Sezione del cavo per l'impianto elettrico domestico: come calcolare correttamente

L'installazione della rete elettrica domestica deve essere effettuata in modo che gli utenti possano accendere contemporaneamente più elettrodomestici potenti senza problemi. Pertanto, la scelta della sezione del filo per l'impianto elettrico domestico deve basarsi su un calcolo corretto dei parametri della rete elettrica dell'appartamento e della casa.

Esistono diversi metodi di calcolo. Proponiamo di conoscere diversi approcci e scegliere l'opzione ottimale. Oltre alla tecnica di calcolo della sezione del filo, nell'articolo sono descritti i parametri principali per la scelta dell'impianto elettrico e sono indicati i limiti normativi sulla potenza massima degli elettrodomestici.

Perché conoscere i parametri del filo

Le prese elettriche standard sono progettate per una corrente continua di 16 A, che corrisponde a una potenza massima dell'apparecchio collegato di 3,52 kW. Di solito viene collegato un cavo di rame con sezione di 2,5 mm², il che può trarre in inganno nella scelta del tipo di filo per il resto dell'impianto elettrico.

Parallelamente all'aumento dell'area della sezione trasversale del cavo, aumenta anche il suo prezzo. Tuttavia, non conviene risparmiare sull'impianto elettrico – questo potrebbe portare a costi finanziari molto maggiori in futuro.

Quando gli elettroni si muovono attraverso il metallo, parte dell'energia viene dispersa sotto forma di calore. Con una corrente elevata e una sezione ridotta del cavo, la componente termica può portare a surriscaldamento del metallo e fusione del suo rivestimento.

In condizioni domestiche, ciò può causare sia un cortocircuito all'interno della parete, sia l'incendio di fili esposti, specialmente nei punti di piegatura.

Di conseguenza, possono verificarsi le seguenti situazioni:

1. Incendio su larga scala, se vicino al cavo si trova materiale infiammabile.
2. Perdita di corrente in caso di fusione incompleta del rivestimento del conduttore. Ciò porta a un inutile consumo di energia elettrica e alla possibilità di scosse elettriche per gli occupanti.
3. Un'invisibile rottura del cavo nel muro. Di conseguenza, una parte dell'appartamento o l'intero locale rimane senza corrente. Successivamente, è necessario cercare il punto della rottura e procedere alla sostituzione del cablaggio con una riparazione locale del muro.

Scegliere un filo elettrico spesso per l'appartamento, con un margine, ha anche un inconveniente: una spesa eccessiva di denaro, che non ha senso. Pertanto, è meglio effettuare la scelta della sezione del cablaggio utilizzando metodi di calcolo, per evitare tutti i problemi sopra menzionati.

Fattori di scelta della sezione del cablaggio

Non solo la potenza dell'apparecchio determina le caratteristiche del cablaggio necessario. Esistono anche altri fattori, la cui influenza deve essere considerata nel calcolo della sezione del cavo richiesta. Essi possono influire sulla generazione di calore nel conduttore, sul rischio di incendio e sulle prestazioni operative.

Tra questi fattori di scelta del cavo rientrano:

1. Materiale del conduttore: rame, alluminio.
2. Tipo di isolamento: PTFE, PVC, PE e altre plastiche.
3. Lunghezza del cavo dalla fonte di corrente all'apparecchio.
4. Metodo di posa del cavo: montaggio a vista, nascosto nel muro o tramite canaline per cavi.
5. Regime di temperatura nell'ambiente.
6. Numero di fasi e tensione di rete.
7. Schema di montaggio dell'impianto elettrico.

Il rame ha una resistenza inferiore rispetto all'alluminio, pertanto i calcoli per questi materiali vengono effettuati separatamente. La sezione del conduttore in rame può essere circa 1,5 volte inferiore rispetto a quella in alluminio.

Anche il materiale isolante influisce sulla scelta del cavo elettrico. Esistono guaine speciali che sopportano alte temperature senza fusione e senza alterazione della resistenza, pertanto tali cavi possono essere sottoposti a carichi maggiori e utilizzati a temperature elevate.

