Portata elettrica di un conduttore

Da TecnoLogica.

Descrizione

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.

Calcolo

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 I_z (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 I_z 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
Tubi in vista Tubi incassati In modanature, zoccoli, stipiti	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 I_z=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_z=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_z= 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 I_z= 415 A).

Voci correlate

• Cavo elettrico

La consultazione di TecnoLogica è preordinata alla lettura delle avvertenze Ogni contributore è responsabile dei propri inserimenti. Il progetto è opera di Luca Buoninconti © 2011-2024.