLogica.
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*la temperatura di esercizio; | *la temperatura di esercizio; | ||
*la lunghezza del cavo. | *la lunghezza del cavo. | ||
+ | Di prassi è possibile considerare che, per lunghezze dei cavi contenute (inferiori a 100 metri) l'area della sezione del conduttore è determinata dalla intensità della corrente; per cavi lunghi (superiori a 100 metri) l'area è invece determinata dalla caduta di tensione, che deve essere contenuta entro il 3% nei cavi di illuminazione, nel 5% negli altri casi, ed eccezionalmente nel 10% nel caso di forza motrice alla messa in servizio di più apparecchiature elettriche. | ||
+ | ==Determinazione della corrente nominale nel cavo== | ||
+ | Ogni cavo può sopportare un'intensità di corrente massima, oltre la quale non sussistono le garanzie di sicurezza che rendono l'impianto idoneo al suo utilizzo. In sostanza, al di sopra della corrente limite, lo strato di isolamento non è più efficace, e la linea diventa pericolosa.<br/> | ||
+ | Nelle semplici applicazioni, come nelle abitazioni e nei piccoli insediamenti, è possibile adoperare tabelle semplificate che considerano condizioni di applicazione standard (impianto sotto traccia, temperature non superiori ai 30°C, cavi in rame, isolanti in PVC): queste permettono di dimensionare rapidamente i conduttori senza essere costretti ad eseguire calcoli più lunghi.<br/> | ||
+ | In caso di ambiguità, o quando l'impianto diventa più complesso, occorre ricorrere a sistemi più impegnativi, che restano comunque di facile applicazione perché ricorrono a valori tabellati che devono moltiplicarsi tra loro. Resta inteso che occorre eseguire anche una verifica di caduta di tensione quando le lunghezze superano i 70÷80 metri. | ||
===Metodo semplificato=== | ===Metodo semplificato=== | ||
Negli impianti elettrici ordinari, per abitazioni, piccoli studi professionali, negozi, quando si verificano le seguenti condizioni: | Negli impianti elettrici ordinari, per abitazioni, piccoli studi professionali, negozi, quando si verificano le seguenti condizioni: |
Versione delle 19:06, 4 apr 2012
Dimensionamento
Il dimensionamento di un cavo elettrico dipende da una serie di fattori:
- il tipo di conduttore utilizzato (rame o alluminio);
- il tipo di isolante che riveste il conduttore (gomma comune, pvc, polietilene reticolato)
- il tipo di posa del cavo (tubi, canaline, etc.)
- il numero dei conduttori posati;
- la temperatura di esercizio;
- la lunghezza del cavo.
Di prassi è possibile considerare che, per lunghezze dei cavi contenute (inferiori a 100 metri) l'area della sezione del conduttore è determinata dalla intensità della corrente; per cavi lunghi (superiori a 100 metri) l'area è invece determinata dalla caduta di tensione, che deve essere contenuta entro il 3% nei cavi di illuminazione, nel 5% negli altri casi, ed eccezionalmente nel 10% nel caso di forza motrice alla messa in servizio di più apparecchiature elettriche.
Determinazione della corrente nominale nel cavo
Ogni cavo può sopportare un'intensità di corrente massima, oltre la quale non sussistono le garanzie di sicurezza che rendono l'impianto idoneo al suo utilizzo. In sostanza, al di sopra della corrente limite, lo strato di isolamento non è più efficace, e la linea diventa pericolosa.
Nelle semplici applicazioni, come nelle abitazioni e nei piccoli insediamenti, è possibile adoperare tabelle semplificate che considerano condizioni di applicazione standard (impianto sotto traccia, temperature non superiori ai 30°C, cavi in rame, isolanti in PVC): queste permettono di dimensionare rapidamente i conduttori senza essere costretti ad eseguire calcoli più lunghi.
In caso di ambiguità, o quando l'impianto diventa più complesso, occorre ricorrere a sistemi più impegnativi, che restano comunque di facile applicazione perché ricorrono a valori tabellati che devono moltiplicarsi tra loro. Resta inteso che occorre eseguire anche una verifica di caduta di tensione quando le lunghezze superano i 70÷80 metri.
