Perché non esiste un'unica tabella di dimensionamento
Cercate una tabella di sezioni dei cavi e troverete tabelle che accostano una sezione a un valore di corrente. Quelle tabelle valgono solo per un metodo di posa, una temperatura ambiente, un tipo di isolamento e una disposizione di raggruppamento. Cambiate uno di questi elementi e cambia la risposta. Per questo questo sito non pubblica mai portate in ampere: la portata di una data sezione dipende da come il cavo è installato, e deve venire da IEC 60364-5-52, BS 7671 o NEC a seconda dei casi, applicata dall'ingegnere di progetto.
Ciò che un acquirente può fare è capire il metodo. La scelta della sezione del cavo è il maggiore di tre risultati, talvolta quattro: la sezione necessaria a portare la corrente di progetto senza surriscaldamento, la sezione necessaria a mantenere la caduta di tensione entro il limite, la sezione necessaria a sopravvivere a un cortocircuito finché il dispositivo di protezione lo interrompe e, in molte regole di cablaggio, la sezione necessaria a mantenere l'impedenza dell'anello di guasto a terra abbastanza bassa per la disconnessione automatica. Il controllo che esige il conduttore più grande fissa la sezione.
Controllo 1: portata di corrente
Il primo controllo chiede se il conduttore possa portare la corrente di progetto in servizio continuo senza che l'isolamento superi la sua temperatura massima. Quel limite dipende dall'isolamento: l'XLPE è previsto per 90 gradi C in servizio continuo e il PVC per 70 gradi C, motivo per cui un cavo in XLPE della stessa sezione di solito porta più di uno in PVC. L'articolo XLPE contro PVC copre questa differenza.
Il metodo di posa conta quanto l'isolamento. La IEC 60364-5-52 definisce metodi di posa di riferimento, come cavi in tubo in parete isolante, posati direttamente, su passerella forata, in aria libera o interrati, e dà una portata diversa per ciascuno. Fattori di correzione aggiustano poi per:
- Temperatura ambiente: una sala macchine calda o un tetto al sole riducono la portata.
- Raggruppamento: più circuiti caricati nella stessa passerella, nel stesso tubo o nella stessa trincia si scaldano a vicenda.
- Condizioni del suolo: per i cavi interrati, resistività termica del suolo e profondità di posa.
- Isolamento termico dell'edificio: cavi circondati da isolamento edilizio perdono gran parte della portata.
- Armoniche: nei cavi quadripolari, le correnti armoniche nel neutro possono richiedere una sezione maggiore.
Controllo 2: caduta di tensione
Ogni conduttore ha resistenza, quindi la corrente che lo attraversa perde tensione lungo il percorso. Sui tratti brevi è poco. Sui tratti lunghi, come feeder attraverso un sito, circuiti di pompe in campo o le stringhe in corrente continua e il raccordo in corrente alternata di un parco solare, la caduta di tensione è spesso il controllo che fissa la sezione, e il conduttore risulta più grande di quanto richiederebbe il solo controllo di corrente. Il limite viene dalle regole di cablaggio o dalla specifica di progetto, e di solito si dichiara come percentuale della tensione nominale del circuito o dell'intera installazione.
I dati di ingresso sono la lunghezza del percorso, la corrente di progetto, la resistenza del conduttore dalla IEC 60228 o dalla scheda tecnica e, per i cavi in corrente alternata maggiori, la reattanza. L'articolo sulla caduta di tensione svolge il calcolo con i valori di resistenza, senza alcuna portata in ampere.
Controllo 3: tenuta al cortocircuito
Quando si verifica un guasto, una corrente molto alta scorre finché il dispositivo di protezione non apre. In quei millisecondi o secondi il conduttore si scalda rapidamente, e non deve superare il limite di temperatura di cortocircuito del suo isolamento: 250 gradi C per l'XLPE. Il controllo, spesso chiamato verifica adiabatica, confronta l'energia lasciata passare dal dispositivo con quella che il conduttore può assorbire, e sui circuiti vicini a un grande trasformatore può spingere la sezione verso l'alto, specialmente per conduttori di terra e schermi.
Per i cavi di media tensione la stessa idea vale per lo schermo metallico, che deve portare la corrente di guasto a terra per la durata specificata. È per questo che le richieste MT hanno bisogno del livello e della durata del guasto a terra, non solo della corrente di fase; la pagina sui cavi di energia MT mostra la costruzione dello schermo a nastro di rame fornita dagli stabilimenti partner.
I dati che un acquirente dovrebbe raccogliere
Il desk non dimensiona i cavi, e non sostituisce l'ingegnere di progetto. Ma una richiesta d'offerta che porta già i dati di dimensionamento permette agli stabilimenti partner di confermare la costruzione, e un ingegnere può esaminare le sezioni rapidamente. Raccogliete i dati della tabella sotto.
| Dato | Quale controllo guida | Di solito fornito da |
|---|---|---|
| Corrente di progetto e dispositivo di protezione | Portata, cortocircuito | Progettista elettrico |
| Metodo di posa e percorso | Portata | Progettista o appaltatore |
| Temperatura ambiente o del suolo | Portata | Dati di sito |
| Numero di circuiti raggruppati | Portata | Disegni di layout |
| Lunghezza del percorso | Caduta di tensione, anello di guasto | Disegni di layout |
| Limite di caduta di tensione | Caduta di tensione | Regole di cablaggio o specifica di progetto |
| Corrente di guasto prevedibile e tempo di intervento | Cortocircuito | Distributore o studio di sistema |
| Tipo di isolamento e metallo del conduttore | Tutti i controlli | Specifica |
Uno schema di svolta del metodo
- Scegliete la costruzione: rame o alluminio, XLPE o PVC, numero di anime, armatura se interrato.
- Trovate la portata di base: dalle tabelle applicabili per il metodo di posa.
- Applicate i fattori di correzione: temperatura, raggruppamento, suolo e isolamento termico, e selezionate la più piccola sezione la cui portata corretta copre la corrente di progetto.
- Verificate la caduta di tensione: con resistenza e lunghezza; salite di sezione se il limite è superato.
- Verificate cortocircuito e guasto a terra: salite ancora se necessario.
- Registrate il ragionamento: il controllo determinante per ciascun circuito, così che le sostituzioni si possano giudicare in seguito.
Tre errori si ripetono nelle distinte che il desk esamina. Sezioni copiate da una tabella per cavi in aria libera usate per cavi in tubo o interrati in gruppo. Una sezione verificata per la corrente mai verificata per la caduta di tensione su un tratto lungo. E un progetto in rame convertito ad alluminio, o a una norma diversa, senza ripetere alcun controllo. Ciascuno produce un cavo sottodimensionato che può superare ogni prova di fabbrica, perché la fabbrica prova il conduttore sulla sua sezione nominale, non sul circuito.
La sezione finale diventa poi parte della designazione nell'ordine d'acquisto, verificata all'arrivo con la prova della resistenza del conduttore. Cambiare metallo cambia ogni passo: l'articolo rame contro alluminio spiega perché l'alluminio di solito finisce per essere più grande. Per il metodo completo leggete la guida al dimensionamento dei cavi, e quando le sezioni sono confermate, inviatele con le lunghezze dei percorsi tramite il modulo di richiesta.