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Definizione della portata del filo: cosa controlla la capacità di trasporto di corrente
La portata di un filo è la corrente continua massima che può trasportare senza superare la temperatura di isolamento nominale. Questa non è una proprietà materiale fissa: è un equilibrio termico. La corrente che scorre attraverso un conduttore genera calore e l'isolamento deve sopravvivere all'aumento di temperatura nel corso di decenni di servizio. Il portata del filo di alluminio differisce dal rame perché l'alluminio ha circa il 61% della conduttività del rame, richiedendo una sezione trasversale maggiore per trasportare la stessa corrente in sicurezza.
Nel Nord America, il Tabella della portata dei conduttori NEC (Articolo 310) definisce questi limiti in condizioni standardizzate: una temperatura ambiente di 30°C (86°F) e non più di tre conduttori che trasportano corrente in una canaletta o in un cavo. Ogni numero che vedi su uno standard grafico della portata del cavo elettrico presuppone queste linee di base. Modificando qualsiasi variabile (più conduttori raggruppati insieme, una soffitta più calda o una corsa più lunga) la portata sicura scende al di sotto dei valori della tabella. Prima di applicare qualsiasi numero da una tabella, verificare le effettive condizioni di installazione.
Grafico della portata dei cavi elettrici: conduttori in rame e alluminio
La tabella seguente fornisce una pratica grafico della portata del cavo elettrico basato sulla tabella NEC 310.16, che copre le dimensioni più comunemente installate da 14AWG fino a 500 milioni di metri cubi. I valori sono elencati per l'isolamento nominale di 60°C, 75°C e 90°C, le tre colonne di temperatura che regolano rispettivamente il cablaggio residenziale, commerciale e industriale. Si noti che l'ampiezza di 90°C può essere utilizzata solo per scopi di declassamento; I valori nominali delle apparecchiature terminali limitano quasi sempre la portata utilizzabile alla colonna di 75°C.
| Dimensione del filo | Rame 60°C (A) | Rame 75°C (A) | Rame 90°C (A) | Alluminio 75°C (A) | Alluminio 90°C (A) |
|---|---|---|---|---|---|
| 14 AWG | 15 | 20 | 25 | — | — |
| 12AWG | 20 | 25 | 30 | 20 | 25 |
| 10 AWG | 30 | 35 | 40 | 30 | 35 |
| 8AWG | 40 | 50 | 55 | 40 | 45 |
| 6AWG | 55 | 65 | 75 | 50 | 55 |
| 4 AWG | 70 | 85 | 95 | 65 | 75 |
| 2 AWG | 95 | 115 | 130 | 90 | 100 |
| 1/0 AWG | 125 | 150 | 170 | 120 | 135 |
| 4/0 AWG | 195 | 230 | 260 | 180 | 205 |
| 250 milioni di metri cubi | 215 | 255 | 290 | 205 | 230 |
| 500 MCM | 320 | 380 | 430 | 310 | 350 |
Quando alzi lo sguardo amplificatori per calibro del filo , conferma sempre quale colonna della temperatura corrisponde ai terminali che stai utilizzando. Gli interruttori domestici e i capicorda del pannello sono generalmente classificati per una temperatura di 75°C. L'utilizzo della colonna a 90°C per la selezione finale della corrente senza verifica del terminale è un errore comune e pericoloso che può surriscaldare i capicorda anche se il conduttore stesso rimane entro i limiti.
Portata dei cavi da 10 AWG, 8 AWG e dimensioni comunemente specificate
Il portata di un cavo da 10 AWG viene spesso frainteso perché la colonna 90°C mostra 40 A mentre il Codice elettrico nazionale limita la protezione da sovracorrente su un circuito in rame standard da 10 AWG a 30 A per la maggior parte delle applicazioni. Il Amperaggio nominale del filo calibro 10 di 35 A a 75°C è il vero limite termico, ma il codice limita deliberatamente l'interruttore a 30 A per aggiungere un margine di sicurezza e tenere conto dei carichi continui. Per applicazioni che consentono di sfruttare tutti i 75°C Corrente nominale del cavo 10 AWG , come alcuni circuiti motore o specifici scenari di declassamento, 35 A diventano consentiti, ma solo dopo un attento calcolo del carico.
