Calcolo sezione cavo e caduta di tensione

Come funziona il calcolo

La caduta di tensione in regime stazionario si calcola come:

ΔV = k · ρ · I · L · cos(φ) / S

• k = 2 per linea monofase (andata + ritorno), √3 per trifase simmetrica, 2 per DC.
• ρ = resistività rame alla temperatura di esercizio del cavo: 0,0225 Ω·mm²/m per PVC (70 °C), 0,0245 Ω·mm²/m per EPR/XLPE (90 °C). Il valore a 20 °C (0,0178) è corretto solo se il cavo lavora scarico.
• I = corrente di impiego (A) — il valore effettivamente assorbito dal carico, non la portata massima.
• L = lunghezza della linea (m), misurata andata singola (il fattore 2 per la somma andata-ritorno è già incluso in k).
• S = sezione del conduttore (mm²).
• cos(φ) = fattore di potenza del carico (misura lo sfasamento tra tensione e corrente) (1 per LED/resistivi, 0,85–0,90 per motori e pompe di calore).

Modalità di posa supportate

La portata del cavo cambia anche del 40% a seconda di come il calore viene dissipato. Le modalità più comuni (da CEI-UNEL 35024-1):

• B1 — corrugato nel muro: cavi N07V-K in tubo incassato. È la posa dell'impianto civile italiano standard.
• B2 — canale chiuso a parete: cavo multipolare in canaletta o tubo a vista. Tipico di impianti industriali con canaline PVC chiuse o quadri industriali con percorsi in canalina metallica.
• C — direttamente a parete: cavo multipolare fissato con passacavi, senza contenitore.
• E — aria libera / canala aperta a rete: passerelle forate, canaline a rete. Tipico di impianti industriali moderni, capannoni e poli tecnologici.
• D — interrata in tubo: cavo in tubo interrato, Ta terreno 20 °C.

Affidabilità del risultato

Le formule di caduta di tensione sono standard e corrette. Le tabelle di portata sono sintetizzate da CEI-UNEL 35024-1 per cavi in rame con isolante PVC o EPR/XLPE a 30 °C ambiente, valori arrotondati. Il fattore di correzione per temperatura ambiente segue la curva semplificata della stessa norma.

Ciò che il calcolatore non fa — e che un progetto reale deve fare:

Casa e ufficio (impianto standard)

• Fattore di raggruppamento (CEI 64-8 cap. 52): se più circuiti condividono lo stesso tubo o la stessa canala, la portata di ciascuno si riduce del 20–50%. Esempio: se 3 cavi passano nello stesso tubo, la portata va moltiplicata per 0,7.
• Coordinamento protezione: l'interruttore magnetotermico deve avere I_n (corrente nominale) ≥ I_b (corrente di impiego) e I_n ≤ I_z (portata del cavo). Inoltre il tempo di intervento deve soddisfare la formula I²t ≤ K² · S² (CEI 64-8 art. 434), dove K è una costante dipendente dal materiale isolante.
• Spunti di motori: i motori e i trasformatori hanno correnti di avviamento (corrente di spunto, inrush) molto elevate, spesso 6–10 volte superiori alla corrente nominale. Per questo servono magnetotermici di curva D o fusibili di tipo aM che non scattano ai transitori.
• Conduttore di protezione (PE) e messa a terra: la sezione del PE dipende da quella di fase (da norma) e la resistenza totale di terra non deve superare 1–5 Ω a seconda del contesto.

Impianto fotovoltaico

• Cavi interrati: Se i cavi passano sotto terra, la dissipazione di calore dipende dalla resistività termica del terreno stesso (variabile da 1 a 3 K·m/W) — secca o sabbiosa è peggio. Il calcolatore usa un valore standard, ma una progettazione reale richiede prove o stima del terreno locale.
• Circuito DC lato stringhe: Nel fotovoltaico, il circuito DC dai pannelli all'inverter è una linea "aperta" senza ritorno immediato (il ritorno è il frame). La caduta totale deve considerare sia andata che ritorno (raddoppio), ed è calcolata su tutto il loop MPPT (l'inseguitore del punto di massima potenza dell'inverter) secondo IEC 62548. Questo calcolatore non copre quel caso specifico.

Ambienti gravosi (industriali, umidi, vibranti, off-grid)

• Coefficienti di sicurezza più stringenti: negli impianti esposti a vibrazioni, umidità, escursioni termiche, polveri conduttive o ambienti chimicamente aggressivi (capannoni, cantieri edili, stabilimenti industriali, agriturismi off-grid, impianti fotovoltaici di tetto, ambienti salini costieri) i margini di portata e caduta vanno ridotti rispetto al valore di tabella, e le protezioni progettate con ridondanza. Il rischio di incendio aumenta a causa di materiali infiammabili nelle vicinanze (legno, vernici, polveri), e i contatti meccanici vanno verificati più spesso. Riferimenti: CEI 64-8 Sezione 7 (locali speciali) e norme tecniche di settore applicabili.

Riassunto: questo calcolatore è un punto di partenza solido per dimensionare correttamente una linea. Per impianti certificati dichiarazione di conformità CEI 64-8 o per impianti industriali/in ambienti speciali serve sempre la firma di un progettista qualificato.