Calcolatore di sezione del cavo: mm² e AWG, protezione, cortocircuito e media tensione

Che cosa fa questo calcolatore

Sono quattro strumenti in una pagina. La scheda di bassa tensione fornisce la sezione minima di un conduttore nei due sistemi che convivono sul mercato — le sezioni metriche della IEC 60228 e le taglie americane AWG e kcmil — per rame e alluminio con isolante termoplastico (PVC, 70 °C) o termoindurente (XLPE o EPR, 90 °C). Quella di media tensione calcola la portata di cavi unipolari da 3,6/6 kV a 18/30 kV con il metodo della IEC 60287. Quella di cortocircuito ammissibile dice quanta corrente di guasto sopporta un conduttore, o quale sezione serve per un dato guasto. Quella dei metodi IEEE adatta la portata delle tabelle della IEEE 835 all’installazione reale (IEEE 399) e calcola la caduta di tensione, il cortocircuito e il tiro di posa della IEEE 525.

In bassa tensione la sezione è decisa da più condizioni che il calcolatore verifica insieme, e comanda quella che chiede più sezione:

1. il riscaldamento in servizio (portata, con temperatura, raggruppamento e terreno);
2. il coordinamento con la protezione contro i sovraccarichi;
3. la caduta di tensione lungo il circuito;
4. la sollecitazione termica in cortocircuito;
5. le armoniche che caricano il neutro.

Le condizioni da 2 a 5 sono facoltative: si attivano con la rispettiva casella. Con la sezione scelta, il calcolatore fornisce inoltre il neutro, il conduttore di protezione e la scheda IEC 60228 del conduttore.

Prima condizione: la portata

Un cavo si riscalda per effetto Joule e il suo isolante ha una temperatura massima da non superare in servizio continuo: 70 °C per il PVC e 90 °C per i polimeri reticolati. La corrente che lo porta esattamente a quella temperatura è la sua portata Iz, e dipende da come il cavo smaltisce il calore: un cavo in aria non è un cavo incassato in una parete isolante, né un cavo da solo è uno in un fascio di dodici.

La IEC 60364-5-52 tabella Iz per ogni sezione, materiale e isolante in funzione del modo di posa di riferimento, indicato con una lettera:

• A1 e A2: conduttori isolati o cavo multipolare in tubo incassato in una parete termicamente isolante. È il caso peggiore.
• B1 e B2: lo stesso, ma con il tubo a vista o in canale.
• C: cavo multipolare fissato direttamente a parete o su passerella non perforata.
• D1 e D2: cavo in tubo interrato o direttamente interrato. Qui la temperatura di riferimento è quella del terreno, 20 °C.
• E: cavo multipolare in aria libera o su passerella perforata, con aria che circola intorno.
• F: cavi unipolari a contatto in aria o su passerella perforata, a trifoglio o in piano (tabelle da B.52.10 a B.52.13, da 25 a 630 mm²).
• G: cavi unipolari distanziati di almeno un diametro, in piano orizzontale o verticale. È la posa che ammette più corrente.

I valori delle tabelle sono dati a 30 °C di temperatura ambiente (20 °C interrato), per un solo circuito e, per i cavi interrati, per un terreno da 2,5 K·m/W. Quando la realtà è diversa si applicano fattori di correzione:

• Temperatura (tabelle B.52.14 e B.52.15): da 1,22 a 10 °C fino a 0,50 a 60 °C per il PVC.
• Resistività termica del terreno (tabella B.52.16), solo in D1 e D2: un terreno umido da 1 K·m/W aumenta la portata del 18 % in tubo e del 50 % direttamente interrato; uno secco da 3 K·m/W la riduce del 4 % e del 10 %.
• Raggruppamento, con la tabella che corrisponde alla disposizione reale: B.52.17 per cavi raggruppati (riga 1: 0,80 con due circuiti, 0,70 con tre, 0,50 con nove) o a strato singolo su parete, soffitto, passerella o scala posacavi (righe da 2 a 5, più favorevoli); B.52.18 per cavi direttamente interrati in base alla loro distanza; B.52.19 per tubi interrati; B.52.20 e B.52.21 per cavi multipolari o terne di unipolari su più passerelle sovrapposte.

