12.2.1  Portata di una conduttura (I_Z)

Secondo l’art. 21-5 delle norme CEI  64-8 si definisce portata di una conduttura (I_Z) “il massimo valore della corrente che può fluire in essa, in regime permanente ed in determinate condizioni senza che la sua temperatura superi un valore specificato”. La massima corrente che un cavo può portare è la corrente I_Z  corrispondente alla temperatura .

Dalla 12.2. si ottiene :

            (12.3)

 Si può in definitiva concludere che la portata di un cavo dipende dalla capacità dell’isolante a sopportare la temperatura, dai parametri che influiscono sulla produzione del calore, come la resistività e la sezione del conduttore, e dagli elementi che condizionano lo scambio termico tra il conduttore e l’ambiente (numero e modalità di posa dei conduttori, temperatura ambiente). La tabella CEI-UNEL 35024-1 (cavi isolati con materiale elastomerico o termoplastico) esprime le portate dei cavi  come il prodotto di tre fattori :

         (12.4)

dove :

I_Z0 = portata a 30 °C di un singolo cavo installato ;

k₁ = coefficiente di correzione per temperatura ambiente diversa da 30°C;

k₂ = coefficiente di riduzione per gruppi di cavi in fascio o strato.

·       Portata a 30 °C di un singolo cavo installato (I₀) - La portata I₀  (la tab. 12.2. riporta un esempio di portata I₀  di cavi unipolari in rame, senza guaina con isolamento in PVC o EPR per uno degli otto tipi di posa fondamentali ai fini della determinazione della portata  che sono indicati nella Tabella C della parte 5 della Norma CEI 64-8 Allegato A) di un singolo cavo varia a seconda del tipo di cavo installato (unipolare con guaina, unipolare senza guaina,  multipolare con guaina), dal numero di conduttori percorsi da corrente (caricati) nel funzionamento normale, e dalle modalità di posa. Il conduttore di protezione non è da considerare conduttore caricato, mentre il neutro, che normalmente non si considera caricato, lo diventa in presenza di armoniche. Ad influenzare la portata I₀ di un cavo concorrono anche la sezione, il numero di conduttori (circuito bipolare, tripolare) e il metodo di posa (tubo protettivo, canale, passerella, ecc..).    

Tab. 12.2 - Portata I₀ , in ampere, di singoli cavi unipolari senza guaina, isolati in PVC o EPR, posati in tubo o  incassati  nella muratura  alla temperatura ambiente di 30 ^oC

·       Coefficiente di correzione della temperatura ambiente (k₁) - Le portate I₀ vengono definite alla temperatura ambiente convenzionale di 30 °C (si considera che la temperatura possa occasionalmente raggiungere la temperatura di 35 °C).  Se la temperatura ambiente è più bassa rispetto a quella convenzionale la portata aumenta, al contrario se la temperatura aumenta la portata diminuisce (tab. 12.3).

Tab. 12.3 - Coefficiente correttivo  K₁  per  temperature ambiente diverse da 30 ^oC

·       Coefficiente di riduzione per gruppi di cavi in fascio o strato (k₂) - I cavi possono essere posati in fascio o in strato (ovviamente si tratta di cavi multipolari o unipolari appartenenti a circuiti diversi). Un fascio   è un raggruppamento di cavi non distanziati, uno strato è un  insieme di cavi affiancati o distanziati disposti orizzontalmente  o verticalmente (possono essere posati in passerella, a muro, a soffitto ecc.). Se la distanza tra i cavi posati in strato supera due volte il diametro esterno del cavo di sezione maggiore i cavi si dicono distanziati (più cavi disposti in strati sovrapposti dentro un unico contenitore ma non distanziati costituiscono un fascio di cavi). In definitiva il coefficiente di riduzione k₂ tiene conto del tipo di posa ed è applicabile a cavi aventi la stessa temperatura massima di funzionamento. In caso contrario è necessario considerare per tutto l’insieme dei cavi una portata relativa alla temperatura J_s  più bassa. Ad esempio posare assieme cavi in PVC  con cavi in EPR  significa declassare i cavi isolati in EPR a cavi in PVC in quanto non sarebbe ammissibile installare cavi in EPR, che possono raggiungere temperature di J_s=90 °C, vicino a cavi in PVC che invece sopportano una temperatura di  J_s=70 °C. Il coefficiente k₂ (alcuni coefficienti k₂ sono riportati nelle tabelle 12.4 e 12.5) si applica a gruppi di cavi  con sezioni contigue e uniformemente caricati; le sezioni devono cioè essere contenute entro tre valori adiacenti unificati come ad esempio 16, 25, 35 mm²   oppure 6, 10, 16 mm²  ecc.. . Questo porta a sotto utilizzare i cavi di grossa sezione per cui, per un migliore utilizzo dei cavi, è conveniente non mescolare nello stesso fascio cavi di sezione molto diversa.

Tab. 12.4 - Coefficiente K₂  per cavi posati in fascio

Tab. 12.5 - Coefficiente k₂ per cavi multipolari non distanziati posati in strato su passerella perforate, orizzontali sovrapposte.

Se così non fosse il progettista può calcolare la situazione ottimale (i calcoli sono piuttosto laboriosi) oppure, a favore della sicurezza,  può applicare il fattore di riduzione :

           (12.5)

dove n è il numero dei circuiti raggruppati. La Norma permette di non considerare  i cavi caricati fino al 30% della portata I_Z  mentre per i cavi non caricati alla massima portata è possibile aumentare il coefficiente K₂ a discrezione del progettista (la Norma non da indicazioni in proposito).

Fig. 12.1 - Cavi in strato : a) non distanziati ; b) distanziati ; c) in doppio strato

Fig. 12.1 - Cavi in strato : a) non distanziati ; b) distanziati ; c) in doppio strato

                                       Fig. 12.2 - Cavi in fascio : d) in canale ; e)  in tubo ;  f) su passerella perforata                                 

continua....

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