Metodo semplificato
Negli impianti elettrici ordinari, per abitazioni, piccoli studi professionali, negozi, quando si verificano le seguenti condizioni:
- il cavo elettrico è realizzato con treccia di rame;
- l'isolante utilizzato per avvolgere la treccia è pvc;
- i cavi sono posati in tubazione o canale;
- la lunghezza del cavo è contenuta;
la massima corrente nominale Iz (A) è data dalla seguente tabella:
n° cond. | sezione del cavo (mm2) | |||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
1.5 | 2.5 | 4.0 | 6.0 | 10 | 16 | 25 | 35 | |
2 | 16.5 | 23 | 30 | 38 | 52 | 69 | 90 | 111 |
3 | 15 | 20 | 27 | 34 | 46 | 62 | 80 | 99 |
4 | 13 | 18 | 24 | 30 | 41.6 | 55 | 72 | 89 |
6 | 12 | 16 | 21 | 27 | 36 | 49 | 63 | 78 |
8 | 11 | 15 | 19.5 | 25 | 34 | 45 | 58.5 | 72 |
9 | 10.5 | 14 | 19 | 24 | 32 | 43.5 | 56 | 69 |
12 | 9.5 | 13 | 17 | 21 | 29 | 40 | 51.5 | 63.5 |
15 | 9 | 12 | 16 | 20 | 28 | 37 | 48 | 59 |
Metodo analitico
Per il calcolo della massima corrente nominale che attraversa un cavo si ricorre a quattro tabelle, tre delle quali forniscono un fattore: il prodotto di tutti i fattori determina il valore Iz in ampere.
La prima tabella identifica la posa in opera dei cavi, e restituisce un valore che viene utilizzato in una tabella successiva. Questo valore dipende dal tipo di posa in opera, dal numero di conduttori, dal tipo di conduttori (monopolari o multipolari) e dal tipo di isolante (PVC, gomma). Per linee che superano i tre conduttori si applica un fattore di riduzione reperibile nell'ultima tabella.
La prima tabella è la seguente:
Tipo di posa | Isolamento | |||
---|---|---|---|---|
PVC | Gomma | |||
n°condutt. attivi | ||||
3 | 2 | 3 | 2 | |
| 2 | 3 | 4 | 5 |
Con fissaggio diretto a parete o soffitto, ed in guide cavi, passerelle e mensole | cavi unipolari | |||
4 | 5 | 6 | 7 | |
cavi multipolari | ||||
3 | 4 | 5 | 6 | |
In canalette chiuse | 2 | 3 | 4 | 5 |
In canalette aperte | 3 | 4 | 5 | 6 |
In cunicoli aperti o ventilati | 2 | 3 | 4 | 5 |
Sospesi a fune portante | 5 | 6 | 7 | 8 |
Ricavato il numero dalla prima tabella, la seconda riporta un valore di riferimento della corrente, detto k1, funzione del diametro del cavo:
Sez. mm2 | Numero tabella 1 | ||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|
2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | |
1 | 12 | 13.5 | 15 | 17 | 19 | 21 | 23 |
1.5 | 15.5 | 17.5 | 19.5 | 22 | 24 | 27 | 29 |
2.5 | 21 | 24 | 26 | 30 | 33 | 37 | 40 |
4 | 28 | 32 | 35 | 40 | 45 | 50 | 55 |
6 | 36 | 41 | 46 | 52 | 58 | 64 | 70 |
10 | 50 | 57 | 63 | 71 | 80 | 88 | 97 |
16 | 68 | 76 | 85 | 96 | 107 | 119 | 130 |
25 | 89 | 101 | 112 | 127 | 142 | 157 | 172 |
35 | 111 | 125 | 138 | 157 | 175 | 194 | 213 |
50 | 134 | 151 | 168 | 190 | 212 | 235 | 257 |
70 | 171 | 192 | 213 | 242 | 270 | 299 | 327 |
95 | 207 | 232 | 258 | 293 | 327 | 362 | 396 |
120 | 239 | 269 | 299 | 339 | 379 | 419 | 458 |
150 | 275 | 309 | 344 | 390 | 435 | 481 | 527 |
185 | 314 | 353 | 392 | 444 | 496 | 549 | 602 |
240 | 369 | 415 | 461 | 522 | 581 | 645 | 707 |