La condizione verificata è Ib ≤ Iz × kT × kG × kR: la corrente d’impiego non può superare la portata corretta. Quando il raggruppamento esce da quanto tabellato dalla norma — più di sei circuiti in tubi interrati, per esempio — il calcolatore lo segnala invece di estrapolare.

Il NEC 310.16 fa lo stesso con le taglie americane e tre colonne di temperatura (60, 75 e 90 °C) secondo il tipo di isolante (TW; THW/THWN/XHHW; THHN/XHHW-2). La correzione per la temperatura ambiente si calcola con la formula di 310.15(B)(1) e l’aggiustamento per più di tre conduttori attivi nella stessa canalizzazione con la tabella 310.15(C)(1). Per 14, 12 e 10 AWG la protezione è limitata a 15, 20 e 30 A anche se la tabella consentirebbe di più (240.4(D)): se si indica una protezione maggiore, il calcolatore aumenta la taglia.

Seconda condizione: la protezione contro i sovraccarichi

Un cavo che rispetta la portata deve comunque essere protetto correttamente. La IEC 60364-4-43 (433.1) impone due condizioni al dispositivo di protezione contro i sovraccarichi:

• Ib ≤ In ≤ Iz: la corrente nominale (o la regolazione) della protezione è compresa tra la corrente d’impiego e la portata del cavo.
• I2 ≤ 1,45 × Iz: la corrente che assicura l’intervento entro il tempo convenzionale, I2, non supera 1,45 volte la portata.

I2 dipende dal dispositivo: 1,45 In negli interruttori automatici modulari della IEC 60898, 1,30 Ir in quelli industriali della IEC 60947-2 e, nei fusibili gG della IEC 60269, 2,1 In fino a 4 A, 1,9 In da 4 a 16 A e 1,6 In da 16 A in su. Con un automatico modulare la seconda condizione è soddisfatta da sé; con un fusibile gG obbliga la Iz corretta del cavo a raggiungere 1,1 In.

Per esempio, 19 A trifase in tubo a vista (posa B1), rame e PVC. Con un automatico da 20 A bastano 2,5 mm² (Iz = 21 A). Con un fusibile gG da 20 A, I2 = 32 A richiede Iz ≥ 22,1 A e servono 4 mm². Il calcolatore sceglie la In normalizzata immediatamente superiore a Ib, o usa quella indicata, e cerca la sezione che rispetta entrambe le condizioni. Con conduttori in parallelo, Iz è la somma di quelle di tutti i conduttori (433.4.1). Se si attiva la protezione, il lato NEC fornisce anche il conduttore di terra delle apparecchiature della tabella 250.122.

Terza condizione: la caduta di tensione

Un conduttore lungo può restare freddo e tuttavia consegnare al carico meno tensione di quanta gli serve. La caduta si calcola con l’impedenza del conduttore alla sua temperatura di esercizio:

ΔU = k × Ib × L × (R·cos φ + X·sen φ)

con k = 2 in monofase e in corrente continua e k = √3 in trifase; R è la resistenza del conduttore per metro — la resistenza massima fissata dalla IEC 60228 per quella sezione, materiale e classe, portata a 70 °C o 90 °C — e X la reattanza, che nei cavi di bassa tensione vale circa 0,08 Ω/km e pesa solo sulle grandi sezioni con basso fattore di potenza. Il calcolatore cerca la sezione più piccola della serie IEC 60228 che mantiene ΔU sotto la percentuale ammessa della tensione nominale.