Il grado di caduta di tensione dipende dalla lunghezza del cavo e dalla sua sezione, pertanto per il funzionamento di dispositivi elettronici sensibili è necessario tenere conto anche di questi parametri.

I cavi elettrici chiusi in canaline o intonacati nel muro perdono meno calore sotto carichi prolungati, quindi si surriscaldano più rapidamente e richiedono una sezione di calcolo maggiore.

L'impianto che va dal contatore alle scatole di derivazione può subire un carico simultaneo da più apparecchi collegati a prese diverse. Pertanto, il calcolo della sezione di questi tratti di cavo deve essere effettuato separatamente.

Inoltre, il carico sul cavo elettrico dipende dalla tensione e dal numero di fasi presenti. Ma poiché in ambito domestico si utilizza prevalentemente un impianto monofase con tensione di 220 V, l'influenza di questo fattore non verrà considerata.

Metodologia per determinare la sezione dell'impianto elettrico domestico

Nel calcolare la sezione del conduttore del cavo elettrico durante l'installazione dell'impianto elettrico domestico si tengono in considerazione molti fattori. Esistono programmi informatici speciali che permettono di considerare tutte le peculiarità della casa e le esigenze dei suoi abitanti. Tuttavia, è possibile determinare autonomamente la sezione necessaria per l'impianto elettrico utilizzando la metodologia descritta.

È importante comprendere che il diametro dei fili in un appartamento può variare da stanza a stanza. All'ingresso del contatore elettrico è uno, alla scatola di derivazione la sezione del filo può già essere più piccola, alle prese e agli apparecchi di illuminazione è ancora più piccola.

Per ogni tratto dell'impianto elettrico è consigliabile determinare i parametri necessari, per non pagare in eccesso per fili eccessivamente spessi.

Se non si desidera calcolare la sezione del cablaggio da installare, ci si può affidare alle raccomandazioni di elettricisti esperti, i quali affermano:

Calcolo in base alla potenza degli apparecchi

Il metodo più semplice per determinare la sezione del filo richiesta è il calcolo tenendo conto della potenza degli apparecchi elettrici utilizzati e dei fattori correttivi. Questo metodo prevede diverse fasi.

Fase n. 1. Somma delle potenze degli apparecchi elettrici. Idealmente, è necessario conoscere il consumo nominale di energia di ogni dispositivo, indicato sulla sua targhetta. Se l'abitazione non è ancora arredata, si può calcolare il fabbisogno elettrico approssimativo utilizzando la tabella n. 1 riportata di seguito.

Elettrodomestici con la stessa funzionalità e dimensioni possono avere un consumo di potenza che differisce di 2-3 volte, pertanto è necessario verificare il valore su ogni dispositivo (+)

Per il calcolo si possono utilizzare anche i parametri di dispositivi presenti in appartamenti simili di parenti o conoscenti. Un'altra opzione è recarsi in un negozio di elettrodomestici, consultare le loro caratteristiche e magari scegliere un modello adatto per la casa.

Fase n. 2. Determinazione del coefficiente di contemporaneità. Può essere espresso in percentuale o in valore numerico da 0 a 1. Il coefficiente indica il rapporto tra il consumo di energia elettrica degli apparecchi accesi contemporaneamente e la potenza totale di tutti i dispositivi domestici calcolata nella prima fase.

Di solito il coefficiente è 0,8, ma si può calcolare autonomamente in base alle abitudini degli abitanti della casa.

Non bisogna abusare di prese mobili, ciabatte e prolunghe. È preferibile utilizzare solo apparecchiature con meccanismo di protezione integrato che interrompe l'alimentazione in caso di corrente eccessiva.

Fase n. 3. Determinazione del coefficiente di riserva. Questo indicatore tiene conto del possibile aumento del consumo di elettricità dopo alcuni anni. Di solito viene assunto pari a 1,5-2, ma se in casa c'è già una dotazione completa di apparecchi elettrici, si può prendere un valore di 1,2-1,3. L'importante è non pentirsi in futuro di aver scelto una sezione dei cavi troppo piccola.

