Post by ugoCon 13 euro si acquista un libro sulle verifiche di terra che molti
conosciamo. Con 35 euro un libro di 710 (settecentodieci) pagine sui
fondamenti di impianti elettrici civili e industriali. Ma dov'� il
paragone? DOV'� IL PARAGONE? Fammi il piacere!!!
Un tale Daniele Orlandi mi ha scritto in un thread in it.hobby.elettronica
questa tabella CEI per le portate dei cavi:
Densità
1.5 mm^2 14 A
2.5 mm^2 18.5 A
4 mm^2 25 A
6 mm^2 32 A
10 mm^2 43 A
16 mm^2 57 A
25 mm^2 75 A
35 mm^2 92 A
La discussione era nata dal fatto che suggerivo di limitare la densita' di
corrente a 3 A/mm2 ove l'argomento era scegliere tra un cavo da 1,5 mm2 ed
un cavo da 2,5 mm2. Orlandi sosteneva che oltre che sbagliato (perche'
riteneva che applicassi la formula empirica anche per cavi di alta
tensione), uno spreco economico (con tanto di causa da parte del
cliente ...), perche' avrebbe portato a calcolare un valore di SOLI 4,5 A
per il 1,5 mm2 contro i 14 A della tabella CEI.
Supponiamo che la tabella sia vera (non ho intenzione di sprecare soldi per
comperarla, i motivi saranno evidenti piu' avanti.
Ebbene, cosa potremo invece scoprire sulle portate dei cavi leggendo un
libro sugli impianti elettrici da 35 euro ?
Che per calcolare la portata di un cavo abbiamo alcuni criteri da prendere
in considerazione, criteri che possono essere di molto interesse per il
cliente. Prendiamone' due:
a) che la potenza dissipata lungo i cavi non superi una certa frazione della
potenza fornita (per motivi di efficienza)
b) che la caduta di tensione lungo i cavi non superi una certa percentuale
(il piu' critico e' un motivo di confort)
Prendiamo l'applicazione della discussione. Si trattava di una idropulitrice
da 2700W e si voleva un cavo di 15 m.
Perche' tutti possano seguire i ragionamenti, consideriamo come se avessimo
corrente continua (ma i risultati sono paragonabili usando le formule per
la corrente alternata).
Criterio a) la potenza dissipata in linea e' pari a:
Pcavo = Rcavo x Icarico x Icarico
La corrente che passa per la linea si ottiene dalla:
Icarico = Pcarico / V
E unendo le due formule abbiamo:
Pcavo = Rcavo x (Pcarico / V ) x (Pcarico / V)
dove la doppia moltiplicazione sta al posto della elevazione a potenza di 2
Indichiamo con la lettera Dmax il coefficiente di massima dissipazione che
vogliamo avere, allora deve essere:
Pcavo <= Dmax x Pcarico
dove "<=" si legge minore o uguale. Consideriamo il caso limite (cioe' =) e
sostituiamo il valore di Pcavo e cosi' abbiamo:
Rcavo x (Pcarico / V ) x (Pcarico / V) = Dmax x Pcarico
cioe':
Rcavo x Pcarico / V ^ 2 = Dmax
Vediamo la relazione tra Rcavo e sezione del cavo Scavo:
Rcavo = Ro x L / Scavo
ove Ro e' la resistivita' o resistenza specifica del materiale (per il rame
Ro = 0,016 ohm x mm2 / m a 15 gradiC con un'aumento del 0,4% per ogni grado
di temperatura in piu')
Nel nostro caso diventa:
Rcavo = 0,016 x 15 / Scavo
Sostituendo la Rcavo abbiamo:
0,016 x 15 x Pcarico / (Scavo x V x V) = Dmax
da cui ricaviamo la sezione con:
Scavo = 0,016 x 15 x Pcarico / (Dmax x V x V)
prendiamo V = 220 e semplifichiamo:
Scavo = 0,1339 / Dmax
valida per un cavo di 15 metri. A questo punto non ci resta che scegliere
Dmaz. Prendiamo il 5%, si ha:
Scavo = 0,1339 / 0,05 = 2,678 mm2
e se vogliamo solo 1% (se ad esempio la corrente costasse 1 euro al kWh):
Scavo = 0,1339 / 0,01 = 13,39 mm2
ed io dovrei spendere una barca di soldi per avere un valore consigliato di
1,5 mm2 delle tabelle CEI ? Anche se i calcoli andrebbero leggermente
modificati dovendo considerare che la corrente e' alternata, preferisco
stendere un velo pietoso sui criteri CEI.