Quarta condizione: il cortocircuito

Durante un cortocircuito la corrente è così elevata e così breve che il conduttore non ha il tempo di cedere calore: tutta l’energia resta all’interno e lo riscalda. La IEC 60364-4-43 (434.5.2) impone che la protezione interrompa il guasto prima che il conduttore raggiunga la temperatura limite dell’isolante, il che si traduce nella condizione adiabatica:

k² × S² ≥ I² × t

con S la sezione in mm², I la corrente di cortocircuito e t il tempo di interruzione. La costante k dipende dal metallo e dalle temperature iniziale e finale (tabella 43A): 115 per il rame con PVC (da 70 °C a 160 °C), 143 per il rame con XLPE o EPR (da 90 °C a 250 °C), 76 e 94 per l’alluminio, e 103 e 68 in PVC oltre 300 mm², il cui limite scende a 140 °C. Il calcolatore non usa la tabella ma la formula da cui deriva, quella della IEC 60949:

k = √( Qc (β + 20) / ρ20 × ln((β + θf) / (β + θi)) )

che nel rame si riduce a 226 √ln(…) e nell’alluminio a 148 √ln(…). Così si può partire da qualsiasi temperatura iniziale, per esempio 75 °C per il lato NEC o 30 °C per un conduttore di protezione separato.

Un esempio: 20 A su una linea con 10 kA di cortocircuito presunto e 0,1 s di tempo di interruzione. Per il riscaldamento basterebbero 2,5 mm², ma il guasto chiede √(10 000² × 0,1) / 115 = 27,5 mm² in PVC: 35 mm². Con XLPE (k = 143), 22,1 mm²: 25 mm². La formula vale da 0,1 s a 5 s; sotto 0,1 s pesa l’asimmetria della corrente e va usato l’I²t lasciato passare dalla protezione, dato del costruttore, che si può inserire direttamente. Per le taglie americane si applica la stessa equazione, che è quella di ICEA P-32-382 e IEEE 525, con 150 °C di temperatura finale nei termoplastici e 250 °C in XLPE ed EPR.

Neutro, armoniche e conduttore di protezione

In un circuito trifase equilibrato e senza armoniche il neutro non porta corrente. Ma gli alimentatori switching, gli inverter e l’illuminazione elettronica generano terza armonica, che nel neutro non si annulla: si somma. Con il 33 % di terza armonica nella fase, il neutro porta tanta corrente quanto ciascuna fase, e oltre, di più. L’allegato E della IEC 60364-5-52 fornisce il fattore di riduzione per cavi a 4 e 5 conduttori con il neutro della stessa sezione:

L’esempio della norma: 39 A in cavo a quattro conduttori a parete, PVC. Senza armoniche bastano 6 mm²; con il 20 %, 39 / 0,86 = 45 A e 10 mm²; con il 40 %, il neutro porta 46,8 A e si dimensiona per 54,4 A: 10 mm²; con il 50 %, 58,5 A e 16 mm².

Il neutro ha la stessa sezione della fase nei circuiti monofase e in quelli trifase fino a 16 mm² di rame o 25 mm² di alluminio (524.2). Oltre si può ridurre, ma solo se la corrente massima prevista nel neutro, armoniche comprese, rientra nella sezione ridotta, se il neutro è protetto contro i sovraccarichi (431.2) e se non scende sotto 16 mm² Cu / 25 mm² Al (524.3). Con oltre il 10 % di armoniche non si riduce.

Il conduttore di protezione si sceglie con la tabella 54.2 della IEC 60364-5-54 — uguale alla fase fino a 16 mm², 16 mm² fino a 35 mm² e la metà oltre — oppure si calcola con la stessa equazione adiabatica del cortocircuito (543.1.2), che può dare una sezione minore. La k è diversa se il conduttore è all’interno del cavo (parte dalla temperatura di esercizio: 115 o 143 nel rame) o è un conduttore isolato separato (parte da 30 °C: 143 con PVC e 176 con XLPE nel rame).

La serie IEC 60228: sezioni, classi e resistenza

La norma europea che definisce il conduttore non è quella dell’impianto ma la IEC 60228 (CEI EN 60228 in Italia): fissa la serie delle sezioni nominali, da 0,5 a 2500 mm², e per ciascuna la resistenza massima in corrente continua a 20 °C. La sezione nominale è definita da quella resistenza, non dai millimetri: due conduttori «da 4 mm²» di costruttori diversi possono avere sezioni geometriche diverse, ma nessuno può superare 4,61 Ω/km. Per questo il calcolatore usa quella resistenza, e non la resistività generica del metallo, per la caduta di tensione.