Fase n. 4. Calcolo del carico massimo ammissibile.

Si effettua con la formula:

P = (P(1)+P(2)+..P(N))*J*K,

dove:

• P – carico massimo ammissibile in W;
• P(1)+P(2)+..P(N) – somma delle potenze nominali di tutti gli apparecchi elettrici;
• K – coefficiente di contemporaneità;
• J – coefficiente di riserva.

Ad esempio, se la potenza totale degli apparecchi è 7500 W, il coefficiente di contemporaneità è 0,8, il coefficiente di riserva è 1,5, allora il carico massimo ammissibile sarà:

P=7500*0,8*1,5=9000 W.

Questo valore sarà utilizzato nei calcoli successivi.

Fase n. 5. Determinazione della corrente massima ammissibile.

Il valore si determina con una semplice formula:

I=P/U,

dove:

• I – corrente ammissibile;
• P – carico massimo ammissibile in W;
• U – tensione di rete – 220 V.

Utilizzando i dati della quarta fase, è possibile determinare la corrente massima ammissibile:

I=9000W/220V≈41A.

Il metodo di calcolo della sezione del cavo in base alla potenza e alla corrente è descritto in dettaglio in questo articolo.

Fase n.6. Calcolo della sezione del cavo tramite tabella. Poiché la scelta ottimale del filo per l'impianto domestico non dipende solo dai parametri degli apparecchi, ma anche da fattori esterni (materiale del conduttore, rivestimento, schema di installazione, ecc.), per ogni caso esistono tabelle specifiche, che verranno illustrate di seguito.

Determinazione della sezione del cavo elettrico tramite tabelle

Per determinare la sezione ottimale del cavo per l'impianto elettrico domestico esistono tabelle speciali. Tutte sono basate sul valore della corrente ammissibile, che viene calcolata separatamente secondo la metodologia sopra descritta. In seguito verranno esaminati i varianti tabellari per la determinazione della sezione del cablaggio.

Il calcolo della sezione dei normali fili domestici è presentato nelle tabelle:

A causa della fragilità dell'alluminio, i fili di questo materiale vengono prodotti solo con sezione a partire da 2 mm. Inoltre, non esistono fili di alluminio multipolari costituiti da sottili filamenti (+)

Di seguito è riportato il calcolo della sezione dei fili per prolunghe e adattatori.

Le prolunghe nei negozi raramente hanno una sezione del filo superiore a 1,5 mm², quindi non conviene caricarle con apparecchi elettrici potenti (+)

Il carico di corrente su un cavo elettrico in posa aperta o chiusa è diverso. Ma vengono considerati uguali se il filo viene interrato in un ampio canale. Ciò consente al cavo di cedere calore all'aria circostante e di riscaldarsi meno.

Il calcolo della sezione per conduttori in rame e alluminio, in base al metodo di posa del cavo, è riportato nella tabella.

La corrente massima dipende anche dal numero di conduttori nel cavo, perché ognuno genera calore che si somma sotto un unico rivestimento (+)

Tabelle simili vengono utilizzate anche nell'industria per il calcolo degli impianti elettrici. I cavi domestici sono generalmente molto più semplici, quindi anche la quantità di materiali di calcolo è piuttosto limitata. I parametri indicati nelle tabelle non sono inventati, ma sono specificati negli standard di settore, ad esempio in GOST 31996-2012.

Calcolo della caduta di tensione

La sezione del cavo elettrico influisce non solo sul grado di riscaldamento del conduttore, ma anche sulla tensione elettrica all'estremità lontana del filo. Gli elettrodomestici sono progettati per determinati parametri della rete elettrica e la loro costante discrepanza può portare a una riduzione della durata operativa dell'apparecchiatura.

In caso di caduta di tensione sulla caldaia, è consigliabile installare uno stabilizzatore, in modo che l'apparecchiatura non subisca carichi aggiuntivi a causa della discrepanza delle caratteristiche operative della rete elettrica.

