A cura del prof. S. Giannitto http://www.oppo.it/calcoli/cavi/calcolo_sezione_cavo.php
Per cavo elettrico si intende indicare un conduttore uniformemente isolato oppure un insieme di più conduttori isolati, ciascuno rispetto agli altri e verso l esterno, e riuniti in un unico complesso provvisto di rivestimento protettivo.
Il cavo risulta costituito quindi da più parti e precisamente: La parte metallica (il rame o altro conduttore) destinata a condurre corrente, costituita da un filo unico o da più fili intrecciati tra di loro e il conduttore vero e proprio. Il conduttore è circondato da uno strato di materiale isolante che è formato dalla mescola di materiali opportunamente, scelti, dosati e sottoposti a trattamenti termici e tecnologici vari. L insieme del conduttore del relativo isolamento costituisce l anima del cavo.
Un cavo può essere formato da più anime. L involucro isolante applicato sull insieme delle anime è denominato cintura. La guaina, che può essere rinforzata con elementi metallici, e il rivestimento tubolare continuo avente funzione protettiva delle anime del cavo. La guaina in generale è sempre di materiale isolante. Talvolta i cavi sono dotati anche di un rivestimento protettivo avente una funzione di protezione meccanica o chimica come ad esempio una fasciatura o una armatura flessibile di tipo metallico o non metallico.
Dimensionare un conduttore significa definirne la sezione in base alla intensità della corrente che lo percorre. La sezione dipende sostanzialmente dal limite che si vuole imporre alle perdite di potenze tenendo conto della temperature da sopportare e alla caduta di tensione tenendo conto della tensione di alimentazione Si veda la seguente pagina sul web http://www.oppo.it/calcoli/cavi/calcolo_sezione_cavo.php
Qualunque sia il metodo di calcolo adottato bisognerà tenere conto poi della sezione commerciale che più si avvicina facendo riferimento a delle opportune tabelle compilate dai costruttori. Le forme commerciali più comuni sono: Conduttori per avvolgimenti in rame o alluminio nudi o verniciati a sezione circolare o a piattina Conduttori per cablaggio, utilizzati nudi o isolati, per realizzare le connessioni rigide o flessibile tra le apparecchiature contenute nei quadri elettrici Conduttori per il trasporto e la distribuzione di energia elettrica in rame o alluminio o leghe di alluminio a sezione circolari e non isolati. Conduttori per resistenze, di sezione circolare o a piattina
Un conduttore percorso da corrente si risca lda per effetto Joule e dopo un certo tempo raggiunge una temperatura che si mantiene costante detta Temperatura di regime. Questo succede quando la potenza dissipata per effetto Joule eguaglia quella ceduta all ambiente circostante: P j = P d dove P j = RI 2 = ρ (l/s)i 2 P d =λ A ΔT λ =coefficiente di conducibilità A = area di scambio del conduttore = p*l ΔT = differenza di temperatura tra conduttore e ambiente s= sezione del conduttore Eguagliando le due potenze si ha ρ I 2 /s = λ p ΔT Conoscendo la forma geometrica si può calcolare la sezione e di conseguenza il diametro del conduttore Se Pd>Pj il conduttore si raffredda Se Pd<Pj il conduttore si riscalda
Si dimostra che per conduttori cilindrici [mm] Per conduttori a piattina di lati a e b
Considerando la potenza di perdere in linea P p =nri 2 Con n= numero dei conduttori R=resistenza di un conduttore [Ω] I corrente in linea [A] In corrente continua in alternata monofase in alternata trifase I=P/V I=P/Vcosϕ I=P/( Ѵ3*Vcosϕ)
Si definiscono SOVRACORRENTI tutte quelle correnti che passano in un conduttore, di valore superiore alla sua portata. In particolare si distinguono due tipi di sovracorrenti: correnti di SOVRACCARICO correnti di CORTOCIRCUITO Le sovracorrenti sono dannose per i cavi elettrici e i loro effetti variano dall'invecchiamento precoce dell'isolante fino alla distruzione immediata dello stesso. Per proteggere i conduttori dalle sovracorrenti bisogna disporre in serie a queste delle PROTEZIONI ovvero dei dispositivi in grado di rilevarle e interromperle in modi e tempi stabiliti. La corrente di sovraccarico per un cavo è quella corrente, di entità superiore alla portata in regime permanente (eventualmente corretta), in grado, se non interrotta, di portare l isolante ad una temperatura che ne determina la diminuzione del tempo di vita (invecchiamento precoce). La corrente di cortocircuito per un cavo è quella corrente, di entità molto superiore alla portata in regime permanente, in grado, se non interrotta tempestivamente, di portare l isolante ad una temperatura che ne determina il rapido e irreparabile deterioramento.
In base al loro uso i cavi possono essere classificati in: Cavi per basse frequenze Cavi per alte frequenze o Per linee telefoniche (Copperweld,Patterson) o Per radiofrequenzeo microonde (cavi coassiali) Cavi per il trasporto di energia eletrica o Cavi per bassa tensione (V< 1000v) con isolanti termoplastici (PVC) (70 C) o vulcanizzati (90 C) o Cavi per media (1000v <V <30.000v) e alta tensione (V>30.000v) In base al tipo di isolante Cavi isolati in gomma Cavi isolati con materiale termoplastico Cavi isolati in carta impregnata In base alla resistenza al fuoco Cavi senza requisiti di resistenza al fuoco Cavi non propaganti la fiamma Cavi non propaganti l incendio Cavi non propaganti l incendio e a basso sviluppo di fumi Cavi resistenti al fuoco
Esistono anche dei segni convenzionali riguardanti i colori del rivestimento delle guaine omarrone,grigio,nero per le fasi oblu chiaro per il neutro ogiallo verde per il conduttore di terra I colori della guaina onero per cavi a bassa tensione orosso per cavi a media tensione Contrassegno IMQ (marchio di qualità)
Fare delle ricerche e riportare degli esempi (cavo H07RN-F2G1,5) http://www.latrivenetacavi.com/it/cavi_sigle_norme.aspx