La norma distingue quattro classi per flessibilità: la classe 1 è un filo unico (rigido, fino a 35 mm² in rame), la classe 2 è il conduttore cordato per posa fissa (il consueto nei cavi di energia, con un numero minimo di fili da 7 a 91), e le classi 5 e 6 sono i conduttori flessibili e flessibilissimi dei cavi flessibili e per macchine, che esistono solo in rame e hanno un po’ più resistenza a pari sezione. Il calcolatore chiede la classe e restituisce, accanto alla sezione consigliata, la sua resistenza massima a 20 °C e alla temperatura di esercizio, e il numero minimo di fili o il diametro massimo del filo secondo la classe.

Valori della classe 2 (rame nudo e alluminio) con la taglia americana di area uguale o superiore:

Le tabelle di portata della IEC 60364-5-52 arrivano a 300 mm² nelle pose da A a E e a 630 mm² nelle pose F e G. Oltre, il calcolatore continua a dimensionare per caduta di tensione con la serie IEC 60228 fino a 2500 mm², ma avverte che il riscaldamento non è stato verificato e che la prassi è ripartire la corrente su più conduttori per fase.

Metrico e AWG

I due sistemi non sono intercambiabili uno a uno. Nella IEC 60228 le sezioni nominali seguono una progressione da 1,5 a 300 mm² (e fino a 1000 mm² per i grandi conduttori). L’American Wire Gauge definisce diametri in progressione geometrica in cui la sezione raddoppia ogni tre taglie: 10 AWG sono 5,26 mm², 7 AWG sarebbero 10,5 mm². Sopra 4/0 AWG (107 mm²) la sezione si esprime in kcmil, migliaia di circular mil, dove 1 kcmil = 0,5067 mm².

Ciò che conta in pratica: il calcolatore risolve le due tabelle separatamente e, accanto a ogni risultato, indica l’equivalente nell’altro sistema. Che una sezione metrica «equivalga» a una taglia AWG significa solo che la sua area è uguale o maggiore; la portata resta quella della tabella pertinente.

Esempio risolto

Motore trifase a 400 V con corrente d’impiego di 63 A e cos φ = 0,85. Cavo di rame con isolante XLPE, fissato direttamente a parete (posa C), 30 °C, senza altri circuiti vicini. Lunghezza 120 m, caduta massima ammessa 3 %.

• Per portata: la tabella B.52.3 dà 71 A per 10 mm² con tre conduttori caricati, e 71 ≥ 63. Sezione minima 10 mm². Nel NEC, colonna 90 °C: 6 AWG porta 75 A.
• Per caduta di tensione: la IEC 60228 fissa per 25 mm² di rame classe 2 una resistenza massima di 0,727 Ω/km a 20 °C, che a 90 °C diventa 0,927 Ω/km. Con 10 mm² (1,83 Ω/km a 20 °C), ΔU = √3 × 63 × 120 × (0,002333 × 0,85 + 0,00008 × 0,527) = 26,5 V, cioè il 6,6 %: troppo. Con 16 mm² scende al 4,22 %; con 25 mm², al 2,72 % (10,9 V).
• Sezione consigliata: 25 mm² rame XLPE, equivalente a 3 AWG. Comanda la caduta di tensione, non il riscaldamento, come di consueto oltre i 50 o 60 m.

Se lo stesso circuito fosse in alluminio, il riscaldamento chiederebbe 16 mm² (tabella B.52.5, posa C: 76 A) e la caduta di tensione 50 mm²: con 35 mm² (0,868 Ω/km) si resta al 3,23 %, oltre il limite.

Più conduttori in parallelo per fase

Quando la corrente non sta in un solo conduttore — o quello a magazzino è più piccolo di quanto chiede il calcolo — la soluzione abituale è posare più conduttori identici in parallelo per fase. Il calcolatore lo risolve in due modi: fissando il numero di conduttori, e allora dimensiona ciascuno per Ib/n; oppure fissando la sezione disponibile, e allora dice quanti servono. In entrambi i casi il fattore di raggruppamento si ricalcola con n volte più circuiti — è per questo che due conduttori in parallelo non portano esattamente il doppio di uno — e la caduta di tensione si verifica con la corrente di ciascun ramo.

