Il corretto dimensionamento della sezione dei cavi è un passaggio cruciale nella progettazione o nel rinnovo di un impianto elettrico. Questo aspetto è strettamente legato all'efficienza, all'impatto ambientale e, soprattutto, alla sicurezza degli utenti e del bene che ospita l'impianto. Una progettazione accurata permette di prevenire guasti, ridurre i costi di manutenzione e garantire la conformità alle normative vigenti.
Normativa di riferimento: la Norma CEI 64-8
La norma di riferimento principale per la progettazione degli impianti elettrici a bassa tensione è la Norma CEI 64-8, intitolata “Impianti elettrici utilizzatori a tensione nominale non superiore a 1000 V in corrente alternata e a 1500 V in corrente continua”. Tale norma fornisce le indicazioni necessarie per il dimensionamento dei cavi sia in ambito civile (monofase 230 V) che industriale (trifase 400 V).
Le variabili fondamentali che la norma impone di considerare per determinare la sezione minima sono:
- Tipo di linea o circuito;
- Grado massimo di protezione;
- Valore nominale dell'interruttore di protezione;
- Lunghezza del cavo e relativa caduta di tensione.
Metodi di calcolo per la sezione dei cavi
Il dimensionamento avviene solitamente attraverso l'applicazione complementare di due metodi:
- Metodo della portata: si basa sulla corrente massima tollerata dal cavo (Iz) in relazione alle condizioni di posa, assicurando che la corrente di impiego (Ib) sia inferiore o uguale alla portata del cavo corretta (Ib ≤ In ≤ Iz).
- Metodo della massima caduta di tensione ammissibile: verifica che la caduta di tensione lungo la linea non superi i limiti raccomandati (solitamente il 2-4% in base alla tipologia di impianto) per garantire il corretto funzionamento degli apparecchi.
Per il calcolo teorico, laddove non si utilizzino software specifici, si può ricorrere alla formula:
S = (ρ × 2L × P) / (ΔmaxU × U)
Dove S è la sezione in mm², ρ la resistività del rame (0,0179 Ω·mm²/m a 20°C), L la lunghezza, P la potenza in W e ΔmaxU la perdita di tensione massima ammessa.
Benefici di un corretto dimensionamento
Scegliere una sezione del cavo superiore al minimo normativo offre vantaggi significativi:
- Minori perdite di energia: un cavo più ampio riduce la resistenza interna e le perdite durante il trasporto.
- Riduzione del surriscaldamento: una sezione adeguata limita l'effetto Joule, diminuendo il rischio di incendi.
- Efficienza energetica: ottimizzazione del consumo di energia e riduzione dei costi operativi nel lungo periodo.
Come si calcola la sezione dei cavi elettrici
Considerazioni sulla posa e condizioni ambientali
La capacità di portata di un cavo non dipende solo dalla sezione, ma anche dalle modalità di installazione:
| Modalità di posa | Fattore critico |
|---|---|
| In canalina | Ridotta capacità di raffreddamento e necessità di coefficienti di derating. |
| Interrata | Il terreno agisce da dissipatore, ma l'umidità richiede protezioni specifiche. |
| Aerea | Esposizione all'irraggiamento solare che può influenzare la temperatura. |
È essenziale prestare attenzione al coefficiente di stipamento nei tubi protettivi, che deve essere almeno 1,3 volte il diametro del fascio di cavi, e limitare il numero di curve per evitare surriscaldamenti localizzati.
Sicurezza e conformità: l'importanza del montante
Particolare attenzione va posta al montante dell'impianto, che deve essere idoneo a una potenza di almeno 6 kW. È consigliabile sovradimensionare leggermente il montante negli edifici di nuova costruzione per consentire futuri incrementi di potenza senza dover intervenire in modo invasivo sull'infrastruttura esistente.