Salendo di dimensioni, il Corrente nominale 8 AWG arriva a 50 A per il rame a 75°C, rendendolo la dimensione minima per molti caricabatterie per veicoli elettrici che assorbono 40 A continui. All'estremità più grande, il Classificazione del filo di rame 2 AWG da 115A a 75°C copre quadri di derivazione e conduttori ingresso servizi per servizi residenziali da 100A. La designazione breve Portata del filo di rame n. 2 si riferisce a questo stesso valore 115A. Per alimentatori industriali pesanti, Portata del cavo 500 MCM raggiunge 380 A in rame a 75°C, ed è spesso selezionato quando un unico conduttore di grandi dimensioni deve sostituire cavi più piccoli paralleli.
Portata del filo di alluminio: perché le dimensioni devono aumentare
Il portata del filo di alluminio esegue costantemente una o due dimensioni AWG dietro il rame per la stessa capacità di corrente. La minore conduttività dell'alluminio significa che per eguagliare la portata di 115 A di un conduttore in rame n. 2, è necessario almeno un conduttore in alluminio da 1/0 AWG, che trasporta 120 A a 75°C. Questo requisito di aumento delle dimensioni è codificato in tutto il Tabella della portata dei conduttori NEC e non è facoltativo: il tentativo di sostituire l'alluminio della stessa dimensione con il rame a carichi di corrente elevati crea un grave rischio di incendio a causa del surriscaldamento e della dilatazione termica differenziale ai terminali.
Le moderne leghe di alluminio (serie AA-8000) utilizzate nei cavi da costruzione hanno ampiamente risolto i problemi di scorrimento e ossidazione che affliggevano le precedenti installazioni residenziali. Tuttavia, il terminale deve essere certificato per l'alluminio e installato con un composto antiossidante secondo le istruzioni del produttore. Per gli alimentatori in cui il risparmio in termini di costi e peso è importante, come un servizio da 400 A, l'alluminio è dominante: un set di conduttori in alluminio da 600 MCM a 75°C fornisce 340 A, mentre l'equivalente in rame da 500 MCM raggiunge 380 A. L'opzione in alluminio spesso riduce il costo del conduttore di oltre il 40%.
Tabella della portata dei conduttori NEC e fattori di regolazione del codice
Il Tabella della portata dei conduttori NEC (in particolare la Tabella 310.16, precedentemente 310.15(B)(16)) è il punto di partenza, non l'ultima parola. Il Portata del cavo con codice NEC le norme richiedono quindi l'applicazione di fattori di correzione per temperature ambiente superiori a 30°C e per più di tre conduttori percorsi da corrente in un'unica canalina. Per ogni grado Celsius sopra i 30°C, il moltiplicatore di portata diminuisce. A 40°C ambiente, un conduttore classificato a 90°C deve essere declassato al 91% del valore indicato in tabella; a 50°C scende all'82%.
Le regolazioni del riempimento del condotto sono ancora più aggressive. Quando si tirano da quattro a sei conduttori che trasportano corrente in un condotto, la portata deve essere moltiplicata dell'80%. Per sette-nove conduttori il moltiplicatore scende al 70%. A Corrente nominale del cavo 10 AWG di 35 A a 75°C, con un declassamento del 70% per nove conduttori e una correzione di 0,91 per 40°C, si attesta a circa 22A, al di sotto del valore della colonna 60°C. Questo è il motivo per cui i grandi banchi di condutture pieni di circuiti costringono quasi sempre il progettista a superare le dimensioni dei cavi in modo significativo rispetto a quelle di base grafico della portata del cavo elettrico suggerirei. Calcolare sempre la portata corretta e confrontarla con il carico richiesto prima di finalizzare qualsiasi programma del conduttore.
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