Le condizioni perché la ripartizione della corrente sia reale le fissa la IEC 60364-5-52 (523.7) e coincidono con quelle del NEC (310.10(G), che inoltre lo consente solo da 1/0 AWG): stesso materiale, stessa sezione, stessa lunghezza e stesso percorso, senza derivazioni intermedie, e una protezione comune all’insieme. Con conduttori unipolari conviene inoltre disporli in modo simmetrico (a trifoglio o alternando le fasi) perché l’impedenza di ogni ramo sia la stessa; altrimenti un ramo si prende più corrente degli altri e il calcolo non vale più. In rame, fino a 240 mm² di solito costa meno un conduttore unico che due piccoli; oltre, e sempre in alluminio di grande sezione, il parallelo è la regola.

Media tensione: il calcolo della IEC 60287

Per i cavi di media tensione non esiste una tabella di posa valida per tutto: la portata si calcola con la IEC 60287, lo stesso metodo con cui i costruttori elaborano i loro cataloghi. L’idea è un circuito termico: il calore generato nel conduttore (I²R) e nello schermo attraversa in serie l’isolamento, la guaina e il terreno o l’aria, e la somma di queste resistenze termiche fissa di quanto il conduttore si riscalda sopra l’ambiente. Con tre cavi unipolari e senza armatura:

I = √( Δθ / ( R·T1 + R·(1 + λ1)·(T3 + T4) ) )

• Δθ è la differenza tra la temperatura massima del conduttore (90 °C in XLPE ed EPR) e quella del terreno o dell’aria.
• R è la resistenza in corrente alternata a 90 °C: quella della IEC 60228 più l’effetto pelle e l’effetto di prossimità.
• T1 e T3 sono le resistenze termiche dell’isolamento e della guaina, che derivano dalla geometria del cavo: il diametro fittizio del conduttore, lo spessore di isolamento della IEC 60502-2 (5,5 mm a 12/20 kV, 8,0 mm a 18/30 kV) e gli strati semiconduttivi.
• T4 è la resistenza termica esterna: del terreno, con la sua resistività e la profondità; del tubo e dell’aria al suo interno, se il cavo è in tubo; oppure quella di dissipazione in aria per convezione e irraggiamento, che si risolve per iterazione.
• λ1 sono le perdite nello schermo in proporzione a quelle del conduttore. Con gli schermi a terra a entrambe le estremità circolano correnti indotte; con il collegamento a una sola estremità o con cross-bonding restano solo le correnti parassite.

Un esempio: cavo unipolare di alluminio da 240 mm², 12/20 kV, XLPE, schermo da 16 mm² a terra a entrambe le estremità, a trifoglio, direttamente interrato a 1 m in un terreno da 1,5 K·m/W e 25 °C. T1 = 0,327, T3 = 0,068 e T4 = 2,907 K·m/W; R = 0,161 Ω/km e λ1 = 0,013. Risultato: 347 A. Con la terna in un tubo da 160 mm, 316 A; in aria a 40 °C, 449 A; con due terne nella stessa trincea a 20 cm, 282 A ciascuna. I cataloghi dei costruttori danno 345, 320 e 455 A per lo stesso cavo e le stesse condizioni. La resistività del terreno è il dato che pesa di più: con 1 K·m/W lo stesso cavo porta 413 A e con 2,5 K·m/W, 276 A.

Il calcolatore cerca la sezione più piccola che trasporta la corrente, verifica il cortocircuito del conduttore (k = 94 nell’alluminio e 143 nel rame, da 90 °C a 250 °C) e, se si indica la lunghezza, la caduta di tensione con la reattanza reale della disposizione. Mostra inoltre la tabella delle portate di tutte le sezioni in quelle condizioni.

Metodi IEEE: correzione della portata, caduta, cortocircuito e posa

La quarta scheda raccoglie i calcoli delle guide IEEE usate nelle sottostazioni e negli impianti industriali nordamericani, e nei progetti internazionali che le adottano come riferimento.