Il valore di tensione deve essere corretto utilizzando altre due tabelle. La prima di queste fornice un fattore k2 funzione della temperatura di esercizio del cavo: maggiore è la temperatura, minore sarà la corrente ammissibile nella linea:
θ (°C) | Gomma comune | PVC | Poliet. reticol. |
---|---|---|---|
20 | 1.15 | 1.12 | 1.09 |
25 | 1.07 | 1.07 | 1.04 |
30 | 1.00 | 1.00 | 1.00 |
35 | 0.93 | 0.93 | 0.95 |
40 | 0.82 | 0.87 | 0.90 |
45 | 0.71 | 0.79 | 0.85 |
50 | 0.58 | 0.71 | 0.80 |
55 | -- | 0.61 | 0.74 |
60 | -- | 0.50 | 0.67 |
Il secondo fattore correttivo k3 è dovuto alla presenza di più cavi ravvicinati, cosa che si verifica quando questi vengono posati in tubi, passerelle, mensole e canalette. I valori cercati si distinguono in funzione della tipologia di cavo (unipolare o multipolare), per numero di conduttori o di cavi e per numero di strati orizzontali. Un cavo non è da considerarsi ravvicinato ad un altro se si trova ad una distanza almeno doppia rispetto al diametro del cavo maggiore.
Cavi unipolari | |||||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Uno strato orizzontale N° condutt. attivi | Più stati orizzontali N° conduttori attivi | ||||||||||||||||||
2 | 4 | 6 | 9 | 12 | >12 | 2 | 4 | 6 | 8 | 10 | 12 | 16 | 20 | 24 | 28 | 32 | 36 | 40 | |
1.00 | 0.82 | 0.76 | 0.70 | 0.67 | 0.62 | 1.00 | 0.80 | 0.69 | 0.62 | 0.59 | 0.55 | 0.51 | 0.48 | 0.43 | 0.41 | 0.39 | 0.38 | 0.36 | |
Cavi bipolari o tripolari | |||||||||||||||||||
Uno strato orizzontale N° dei cavi | Più stati orizzontali N° dei cavi | ||||||||||||||||||
1 | 2 | 3 | 4 | 6 | 9 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 8 | 10 | 12 | 14 | 16 | 18 | 20 | |
1.00 | 0.85 | 0.78 | 0.75 | 0.72 | 0.70 | 1.00 | 0.80 | 0.70 | 0.65 | 0.60 | 0.57 | 0.52 | 0.48 | 0.45 | 0.43 | 0.41 | 0.39 | 0.38 |
Il valore finale di corrente per un conduttore è quindi pari a:
dove k4 è pari a 1.00 se il conduttore è in rame, e 0.62 se è in alluminio.
Primo esempio
Si vuole determinare la corrente ammissibile in un cavo multipolare di sezione 240 mm2 a tre conduttori in rame con isolamento in gomma etilenpropilenica, temperatura ambiente di 40°C posata su mensola in quattro cavi raggruppati su un unico strato orizzontale. Con queste condizioni si hanno i seguenti valori:
- k1= 522 A
- k2= 0.9
- k3= 0.75
- k4= 1.00
Il valore di corrente cercato è quindi Iz=522 x 0.9 x 0.75 x 1.00 = 392 A.
Secondo esempio
Si vuole trovare la sezione minima di un cavo in alluminio tripolare con Iz=110 A, isolante in PVC posato su mensola con otto cavi su due strati orizzontali, temperatura ambiente di 40°C. Con queste condizioni si hanno i seguenti valori:
- Iz= 110 A
- k2= 0.87
- k3= 0.52
- k4= 0.67
Il valore di k1 è quindi pari a:
.
Conosciuto k1, dalla prima tabella si ricava il valore 3 in funzione della posa in opera (su mensola) e del tipo di cavo (multipolare); dalla colonna 3 della seconda tabella si verifica che la sezione minima è di 240 mm2 (per la quale il valore massimo di Iz= 415 A).
Voci correlate
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