Perché negli impianti reali la portata dei cavi va declassata?

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Le portate dei cavi sono pubblicate in condizioni di riferimento standardizzate: una determinata temperatura ambiente, un determinato metodo di posa e un numero definito di conduttori. Gli impianti reali raramente corrispondono esattamente a queste ipotesi, quindi la portata pubblicata va ridotta per tenere conto dell'ambiente termico reale. Questa correzione si chiama declassamento, e saltarla significa considerare sicuro sul campo un valore di catalogo che non lo è.

Le tre condizioni che più spesso costringono un cavo al di sotto della portata pubblicata

Il primo e più comune fattore di declassamento è la temperatura ambiente. Le tabelle di portata standard del NEC (National Electrical Code) si basano di norma su una temperatura ambiente di 30 gradi Celsius. Le tabelle IEC usano un riferimento simile. Quando la temperatura dell'aria o della superficie circostante è più alta (all'aperto in estate, vicino ad apparecchiature che producono calore, su un tetto, all'interno di una tensostruttura esposta al sole), il cavo parte già più vicino al limite di temperatura del proprio isolamento prima ancora di portare corrente. Il coefficiente di correzione riduce la corrente ammissibile per mantenere la temperatura complessiva entro i limiti. Un cavo con portata di 100 A a 30 gradi di temperatura ambiente potrebbe valere solo 80 o 85 A a 40 gradi, a seconda del tipo di isolamento.

Il secondo fattore è il raggruppamento dei conduttori. Quando più cavi percorsi da corrente sono posati insieme in un fascio, in un tubo protettivo o in una passerella portacavi, il calore di ciascun cavo deve dissiparsi attraverso gli altri o accanto a essi. Il riscaldamento reciproco riduce la capacità di ogni cavo di smaltire il proprio calore, quindi la corrente ammissibile per cavo diminuisce. Più cavi ci sono nel fascio, maggiore è il declassamento. Sei cavi raggruppati potrebbero richiedere ciascuno un declassamento all'80% della propria portata in aria libera. Questo accade di continuo negli impianti elettrici temporanei, dove le linee di alimentazione vengono legate insieme sui passacavi o fatte passare nella stessa canalizzazione.

Il terzo fattore è il metodo di posa in sé. Un cavo appoggiato direttamente su una superficie dissipa il calore diversamente da uno sospeso in aria libera. Un cavo in un tubo protettivo chiuso trattiene più calore di uno in una passerella aperta. Un cavo avvolto su un tamburo e mai srotolato del tutto intrappola il proprio calore al centro della bobina. Ciascuna di queste condizioni modifica il percorso termico dal conduttore all'aria circostante, e ciascuna può richiedere una correzione per declassamento.

Come si sommano i fattori di declassamento, e perché i calcoli contano più dell'intuito

Quando si applicano più condizioni di declassamento, i coefficienti si moltiplicano tra loro, invece di scegliere semplicemente il peggiore. Se il coefficiente di correzione per la temperatura ambiente è 0,87 e quello per il raggruppamento è 0,80, il declassamento combinato è 0,87 moltiplicato per 0,80, cioè 0,696. Un cavo con una portata pubblicata di 100 A in condizioni di riferimento vale ora circa 70 A nelle condizioni di posa reali. È una riduzione del 30% rispetto al valore di catalogo, causata da due condizioni che singolarmente sembravano modeste.

L'effetto cumulativo è il punto in cui avviene la maggior parte degli errori di declassamento. Un membro della squadra che sa che il cavo è "da 100 A" può non rendersi conto che la combinazione di un palco all'aperto caldo e di una linea di cavi raggruppati ha silenziosamente ridotto la portata sicura a 70 A. Il cavo ha lo stesso aspetto. L'etichetta dice sempre la stessa cosa. Ma il margine termico è stato consumato da condizioni di cui l'etichetta non è mai stata pensata per tenere conto.

Cosa verificare in cantiere prima di fidarsi della portata pubblicata di un cavo

La prima domanda è semplice: qual è la temperatura ambiente nel punto in cui passerà questo cavo? Se supera la temperatura di riferimento della tabella di portata utilizzata (30 gradi Celsius per il NEC, verificare la tabella specifica per la IEC), applicare il coefficiente di correzione per la temperatura previsto dalla norma prima di fidarsi della portata pubblicata. La seconda domanda è quanti altri cavi percorsi da corrente corrono accanto a questo. Se il cavo fa parte di un fascio, di una passerella piena o di un passacavi con altri conduttori in tensione, applicare il coefficiente di riduzione per raggruppamento. La terza domanda è se il cavo è completamente steso. Un cavo parzialmente avvolto sulla bobina, o stretto con fascette invece di essere disteso, trattiene più calore di un cavo posato in aria libera.

Negli impianti elettrici temporanei queste tre verifiche dovrebbero far parte di ogni piano di alimentazione, non essere un ripensamento. Il costo della manodopera per stendere un cavo di sezione superiore o per separare le linee raggruppate è quasi nullo rispetto al costo di un guasto del cavo durante uno spettacolo, una ripresa o una trasmissione. Il declassamento non è progettazione prudenziale. È progettazione accurata: dà il valore reale invece di quello desiderato.

Dove si inseriscono i connettori KUPO Power nel discorso sul declassamento

Ogni connettore all'estremità di una linea di cavo declassata deve avere una corrente nominale almeno pari alla corrente declassata, e nella pratica le prestazioni termiche del connettore stesso si aggiungono al bilancio termico della terminazione. È proprio questo livello di connettori che KUPO Power produce. K-LOK 400A e K-LOK 150A sono i connettori unipolari a camma di KUPO per tour, cinema ed eventi dal vivo in Nord America, dove lunghe linee di alimentazione raggruppate rendono il declassamento una preoccupazione quotidiana. PowerFit è la gamma KUPO di connettori unipolari con chiave di polarizzazione (da 400A a 800A) per l'alimentazione di palchi ed eventi in Europa. Le spine e prese CEE coprono lo standard internazionale IEC 60309 a spinotti. Quando un cavo è stato declassato per le condizioni reali, il connettore a ciascuna estremità deve comunque corrispondere al carico termico effettivo, non solo al valore di catalogo stampato sulla guaina del cavo. Il KUPO Power 101 FAQ Hub offre il quadro completo del coordinamento.