Sezione Cavi Di Potenza

[manuelbe]

Buon giorno,

qualcuno di voi sa' dove poter reperire e se esiste una specifica normativa a cui dover riferirsi per sapere quanto devono essere le sezioni minime dei cavi che collegano azionamento e motore elettrico?

Vi spiego meglio: supponiamo di avere un motore Brushless sincrono con le seguenti caratteristiche:

- Coppia 0.2N/m

- Velocità 5000 rpm --> (5000*2*3.14)/60=524 rad/sec

- Corrente di stallo 0.27A

- Resistenza fase-fase=198 ohm

- Induttanza fase-fase=338 mH

Tensione alla corrente e velocità nominale 311V

L'azionamento ha 1A nominale ed è alimentato a 400V di rete

Considero due casi: a) Distanza azionamento motore senza interruzioni 5m

Distanza azionamento motore senza interruzioni 30m

SVOLGO:

Suppongo l'efficenza della linea essere del 2%

La potenza nominale al motore è 0.2N/m * 524rad/sec=105W circa

L'ipotesi del 2% mi da' un valore di 2.1W

Dalla relazione R*I^2=2.1W ottengo una R di linea pari a 30 ohm circa

La resistività del rame è 1.68*10^-8 ohm m

Sapendo che: R=((resistività)*Lunghezza)/Sezione

Ottengo:

a)S=2.8*10^-9 m^2 --> 0.0028 mm^2

B)S=1.68*10^-8 m^2 --> 0,0168 mm^2

Come si può verificare trattasi di valori molto molto distanti dalla pratica quindi dovessi

dare una giustificazione all'installazioni di sezione diverse bisognerebbe motivare....

Ecco quindi che mi aspetterei di trovare descritto da qualche parte i minimi a cui mi riferivo.

Ringrazio anticipatamente

Saluti

[Lucky67]

Supposti giusti i tuoi calcoli (non li ho verificati) non ci sono solo parametri prettamente elettrici quando si sceglie la sezione di un cavo. Devi considerare la temperatura dell'ambiente, il tipo di ambiente (se a maggior rischio di incendio o meno) il tipo di isolante dei conduttori, il tipo di posa (verticale, orizzontale, in passerella, in tubo ecc.), la contiguità con altri circuiti, la disposizione dei conduttori fra di loro (cavo con conduttori a trifoglio piuttosto che conduttori unipolari affiancati).

Ad esempio, se non ricordo male, la sezione minima per circuiti installati in luoghi a maggior rischio di incendio è 1.5 mmq. La valutazione insomma è più complessa di quello che tu hai scritto.

[manuelbe]

Ho capito e sono d'accordo con le tue considerazioni.

Vorrei però sapere, al di là dell'esattezza dei miei calcoli, volendo dare una giustificazione come si dovrebbe procedere? E' vero che in campo le cose sono ben diverse, il colpo d'occhio e l'esperienza danno sicuramente la risposta giusta ma sono interessato ad una trattazione formale; qualcuno l'ha mai fatta?

Grazie ancora

[Livio Orsini]

La regola pratica è:

1 verificare la sezione minima dei cavi in accordo con le normative in funzione dell'ambiente e della temperatura massima prevedibile.

2 verificare la possibile sussisenza di problemi dovuti a c.d.t. per linee lunghe.

3 verificare la possibilità del verificarsi di fenomeni di riflessioni sulla linea.

Da ultimo, ma non meno importante, uare sempre cavo schermato anche per la potenza.

[manuelbe]

Grazie Livio!

Al punto 1 mi parli di norme.... quali sono?

Grazie ancora

[Livio Orsini]

Sono le normative di riferimento per l'area geografica in cui andrà l'apparecchiatura: Europa, Nord America, etc.

[manuelbe]

Significa che devo andarmi a prendere tutte le norme UNI, le norme CEI.... e cercare di estrapolare il corretto procedimento da attuare per poter giungere al risultato cercato?

Penso e spero che questa ricerca l'abbia già effettuata qualcuno. Non pretendo di avere il risultato senza fare fatica ma almeno un'indicazione di quali norme consultare e poter, a ragion veduta, dire: la minima sezione da utilizzare è questa perchè.... E non: la sezione minima è questa perchè si fa' così.

Tengo a precisare che l'area geografica di mio interesse è l'Europa.

Grazie!

[Livio Orsini]

Puoi fare due cose.

La prima è consultare le normative relative all'Europa e ricavarti le tabelle delle sezioni minime.

La seconda è fare riferimento alle tebelle, che puoi trovare anche in rete, dei produttori di cavi. In genere le sezioni riportate da queste tabelle soddisfano le normative.

