Cavo elettrico

Da TecnoLogica.

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__TOC__
__TOC__
 +
==Descrizione==
 +
(''da compilare'')
==Dimensionamento==
==Dimensionamento==
Il dimensionamento di un cavo elettrico dipende da una serie di fattori:
Il dimensionamento di un cavo elettrico dipende da una serie di fattori:
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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.
+
Di prassi è possibile considerare che, per lunghezze dei cavi contenute (inferiori a 100 metri) l'area della sezione del conduttore è determinata dalla [[portata elettrica di un conduttore|portata]] del suo conduttore; per cavi lunghi (superiori a 100 metri) l'area è invece determinata dalla [[Caduta di tensione elettrica|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.<br/>
-
==Determinazione della corrente nominale nel cavo==
+
In generale, per impianti domestici o assimilabili<ref>Per questi impianti valgono le seguenti condizioni:
-
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/>
+
*impianto sotto traccia in tubazioni, con un numero massimo di 5/6 cavi monofase (o un numero di conduttori equivalenti per cavi bifase);
-
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/>
+
*cavi con conduttori in rame e rivestimento in PVC;
-
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.
+
*temperature di esercizio intorno ai 30°C
-
===Metodo semplificato===
+
*tensione di 220 V e potenza massima di 3500 W
-
Negli impianti elettrici ordinari, per abitazioni, piccoli studi professionali, negozi, quando si verificano le seguenti condizioni:
+
*portata nominale di 10 A per l'impianto di illuminamento e di 16 A per quello prese e forza motrice.</ref>, le sezioni del conduttore (in rame) da utilizzarsi sono:
-
*il cavo elettrico è realizzato con treccia di rame;
+
*4 mm<sup>2</sup> per i conduttori che dal contatore si allacciano al quadro elettrico di sezionamento;
-
*l'isolante utilizzato per avvolgere la treccia è pvc;
+
*2.5 mm<sup>2</sup> per i conduttori dell'impianto prese e forza motrice (16 A);
-
*i cavi sono posati in tubazione o canale;
+
*1.5 mm<sup>2</sup> per i conduttori dell'impianto di illuminamento (10 A).
-
*la lunghezza del cavo è contenuta;
+
In caso di ambiguità o difformità dalle condizioni standard sarà necessario procedere al dimensionamento analitico della sezione del conduttore.
-
la massima corrente nominale '''''I<sub>z</sub>''''' ([[ampere|A]]) è data dalla seguente tabella:
+
-
{|class="wikitable"  style="text-align: center"
+
-
!colspan="1" rowspan="2" |n° cond.
+
-
!colspan="8" rowspan="1" |sezione del cavo (mm<sup>2</sup>)
+
-
|-
+
-
!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 '''''I<sub>z</sub>''''' in [[ampere]].<br/>
+
-
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.<br/>
+
-
La prima tabella è la seguente:
+
-
{|class="wikitable"
+
-
!colspan="1" rowspan="4" | Tipo di posa
+
-
!colspan="4" rowspan="1" | Isolamento
+
-
|-
+
-
!colspan="2" rowspan="1" | PVC
+
-
!colspan="2" rowspan="1" | Gomma
+
-
|-
+
-
!colspan="4" rowspan="1" | <small>n°condutt. attivi</small>
+
-
|-
+
-
!3!!2!!3!!2
+
-
|-
+
-
|
+
-
*Tubi in vista
+
-
*Tubi incassati
+
-
*In modanature, zoccoli, stipiti
+
-
|2 || 3|| 4|| 5
+
-
|-
+
-
|colspan="1" rowspan="4"|Con fissaggio diretto a parete o soffitto,<br/>ed in guide cavi, passerelle e mensole
+
-
|colspan="4" rowspan="1"|<small>cavi unipolari</small>
+
-
|-
+
-
|4||5||6||7
+
-
|-
+
-
|colspan="4" rowspan="1"|<small>cavi multipolari</small>
+
-
|-
+
-
|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 '''k<sub>1</sub>''', funzione del diametro del cavo:
+
-
{|class="wikitable" style="text-align: center"
+
-
!colspan="1" rowspan="2"|Sez.<br/>mm<sup>2</sup>
+
-
!colspan="7" rowspan="1"|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 '''k<sub>2</sub>''' funzione della temperatura di esercizio del cavo: maggiore è la temperatura, minore sarà la corrente ammissibile nella linea:
+
-
{|class="wikitable" style="text-align: center"
+
-
!θ<br/>(°C)!!Gomma<br/>comune!!PVC!!Poliet.<br/>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 '''k<sub>3</sub>''' 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.
+
-
{|class="wikitable" style="text-align: center"
+
-
! colspan="20" rowspan="1" | Cavi unipolari
+
-
|-
+
-
! colspan="6" rowspan="1" | Uno strato orizzontale<br/>N° condutt. attivi
+
-
! colspan="14" rowspan="1" | Più stati orizzontali<br/>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
+
-
|-
+
-
! colspan="20" rowspan="1" | Cavi bipolari o tripolari
+
-
|-
+
-
! colspan="6" rowspan="1" | Uno strato orizzontale<br/>N° dei cavi
+
-
! colspan="14" rowspan="1" | Più stati orizzontali<br/>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:
+
-
 