Allungando il cavo si verifica una caduta di tensione. Questo effetto può essere ridotto aumentando la sezione del cablaggio. Una diminuzione della tensione all'estremità del filo del 5% rispetto al suo valore alla sorgente di corrente è considerata critica.

Questo parametro può essere calcolato con la nota formula:

Upad = I*2*(ρ*L)/S,

dove:

• ρ – resistività del metallo, Ohm*mm2/m;
• L – lunghezza del cavo, m;
• S – sezione del conduttore in mm2;
• Upad – tensione di caduta, Volt;
• I – corrente che scorre attraverso il conduttore.

Se la caduta di tensione calcolata è superiore al 5% del valore nominale, è necessario utilizzare un cavo con sezione trasversale maggiore. Ciò garantirà un funzionamento stabile dell'apparecchiatura.

Particolarmente sensibili al valore di tensione sono le caldaie, le lavatrici e altri dispositivi con molti relè e sensori. Questa caratteristica va considerata anche quando si utilizzano prolunghe.

Limiti normativi

Le aziende di servizi pubblici che forniscono elettricità alla popolazione hanno il diritto di imporre limiti sulla potenza totale massima degli apparecchi in un appartamento. Ciò può essere ottenuto installando contatori elettrici con una determinata capacità di carico.

Sull'apparecchio vengono installati fusibili automatici monouso o riutilizzabili, che scattano quando viene superata la soglia di corrente.

I contatori elettrici di tipo sovietico vengono massicciamente sostituiti con quelli elettronici. Sono ancora più sensibili ai sovraccarichi, a causa dei quali si guastano rapidamente.

Se si rimuovono i fusibili dal contatore e lo si collega direttamente al cablaggio dell'appartamento, esso brucerà sicuramente in caso di prolungata violazione del regime di funzionamento. La maggior parte dei contatori sovietici installati negli appartamenti sopportano un carico di picco di 25 A fino a 1 minuto.

Dopodiché si bruciano, il che comporta il pagamento per l'installazione di un nuovo apparecchio e una multa per violazione delle norme di funzionamento.

Anche il cablaggio nell'ingresso potrebbe non sopportare carichi elevati; il suo surriscaldamento può mettere fuori servizio diversi appartamenti contemporaneamente. Pertanto, quando si collega un appartamento alla rete interna con un cavo da 2,5 mm, non bisogna contare sul fatto che un cavo interno più spesso possa sopportare carichi elevati.

È particolarmente importante considerare il fattore dei limiti normativi nella fase di pianificazione dell'installazione di riscaldamento elettrico, pavimenti riscaldati, saune a infrarossi e altre apparecchiature ad alto consumo energetico.

È necessario informarsi preventivamente sulle capacità dell'apparecchiatura elettrica installata davanti all'appartamento presso i corrispondenti servizi comunali.

Se ha deciso di calcolare da solo i parametri dell'impianto elettrico, le sarà utile comprendere concetti come: intensità di corrente, potenza e tensione. Maggiori dettagli nell'articolo – Come calcolare potenza, corrente e tensione: principi ed esempi di calcolo per condizioni domestiche

Conclusioni e video utili sull'argomento

I video contengono consigli pratici degli elettricisti per la scelta e l'acquisto del cablaggio domestico. Aiuteranno ad acquistare l'attrezzatura adeguata al cavo che proteggerà sicuramente l'abitazione da eventuali problemi di sovraccarico nella rete.

Scelta della sezione del cavo in negozio:

Corrispondenza tra la sezione del cavo e i parametri dell'interruttore automatico:

Scelta della sezione del cavo e dell'interruttore automatico:

Errori nella scelta del cavo elettrico:

I fattori principali nella scelta del cavo per l'impianto elettrico domestico sono la potenza degli elettrodomestici e i limiti delle reti elettriche che forniscono l'energia elettrica all'appartamento.

Scegliendo correttamente la sezione del filo, è possibile collegare alla rete tutti gli apparecchi elettrici necessari. Ciò evita inconvenienti nell'uso degli apparecchi e permette di prevenire l'incendio del cablaggio.

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