portata cavi

[IsidoroKZ]

di solito non è 1AMPERE per millimetro quadro?

TI racconto l'aspetto tecnico, quello normativo non lo so, qui abbiamo degli esperti impiantisti che potranno trattare anchq questo aspetto.

La densita` di corrente, in prima battuta, e` determinata da due fattori: la caduta di tensione lungo la linea e il massimo riscaldamento ammissibile per il cavo. Il riscaldamento dipende dal tipo di cavo (ad esempio unipolare, multipolare), da dove passa (ad esempio in aria libera o in un tubo), dalle condizioni ambientali quali la temperatura ambiente, la presenza di aria... Ci sono apposite normative con le indicazioni che si devono seguire.

[sebago]

L'aspetto normativo, del resto, coincide con l'aspetto tecnico.
La scelta della sezione di un cavo dipende da molti fattori. In primo luogo va considerato che il cavo, trasportando la corrente si riscalda per effetto Joule. Questo riscaldamento porta l'isolante di cui è rivestito ad una temperatura, chiamiamola di regime, nel momento in cui si stabilisce un equilibrio termico tra il calore prodotto all'interno del cavo e il calore dissipato nell'ambiente esterno (aria o terreno). Nella scelta della sezione occorre imporre che tale temperatura non superi un valore ritenuto ammissibile per l'isolante (fissato convenzionalmente in 70 °C per isolante in PVC e 90 °C per isolante in EPR).
Ora, la temperatura di regime dipende da una serie di condizioni, quali per esempio:
- la sezione della conduttura: ciò incide significativamente (in base alla legge di Ohm) sul valore della resistenza del cavo, dunque sul valore della potenza dissipata, dunque sul valore dell'energia termica che, nel tempo, il cavo è destinato a smaltire;
- la temperatura ambiente esterna: va da sé che a parità di altre condizioni il flusso di calore verso l'esterno è minore se la temperatura esterna è maggiore e viceversa; la temperatura esterna convenzionale è in genere fissata, nella normativa italiana (*), in 30 °C per la posa in aria;
- il tipo di ventilazione e l'areazione della conduttura, la conducibilità termica del mezzo esterno che riceve il calore prodotto dal cavo, cioè quelle che usualmente vengono chiamate condizioni di posa;
- la prossimità con altri circuiti che per parte loro emanano anch'essi calore.

Per il dimensionamento termico, tuttavia, anziché legare il valore della sezione a quello del calore e quindi della temperatura, si preferisce stabilire (perché è di più immediato uso) un legame tra la corrente e la sezione, nel senso che – poste tutte le altre condizioni – la portata è quel valore massimo di corrente che passando nel cavo fa raggiungere all’isolante la sua temperatura massima.
Questo legame è tabellato nelle norme che ho già citato (CEI UNEL 35024 per la posa in aria e CEI UNEL 35026 per la posa interrata). Nulla vieta di ricorrere alle formule di fisica tecnica sulla trasmissione del calore ma, come è ovvio, le tabelle da quelle stesse discendono, perciò è più semplice fare riferimento a valori tabellati che far uso di formule con espressioni esponenziali e contenenti parametri non sempre semplici, e tanto più che alla fine dovremo comunque scegliere una sezione di valore unificato.
Se dunque un cavo dovesse essere sempre attraversato da un valore di corrente pari alla sua portata, sarebbe assicurato che il suo isolante non verrebbe danneggiato per l’intera durata della sua vita utile (convenzionalmente fissata in 30 anni, se non vado errato).
Il che non significa che se un cavo venisse attraversato occasionalmente da un valore di corrente di poco superiore alla sua portata, si danneggerebbe irrimediabilmente: semplicemente, esso, anziché durare per la sua vita prevista durerebbe di meno.
Se invece venisse attraversato per un tempo considerevole da una corrente sensibilmente superiore alla sua portata, il suo isolante potrebbe essere irrimediabilmente danneggiato con tutte le conseguenze nefaste per l’impianto stesso e per le persone (corto circuito e incendio, giusto per dirne due).
La norma dunque fissa un valore di portata teorica in base a condizioni di posa (codificate con un numero dalla Norma CEI 64-8 tab. 52C), al tipo di cavo (unipolare o multipolare), al tipo di isolante, al numero di conduttori caricati (2 per monofase e 3 per trifase).
Tale portata teorica va poi modificata con coefficienti correttivi che tengono conto della prossimità con altri circuiti e della temperatura ambiente esterna. Nel caso di posa interrata (temperatura convenzionale del terreno: 20 °C) si aggiungono inoltre altri fattori quali la resistività termica del terreno, la profondità di posa, ecc.
Il valore così corretto viene chiamato portata effettiva del cavo. La sezione scelta deve assicurare che il suo valore di portata effettiva sia superiore al valore della corrente di impiego del circuito.

Ai miei alunni faccio un paragone che, per quanto banale possa sembrare, aiuta a comprendere: se ho una ditta di autotrasporti e devo fare un trasloco, devo utilizzare un automezzo che abbia una portata (proprio quella scritta sul libretto di circolazione, in kg) sufficiente a trasportare il carico previsto. Mutatis mutandis, il nostro carico è la corrente di impiego del circuito e il nostro automezzo è il cavo.
Il che fa anche capire che utilizzare un cavo di sezione insufficiente è come mandare un motorino per trasportare quintali di merce e – d’altra parte – utilizzare un cavo di sezione eccessiva è come utilizzare un TIR per trasportare un paio di valigie.

Finito qui? Nossignore.
L’altro problema principale su cui ci si imbatte nel dimensionamento è quello della caduta di tensione lungo la linea (che la normativa consiglia di limitare al 4% della tensione nominale).
E in più ci sarebbe da discutere sulla scelta delle protezioni del cavo contro le sovracorrenti.

Ma rileggendo il post mi accorgo che è orrendamente lungo e mi rendo conto di avere davvero esagerato.
Magari scriverò un articolo. Per ora mi sembra sufficiente.

Saluti

(*) qualche mese fa ho portato i miei alunni di 5^ a fare uno stage formativo (giusto per non fare la solita “gita scolastica puramente godereccia”) in Spagna a Valencia, presso l’Università Politecnica. Hanno seguito un corso sulla normativa spagnola in merito al dimensionamento e protezione delle linee e abbiamo notato che la temperatura di riferimento è fissata in 35 °C.

[MASSIMO-G]

il post si Sebago è lungo ma molto esplicativo, quindi parlare di densità di corrente non ha molto senso. Per vari fenomeni fisici la densità di corrente ammissibile in un conduttore tenderà a decrescere con la sezione, quindi utilizzare tale parametro per dimensionare una conduttura considerandolo un valore fisso porta a risultati completamente sballati

[Mike]

Infatti, il concetto non è la portata del rame, è indubbio che la portata del rame sia in proporzione alla sua sezione, ma della CONDUTTURA che è l'insieme di:
- conduttore (rame)
- isolamento/i
- elementi di protezione del cavo (tubazioni, canali, ecc.).