Comunque, se posso permettermi un consiglio, cerca di adottare sezioni leggermente maggiori di quelle minime richieste. Specie per la parte dei conduttori che passa nelle canale degli armadi, tirando le sezioni al minimo c'è il rischio di surriscaldamento con relativo degrado dell'isolante.

[ivano65]

la sezione minima fissata dalle norme per quanto riguarda l'installazione a TENSIONE DI RETE e' fissata in 1.5mmmq, INDIPENDENTEMENTE dall'amperaggio a cui viene fatta lavorare.

le sezioni inferiori vengono ammesse solo per apparecchi a bassissima tensione ( circuiti di segnalazione e comando)

[manuelbe]

Ringrazio tutti per le risposte.

Se qualcuno avesse qualcosa da precisare.... Grazie

Saluti

[manuelbe]

E' giusto che vi specifichi quale sia il modo di operare, ovviamente senza particolari giustificazioni, al momento.

Viene specificato che il conduttore sia in grado di sopportare 4A/mm2 rispetto alla corrente nominale dell'azionamento.

Quindi se ho un azionamento in grado di erogare 20A nominali otteniamo:

(20[A]) / (4[A/mm2]) = 5[mm2].

In commercio sono disponibili sezioni 1.2, 2.5, 4, 6, 10 [mm2]

Sta' al progettista decidere se considerare 4[mm2] o 6[mm2] e questa considerazione sarà dedotta da quanta corrente effettivamente ci sarà in gioco nella macchina... dimensionamento meccanico.

Saluti

[emanuele.croci]

Ciao manuelbe,

ho letto i tuoi calcoli e secondo me manca una parte.

Quando dimensioni un cavo devi verificare:

1) la caduta di tensione, cioè la capacità del cavo di prelevare alimentazione elettrica a una certa tensione e riconsegnarla più o meno alla stessa tensione.

Questa varia in base alla 2a legge di Ohm, quindi ro* L / S.

Ed è il calcolo che hai fatto tu

2) La parte che manca nei tuoi calcoli: il dimensionamento termico del cavo, cioè la sua capacità di dissipare all'esterno il calore che gli viene fornito dalla corrente elettrica (una potenza pari a R* I * I) in modo da non surriscaldarsi e fondere l'isolante.

Tale requisito è spesso più restrittivo di quello al punto 1) ed impone sezioni più grosse dei cavi.

E' in genere indipendente dalla lunghezza e varia con la sezione elevato alla 0.625 (almeno a me hanno insegnato così ...la resistenza varia con S elevato alla 1 la dissipazione con S elevato alla 0.5, credo sia una media fra i 2).

Lo trovi anche in varie tabelle oppure viene semplificato come 4A/mm2.

Varia molto in base alle condizioni di posa/ambientali: un cavo singolo steso all'aperto in Siberia dissiperà molto meglio di un cavo stipato insieme a 50 altri dentro a una canala metallica nel deserto del Sahara....

comunque queste tabelle le trovi anche nella EN60204.

Ciao,

Emanuele

[Livio Orsini]

4A/mm^2 l'ho sempre considerato un valore limite. In altri termini si potrebbe adottare se, e solo se, il condttore fosse in aria libera con temperatura ambiente di 25C e per correnti <25A.

Poi se la sezione teorica è 5mm^2 e le sezioni commerciali sono 4mm^2 o 6mm^2, la scelta non si pone: si adotta sempre la sezione maggiore od uguale a quella teorica.

Per il resto non posso che sottoscrivere il post di Emanule Croci

[valerio71]

I colleghi hanno detto praticamente tutto quanto si fa in fase progettuale pura, mi permetto di aggiungerre in sede di verifica dei calcoli (perchè io di solito finito tutto il trambusto dei calcili procedo poi con calma ad una verifica che tutto torni)di assicurarti che l' I^2t sopportabile dal cavo che vai ad installare non sia inferiore a quello dell'interruttore a monte o a valle. Questo parametro è in parole povere l'energia specifica passante, ovvero quanti energia lascia passare (lato interruttore) e quante il cavo ne può sopportare senza superare i limiti termici, da notare che questo parametro permette di tenere conto anche delle condizioni di corto sulla linea. Questa del corto è una condizione che spesso si trascura ma se a seguito di infausto evento un perito vi controlla il progetto e non trova traccia di quanto sopra potrebbero insorgere grossi problemi per il progettista.

buon lavoro a tutti

[manuelbe]

Grazie a tutti per le informazioni

Saluti

[panrob]

sulle norme CEI 64-8 trovi il metodo di calcolo.

Esistono sw di calcolo gratuiti che puoi richiedere ad ABB o Ticino.