+
-
<math>I_z=k_1 k_2 k_3 k_4</math>
+
-
 
+
-
dove '''k<sub>4</sub>''' 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 mm<sup>2</sup> 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:
+
-
*'''k<sub>1</sub>'''= 522 A
+
-
*'''k<sub>2</sub>'''= 0.9
+
-
*'''k<sub>3</sub>'''= 0.75
+
-
*'''k<sub>4</sub>'''= 1.00
+
-
Il valore di corrente cercato è quindi '''I<sub>z</sub>'''=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 '''I<sub>z</sub>'''=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:
+
-
*'''I<sub>z</sub>'''= 110 A
+
-
*'''k<sub>2</sub>'''= 0.87
+
-
*'''k<sub>3</sub>'''= 0.52
+
-
*'''k<sub>4</sub>'''= 0.67
+
-
Il valore di '''k<sub>1</sub>''' è quindi pari a:
+
-
 
+
-
<math>k_1 = \frac{I_z}{k_2 k_3 k_4} = \frac{110}{0.87 \times 0.52 \times 0.67} = 392 A </math>.
+
-
 
+
-
Conosciuto '''k<sub>1</sub>''', 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 mm<sup>2</sup> (per la quale il valore massimo di '''I<sub>z</sub>'''= 415 A).
+
-
==Determinazione della caduta di tensione==
+
-
Per determinare la [[caduta di tensione]] all'interno di un conduttore devono essere noti:
+
-
*la sezione del conduttore;
+
-
*la tipologia di cavo (mono, bi o tripolare);
+
-
*la lunghezza del cavo;
+
-
*il tipo di corrente (continua o alternata);
+
-
*il [[fattore di potenza]] cos''φ'' (pari a 1 per la corrente continua, a 0.9 per quella alternata).
+
-
In funzione della sezione del conduttore e del fattore di potenza si determina il valore della ''caduta di tensione unitaria'' '''u''', misurata in millivolt al metro ampere (mV/m A) grazie alla seguente tabella (redatta anche per il fattore di potenza 0.8):
+
-
{|class="wikitable" style="text-align: center"
+
-
! colspan="1" rowspan="2" | Sezione
+
-
! colspan="6" rowspan="1" | Cavi unipolari
+
-
! colspan="3" rowspan="1! | Cavi bipolari
+
-
! colspan="3" rowspan="1! | Cavi tripolari
+
-
|-
+
-
!cos''φ''=1!!cos''φ''=0.9!!cos''φ''=0.8!!cos''φ''=1!!cos''φ''=0.9!!cos''φ''=0.8!!cos''φ''=1!!cos''φ''=0.9!!cos''φ''=0.8!!cos''φ''=1!!cos''φ''=0.9!!cos''φ''=0.8
+
-
|-
+
-
|1||44,2||39,9||35,6||38,3||34,6||30,8||45||40,6||36,1||39||35,2||31,3
+
-
|-
+
-
|1,5||29,7||26,8||23,9||25,7||23,2||20,7||30,2||27,3||24,3||26,1||23,6||21
+
-
|-
+
-
|2,5||17,8||16,2||14,4||15,4||14||12,5||18,2||16,4||14,7||15,7||14,2||12,7
+
-
|-
+
-
|4||11,1||10,2||9,08||9,65||8,8||7,87||11,4||10,3||9,21||9,85||8,93||7,98
+
-
|-
+
-
|6||7,41||6,8||6,1||6,42||5,89||5,28||7,56||6,89||6,16||6,54||5,96||5,34
+
-
|-
+
-
|10||4,47||4,14||3,72||3,87||3,58||3,22||4,55||4,16||3,73||3,94||3,6||3,24
+
-
|}
+
-
(''da completare'')
+
==Voci correlate==
==Voci correlate==
 +
*[[Caduta di tensione elettrica]]
 +
*[[Conduttore elettrico]]
*[[Impianto elettrico]]
*[[Impianto elettrico]]
 +
*[[Portata elettrica di un conduttore]]
 +
==Note==
 +
<references/>
[[Category:Progettazione]]
[[Category:Progettazione]]
{{Footer}}
{{Footer}}

Versione delle 10:46, 5 apr 2012

Indice

Descrizione

(da compilare)

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 portata del suo conduttore; 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.
In generale, per impianti domestici o assimilabili[1], le sezioni del conduttore (in rame) da utilizzarsi sono:

  • 4 mm2 per i conduttori che dal contatore si allacciano al quadro elettrico di sezionamento;
  • 2.5 mm2 per i conduttori dell'impianto prese e forza motrice (16 A);
  • 1.5 mm2 per i conduttori dell'impianto di illuminamento (10 A).

In caso di ambiguità o difformità dalle condizioni standard sarà necessario procedere al dimensionamento analitico della sezione del conduttore.

Voci correlate

Note

  1. ↑ Per questi impianti valgono le seguenti condizioni:
    • impianto sotto traccia in tubazioni, con un numero massimo di 5/6 cavi monofase (o un numero di conduttori equivalenti per cavi bifase);
    • cavi con conduttori in rame e rivestimento in PVC;
    • temperature di esercizio intorno ai 30°C
    • tensione di 220 V e potenza massima di 3500 W
    • portata nominale di 10 A per l'impianto di illuminamento e di 16 A per quello prese e forza motrice.
La consultazione di TecnoLogica è preordinata alla lettura delle avvertenze

Ogni contributore è responsabile dei propri inserimenti.
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