Correzione della portata (IEEE 399, capitolo 13). Le tabelle della IEEE 835 — oltre 3000, calcolate con il metodo di Neher-McGrath — e quelle del NEC 310.60 danno la portata di un cavo in condizioni fisse: di solito 90 °C nel conduttore, 20 °C di terreno e una resistività termica (RHO) di 90 °C·cm/W, oppure 40 °C in aria. La IEEE 399 riporta questa portata di base all’installazione reale con tre fattori, I’ = I × Ft × Fth × Fg:

• Ft, per la temperatura del conduttore e dell’ambiente: Ft = √( (Tc’ − Ta’) / (Tc − Ta) × (K0 + Tc) / (K0 + Tc’) ), con K0 = 234,5 nel rame e 228,1 nell’alluminio.
• Fth, per la resistività termica del terreno, dalle tabelle da 13-5 a 13-7 (da 60 a 250 °C·cm/W, secondo la taglia e il numero di circuiti).
• Fg, per il raggruppamento, dalle tabelle 13-8 e 13-9 per banchi fino a 4 × 15 tubi con interasse da 5 in a 7,5 in, e 13-10 e 13-11 per cavi direttamente interrati.

L’esempio della norma: cavi tripolari da 15 kV e 350 kcmil, con 375 A di base, in un banco di 3 × 5 tubi, terreno da 120 °C·cm/W a 30 °C e conduttore limitato a 75 °C. Ft = 0,82, Fth = 0,90 e Fg = 0,479: 133 A. Il calcolatore riproduce questo risultato. Nelle tabelle di raggruppamento da 5 a 35 kV ci sono diversi refusi evidenti (valori che non seguono la progressione delle taglie vicine); sono stati corretti in base a quelle vicine, sempre a favore della sicurezza.

Caduta di tensione (IEEE 525, allegato C). Invece di una reattanza tipica, la IEEE 525 calcola l’impedenza del cavo: la resistenza in corrente continua con i fattori di cordatura (1,02) e di passo (1,04), la resistenza in corrente alternata con l’effetto pelle e l’effetto di prossimità, le correnti di circolazione negli schermi messi a terra a entrambe le estremità e le perdite nel tubo d’acciaio, e la reattanza con la distanza media geometrica della disposizione: X = 2πf (0,4606 log10(S’/rc) + 0,0502) µΩ/m. La caduta si ottiene con la formula approssimata ΔV = I (R cos θ + X sen θ) e con quella esatta, VS² = (VL cos θ + IR)² + (VL sen θ + IX)², che la norma raccomanda con fattori di potenza inferiori a 0,7, come all’avviamento dei motori. Con l’esempio della norma — 6 AWG di rame a 75 °C, 36 A e 2 × 38 m a 240 V — risultano 4,6 V, l'1,9 %.

Cortocircuito (IEEE 525, C.4). È l’equazione adiabatica della ICEA P-32-382 in circular mil: (I/A)² t = K log10((T2 + K0) / (T1 + K0)), con K = 0,0297 nel rame e 0,0125 nell’alluminio, e le temperature massime della tabella C.8: 250 °C in XLPE ed EPR, 200 °C in carta e gomma, 150 °C in PE e PVC. Oltre alla corrente ammissibile e alla taglia minima, il calcolatore indica la temperatura che il conduttore raggiunge con il guasto previsto. Attenzione all’edizione 2007: la sua equazione C.15b e il suo esempio usano 0,0125 — la costante dell’alluminio — per un conduttore di rame, il che sovradimensiona la sezione di oltre il 50 %. Con 0,0297 il risultato coincide con il k = 143 della IEC 60949 per rame e XLPE.

