I cavi di alimentazione

di Marco Mocellin

Eccoci ancora una volta a parlare cavi, argomento che sembra non dover finire mai…

Questa volta però, prima di entrare nel vivo della puntata odierna, vorrei fare un ringraziamento a Giuseppe Porcelli, nostro assiduo lettore, che mi ha segnalato l’esigenza di un articolo con alcune informazioni concrete sulla scelta dei cavi per i service.

A dire il vero non devo ringraziarlo solo per la segnalazione ma anche per la pazienza, perché non è la prima volta che mi scrive e quando mi scrive continua ad essere gentile e disponibile: confesso che io stesso, nei suoi panni, sarei già passato alle vie di fatto …

Avete notato che inizio a fare nome e cognome di chi mi scrive? Beh, se avete paura non scrivete, perché rischiate la pubblica gogna!

Allora, detto questo, torniamo alle questioni principali. Vi farebbe piacere una tabella con da una parte le potenze elettriche e dall’altra la sezione di cavo da usare?

Magari anche una tabella con il numero massimo di metri di cavo che potete percorrere in funzione delle potenze, sezioni e cadute di tensione? Beh, provate a leggere, magari questa volta ci siamo.

Iniziamo con il dire subito una cosa: sapete tutti che le norme impongono una sezione minima per i cavi di energia, in funzione della potenza degli apparecchi ed in deroga assoluta a qualsiasi calcolo; bene, ecco questi limiti:

- 0,1 mm2 per circuiti ad installazione fissa destinati ad apparecchiature elettroniche;

- 0,5 mm2 per circuiti di segnalazione e telecomando;

- 1,5 mm2 per illuminazione di base, derivazione per prese a spina per apparecchi con potenza unitaria non superiore a 2,2 kW;

- 2,5 mm2 per utilizzatori con potenza unitaria compresa tra 2,2 e 3,6 kW;

- 4 mm2 per montanti singoli e linee che alimentano singoli apparecchi utilizzatori con potenza nominale superiore a 3,6 kW.

Quindi partiamo dal presupposto che mai potrete usare un cavo di sezione inferiore a 2,5 mmq per un apparecchio con spina CEE da 16 Ampere, poiché rientra automaticamente nella fascia di potenza tra 2,2 e 3,6 kW.

Se la potenza della vostra installazione è maggiore, sarà necessario utilizzare cavi di sezione ben più elevata, tipicamente terminati con presa volante o spina (tri o monofase) fino a 63 o 125 Ampere.

I metodi per dimensionare le condutture sono diversi, uno termico, basato sulla massima dissipazione di calore consentita dal cavo senza danneggiamento dell’isolante, ed uno basato sulla caduta di tensione massima ammessa, dato che i service, di solito, hanno esigenze di qualità nel livello di tensione da garantire all’utenza, preferiremo sempre basarci sulle cadute di tensione massime ammesse. Indipendentemente dalle richieste normative noi faremo i calcoli successivi basandoci sulla caduta massima del 2%; questo permette di non considerare le resistenze aggiuntive delle connessioni e di non rendere troppo critici i casi in cui la tensione di fornitura all’impianto sia già troppo bassa in partenza.

Nelle tabelle che seguono trovate la caduta di tensione per 100 metri di cavo di varia sezione, calcolata per due valori di fattore di potenza: 0,8 e 0,9.

Attenzione: le cadute riportate sono quelle del singolo conduttore, quindi se la linea è monofase dovete moltiplicare per due; se è trifase, il valore che leggerete sarà la caduta per fase, cioè già il valore di caduta.

Così con una tabella abbia preso più piccioni…

Tabella 1 – Caduta di tensione percentuale Cosfi 0.8 – 100 metri

Tabella 2 – Caduta di tensione percentuale Cosfì 0,9 – 100 metri

Ora, direte voi, ci risiamo, ha piazzato l’ennesima tabella lasciando a noi l’onere di fare i conti. Per farvi contenti ho aggiunto anche la tabella che trovate sotto: contiene in maniera approssimata le principali tipologie di condutture utilizzate nel mondo dello spettacolo, con le cadute di tensione relative e la lunghezza massima per rientrare nella caduta fissata del 2 %.

Tabella 3

Potete notare come le lunghezze massime siano piuttosto ridotte, infatti spesso, nella pratica, si deroga da questi valori confidando sul fatto che il reale carico sul cavo non è quello indicato, cioè non è pari al nominale ma molto inferiore.

In effetti, soprattutto nel campo dell’audio, spesso questo è vero, diverso è il ragionamento per le luci, dove i carichi sono sempre piuttosto elevati, soprattutto con le normali lampade ad incandescenza.

Per completezza riporto la Tabella 4, in cui ho calcolato il variare della lunghezza massima dei cavi al variare della potenza realmente trasportata. Ho fatto il conto solo nel caso delle sezioni piccole, infatti per le grandi sezioni preferirei che si evitassero “sconti” autoapplicati senza criterio, anche perché in tutti questi ragionamenti abbiamo escluso a priori eventuali verifiche sulle protezioni e sulla tenuta al corto circuito delle linee. I calcoli sono sempre riferiti all’ipotesi di una caduta di tensione massima del 2% a fine linea.

Tabella 4

I più attenti, analizzando i dati, avranno notato che la lunghezza massima di linea nel caso trifase è praticamente il doppio del monofase, a parità di altri parametri, e che la potenza trasportata è quasi il triplo.

Questa è la spiegazione della diffusione universale del sistema trifase: è quello che ha il minor numero di conduttori per ottenere il miglior risultato di trasporto di potenza e riduzione delle perdite in linea.

Spero che le tabelle vi siano state utili, in definitiva permettono di dimensionare i normali cavi per le attività del service. Vi segnalo anche che in rete esistono parecchi calcolatori per sezioni, più o meno validi, ma comunque utili per verifiche “al volo” di casi limite. Ad esempio allestimenti particolari o cavi con lunghezze al di fuori del normale.