Dimensionamento cavi elettrici di un impianto elettrico

Per dimensionamento dei cavi elettrici si intende lo studio di una sezione in base all’intensità di corrente percorsa nell’impianto elettrico.

Per calcolare la dimensione un cavo elettrico significa stabilirne cioè la grandezza in base a quelle che sono le caratteristiche dell’intero sistema.

Cosa si intende per cavo elettrico?

Prima di calcolarne la sezione, bisogna capire che cosa si intende per cavi elettrici? Solo il conduttore o anche il rivestimento? Vediamo subito una semplice definizione per chiarire tutto.

Il cavo elettrico è un conduttore isolato o un insieme di conduttori – isolati l’un l’altro e riuniti in un unico complesso – provvisto di rivestimento protettivo. E quindi composto da:

• parte metallica: generalmente in rame, composto da uno o più fili tra loro intrecciati.
• Il conduttore è rivestito da un materiale isolante.
• Conduttore + isolamento formano l’anima del cavo.
• Un cavo può essere formato da una o più anime. Sull’insieme delle anime viene applicato un isolante, detto cintura.
• Completa il tutto la guaina esterna che va a rivestire e proteggere le guaine.

Dimensionamento cavi elettrici, i principi base

Per il calcolo della sezione dei cavi bisogna tener conto delle perdite di potenza e della caduta di tensione.

Bisogna fare in modo, cioè, che il sistema abbia il rendimento massimo e che la temperatura del conduttore non superi mai una soglia limite.

Inoltre bisogna garantire il giusto valore di tensione e potenza per gli apparecchi che dovranno essere utilizzati. Se ad esempio un elettrodomestico viene usato con valori di alimentazioni differenti da quelli specificati dal costruttore, possono sorgere gravi problemi per la sicurezza di chi lo utilizza.

In questa guida vedremo quali sono i metodi e le formule da utilizzare. Vediamo però in primo luogo, come fare un primo approssimativo dimensionamento dei cavi elettrici.

E’ buona regola…

All’interno degli impianti elettrici domestico, con una presa da 16A, non viene in genere mai utilizzato un cavo con sezione minore di 2,5 mm².

Quando si va a rifare l’impianto elettrico è buona regola sostituire i cavi vecchi con altri nuovi, verificando se è necessario aumentarne il diametro perché insufficienti.

In tal caso è opportuno contattare un elettricista qualificato. Il nostro staff è a tua disposizione per una consulenza, per domande o per un preventivo.

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Perché è importante eseguire bene il dimensionamento dei cavi elettrici

Perché i cavi, all’interno di un impianto elettrico, sono una delle voci più importanti e non ha senso sovradimensionarli. Se il cavo è troppo grande si sprecano risorse, materiali, spazio e soprattutto soldi.

Non è possibile neanche ridurli al minimo, perché quando la sezione è troppo piccola il cavo tende a riscaldarsi a tal punto da sciogliere l’isolante e il rivestimento, con un grave pericolo di corto circuito e incendio.

Per questa ragione esistono delle formule specifiche che permettono un dimensionamento preciso che va poi relazionato ai modelli esistenti in commercio.

Il metodo del bilancio termico

Ogni conduttore, percorso da corrente elettrica, tende a scaldarsi per effetto Joule fino a raggiungere una temperatura massima detta temperatura di regime. Questa viene raggiunta quando la potenza che si genera per effetto Joule uguaglia quella che si dissipa nell’ambiente circostante.

Senza entrare troppo nei dettagli tecnici e nelle formule che si trovano in tutti i manuali di elettrotecnica, per il dimensionamento dei cavi elettrici cilindrici, si può utilizzare la formula:

dove: ρ è la resistività del materiale conduttore, Δt è la differenza di temperatura tra il conduttore e l’ambiente esterno, I è l’intensità di corrente che circola sul cavo, λ è il coefficiente di conducibilità termica dell’ambiente.

In poche parole per il diametro della sezione del cavo elettrico è funzione dell’intensità di corrente, della temperatura massima che non si vuole superare e del tipo di materiale utilizzato. Gli altri valori sono delle costanti che si trovano sui manuali.

Una volta effettuato questo calcolo, bisognerà approssimare per eccesso al valore più vicino dei diametri disponibili in commercio.

Dimensionamento cavi elettrici – il metodo della massima caduta di tensione

Il calcolo in questo caso viene effettuato, per i cavi elettrici degli impianti civili, considerando accettabile una caduta di tensione non superiore al 4%.

In questo caso la formula da utilizzare è:

Nella formula per il calcolo del diametro compare la lunghezza l della linea [m], l’intensità di corrente [A], la caduta di tensione [ΔV=4%] e la resistività del materiale ρ.

Anche in questo caso bisogna rapportare il calcolo per eccesso alla dimensione prevista dai cavi elettrici in commercio.

Conclusioni

L’installazione e la scelta dei cavi elettrici deve essere fatta in maniera oculata. Risparmiare davvero non conviene, soprattutto perché si rischia di progettare un impianto non a norma.

I nostri progettisti e tecnici, invece, lavorano rilasciando sempre la dichiarazione di conformità dell’impianto elettrico, così da offrirti la massima sicurezza per un sistema che rispetta pienamente le indicazioni dettate dalla normativa.