Posa in tubo (IEEE 525, allegato J). Un cavo ben dimensionato elettricamente può danneggiarsi durante la posa. Il calcolatore segue il percorso tratto per tratto: nei rettilinei il tiro cresce con T = L·w·f·c (lunghezza, peso per metro, coefficiente di attrito e fattore di correzione del peso), nelle pendenze si somma o si sottrae la componente del peso, e nelle curve si moltiplica per e^(c·f·θ). Il fattore c tiene conto dell’attrito aggiuntivo di più cavi nel tubo: 1 + 4/3 (d/(D − d))² a culla, 1/√(1 − (d/(D − d))²) a trifoglio. All’uscita di ogni curva calcola la pressione laterale sul cavo (al massimo 7300 N/m nei cavi di potenza, 4380 N/m in quelli di comando) e confronta il tiro con quello ammissibile: 70 N/mm² di conduttore di rame o di alluminio crudo, il doppio di quello di un conduttore con due o tre, e non più di 26,7 kN con testa di tiro né di 4,45 kN con calza di tiro. Lo fa nei due versi, perché tirare da un’estremità o dall’altra cambia molto il risultato, e verifica il coefficiente di riempimento del tubo e il rapporto di incastro D/d di tre cavi, che tra 2,8 e 3,0 rende probabile che si incastrino in una curva.

Con l’esempio J.4 della norma — tre cavi da 750 kcmil di alluminio in terna, 8 kg/m in totale, tubo da 5 in, f = 0,5 e un percorso di 152 m, curva di 45°, 30 m, curva di 45° e 60 m — il tiro finale è di 21,1 kN e la pressione laterale massima di 2,74 kN/m, entro i limiti; tirando dall’altra estremità, con la curva verticale di 90° del palo, la norma arriva a 37,2 kN e sconsiglia quel verso.

Comportamento al fuoco

La sezione non è l’unica cosa da scegliere: nei luoghi a maggior rischio in caso d’incendio, nelle gallerie o nelle lunghe passerelle verticali conta anche come si comporta il cavo in un incendio. La IEC 60332-1-2 prova un cavo singolo in verticale con un bruciatore da 1 kW: la fiamma non deve propagarsi oltre un limite. La IEC 60332-3 prova un fascio di cavi su una scala verticale di 3,5 m e distingue quattro categorie in base alla quantità di materiale non metallico del fascio e alla durata della fiamma: A (7 litri per metro, 40 min), B (3,5 l/m, 40 min), C (1,5 l/m, 20 min) e D (0,5 l/m, 20 min). I cavi senza alogeni aggiungono prove sui fumi (IEC 61034) e sui gas acidi (IEC 60754). Nell’Unione Europea il Regolamento Prodotti da Costruzione classifica i cavi in Aca, B1ca, B2ca, Cca, Dca, Eca e Fca. Niente di tutto ciò cambia la portata, ma condiziona quale cavo si può installare.

Che cosa questo calcolatore non fa

Non tiene conto della radiazione solare né dei regimi di carico ciclici o di emergenza, che la IEC 60287 e la IEC 60853 trattano a parte. In bassa tensione i gruppi si suppongono di cavi uguali e ugualmente caricati; per gruppi con sezioni molto diverse la norma rimanda a calcoli specifici. In media tensione risolve una sola terna in aria (i gruppi in aria si calcolano con la IEC 60287-2-2), non verifica il cortocircuito dello schermo, che dipende dal guasto a terra, e non include le perdite dielettriche, trascurabili sotto 127 kV in XLPE. Il lato NEC usa la tabella 310.16 anche per i cavi in aria, dove la 310.17 consente di più. I valori delle tabelle corrispondono all’edizione 2009 della IEC 60364-5-52 e alla tabella 310.16 del NEC; la normativa nazionale — in Italia la CEI 64-8; in Spagna il REBT con la UNE-HD 60364-5-52 in bassa tensione e la ITC-LAT 06 del RLAT in media — può imporre condizioni e valori propri. Nella scheda IEEE la portata di base si inserisce a mano — le oltre 3000 tabelle della IEEE 835 non sono riprodotte — e i fattori di raggruppamento valgono solo per le distanze della IEEE 399.

Con che cosa si verifica

La corrente reale di un circuito in servizio la misurano gli analizzatori di rete e di qualità dell’energia, che registrano anche il fattore di potenza e le armoniche che il calcolatore dà per scontati. L’impedenza dell’anello di guasto e la continuità dei conduttori installati si verificano con i misuratori multifunzione per impianti, e un conduttore che lavora oltre la sua temperatura si rivela alla termocamera molto prima che l’isolante ceda.