Con questo discorso mi rivolgo anche a coloro che si preoccupano tanto di
spegnere tutto quando escono, compreso i timer e le preaccensioni per i
telecomandi, etc. etc. Si sono mai domandati se sprecano molto di piu' a
causa di un'impianto cavi sottodimensionato perche' posato da
un'elettricista seguende le tabelle CEI invece di leggersi un molto piu'
economico libro di impianti elettrici ?
Ma continuiamo a girare il coltello nella piaga. Vediamo il secondo
criterio. Quello di evitare troppa caduta di tensione e' anche legata al
confort per il cliente. Infatti troppa caduta di tensione e' legata anche
ad una maggiore tendenza delle fonti luminose a variare piu' o meno
bruscamente quando si inseriscono carichi "forti", ad esempio la lavatrice,
la lavastoviglie o il ferro da stiro. Penso che sicuramente sia fastidioso
se ogni volta che il fero da stiro "attacca", le luci subiscano un calo.
Ora e' vero che le luci in genere sono collegate ad un circuito separato, ma
questo puo' non valere per piantane collegate alle spine di rete.
Criterio b) sempre ragionando in corrente continua, la caduta di tensione
lungo il cavo e':
Vcavo = Rcavo x Icarico
e noi vogliamo che non sia superiore ad un certa percentuale Ccalo della
tensione di rete V:
Vcavo <= Ccalo x V
abbiamo visto prima come si ottiene Rcavo = 0,016 x 15 / Scavo percio'
sostituendo abbiamo per il caso limite:
Icarico x 0,016 x 15 / Scavo = Ccalo x V
ricaviamoci nuovamente la sezione del cavo, ricordando anche che Icarico =
(Pcarico / V):
Scavo = Pcarico x 0,016 x 15 / (Ccalo x V x V)
da cui semplificando:
Scavo = 0,1339 / Ccalo
cioe' abbiamo la stessa relazione. Ma ricordiamoci che l'ENEL, ad esempio,
fornisce la tensione gia' con una tolleranza del +/- 10%. Il che vuol dire
che potremo ricevere solo 200V. Siamo diposti ad accettare un'ulteriore 10%
di caduta ? O del 5% ? O forse tolleriamo solo un 2% che ci porta a 195 V ?
Con il 0,02%, abbiamo:
Scavo = 0,1339 / 0,02 = 6.695 mm2
valori impensabili per le tabelle CEI.
E non abbiamo considerato temperature ambiente di 30 gradi (estive), in cui
abbiamo un'aumento della resistivita' del 6%. Senza parlare del fatto che
con le tabelle CEI il cavo si scalda, magari fino a 50 gradi ed oltre,
portando la resistivita' in su del 14% il che peggiora le cose (e complica
i calcoli per avere un valore esatto).
Ci sarebbe da controllare la portata termica dei cavi. Infatti, visto che il
cavo produce calore, deve anche dissiparlo. Ma e' evidente che il nostro
obbiettivo di ridurre gli sprechi e la caduta di linea porta a sezioni tali
che il calore da dissipare non e' tale da diventare significativo se non
per sezioni superiori ai 35 mm2, sezione che nelle nostre case
difficilmente troveremo.
Insomma, senza leggersi un libro di impianti, l'uso delle tabelle CEI
danneggia gli interessi del cliente. E una volta che il libro di impianti
e' stato acquistato, perche' comperarsi le tabelle CEI ?
Pekilan