Guida alle dimensioni dei cavi e alla portata: tabelle AWG per circuiti da 15 A a 100 A

Diametro del filo e portata: la relazione principale

Il dimensionamento dei cavi elettrici segue un principio semplice: più spesso è il cavo, maggiore è la quantità di corrente che può trasportare in sicurezza. Nel sistema American Calibro del filo (AWG), i numeri funzionano al contrario: Numeri AWG più bassi indicano un filo più spesso e una maggiore portata . La selezione della dimensione errata del cavo per un determinato carico è una delle cause più comuni di surriscaldamento, intervento degli interruttori e incendi elettrici.

La portata, ovvero la corrente continua massima che un conduttore può trasportare senza superare la sua temperatura nominale, dipende dal materiale del filo (rame o alluminio), dal tipo di isolamento, dal metodo di installazione e dalla temperatura ambiente. I valori pubblicati nella tabella 310.16 del National Electrical Code (NEC) fungono da riferimento standard per i cablaggi residenziali e commerciali negli Stati Uniti.

Quale dimensione del cavo per un circuito da 15 A?

Il filo di rame da 14 AWG è il minimo richiesto per un circuito da 15 A secondo le linee guida NEC. Ha una potenza nominale di 15 A a 60°C ed è la scelta standard per l'illuminazione generale e i circuiti di presa nell'edilizia residenziale. Alcuni elettricisti preferiscono utilizzare 12 AWG (nominale 20 A) su circuiti da 15 A per fornire un margine di sicurezza e ridurre la caduta di tensione su corse più lunghe.

Anche in questo caso si applica la regola del carico continuo dell'80%: se un circuito sopporterà un carico sostenuto (tre ore o più), il cavo e l'interruttore devono essere dimensionati in modo che il carico continuo non superi l'80% della potenza nominale dell'interruttore. Su un interruttore da 15 A, ciò significa non più di 12 A di carico continuo.

Applicazioni comuni del circuito da 15 A

• Prese generali per camera da letto e soggiorno
• Circuiti di illuminazione (LED, fluorescenti e a incandescenza)
• Rilevatore di fumo e circuiti bagno a basso assorbimento
• Circuiti dedicati per l'apriporta del garage

Amplificatori per cavi da 10 calibri e portata dei cavi da 8 AWG

Il filo di rame da 10 AWG trasporta 30 A a 60°C e 35 A a 75°C , rendendolo il cavo standard per circuiti da 30 A come asciugatrici elettriche e scaldabagni. Viene comunemente utilizzato anche per circuiti da 240 V che alimentano unità di climatizzazione per finestre e apparecchiature HVAC più piccole.

Il filo di rame da 8 AWG ha una portata di 40 A a 60°C e 50 A a 75°C . È specifico per circuiti da 40 a 50 A, comprese cucine elettriche, condizionatori d'aria di grandi dimensioni e stazioni di ricarica EV Level 2. Il conduttore da 8 AWG è notevolmente più rigido di quello da 10 AWG e richiede connettori appropriati e calcoli relativi al riempimento del condotto nei tratti multicavo.

Una nota pratica: quando si utilizzano condotti da 8 AWG o 10 AWG con altri conduttori che trasportano corrente, i fattori di declassamento NEC (Sezione 310.15(B)(3)) riducono la portata nominale. Ad esempio, da quattro a sei conduttori che trasportano corrente nello stesso condotto richiedono che la portata tabulata sia moltiplicata per 0,80.

Amplificatori massimi 6 AWG e dimensionamento dell'interruttore

Il filo di rame da 6 AWG è valutato per 55 A a 60°C e 65 A a 75°C . L'interruttore più comune abbinato a 6 AWG è a Interruttore bipolare da 60 A , che tiene conto dei valori nominali della temperatura dei conduttori ai terminali dell'interruttore: la maggior parte degli interruttori domestici ha una temperatura nominale di 60°C o 75°C e i valori nominali dei terminali regolano la decisione sul dimensionamento ai sensi di NEC 110.14(C).

La dimensione dell'interruttore per il filo calibro 6 dipende dall'applicazione:

• Vasche idromassaggio e spa: Interruttore GFCI da 50 o 60 A con 6 AWG
• Ricarica del veicolo elettrico (Livello 2): Interruttore da 50 A con 6 AWG a carico continuo da 40 A
• Fornelli/cucine elettriche: Interruttore da 50 A, anche se a volte è consentito 8 AWG a 40 A
• Alimentatore sottopannello: Interruttore da 60 A come disconnessione principale

Non sovradimensionare mai l'interruttore oltre la portata del cavo. Un interruttore da 100 A su un cavo da 6 AWG crea una condizione pericolosa: l'interruttore non scatta prima che il cavo si surriscaldi.

Dimensioni del cavo per un pannello secondario da 100 A

Per un Sottoquadro da 100 A alimentato con conduttori in rame , la dimensione minima del cavo NEC è Rame n. 4 AWG utilizzando conduttori con temperatura nominale di 75°C (85 A), sebbene la maggior parte degli elettricisti specifichi Rame n. 2 AWG (nominale 95–115 A) per soddisfare comodamente il valore nominale di 100 A e sopportare la caduta di tensione durante il funzionamento. La scelta dipende dalla distanza dal pannello principale:

• Percorsi brevi (sotto i 50 piedi): Rame n. 2 AWG or #1/0 AWG aluminum
• Percorsi medi (50-100 piedi): Rame n. 1 AWG o alluminio AWG n. 2/0
• Percorsi lunghi (100-150 piedi): Rame #1/0 AWG o alluminio #3/0 AWG per mantenere la caduta di tensione al di sotto del 3%

I conduttori in alluminio rappresentano un'alternativa economica e sono comunemente utilizzati per gli alimentatori sottopannello. Che dimensione di rame per un servizio da 100 amp è tipicamente 2 AWG per i conduttori caldi, con una terra in rame da 4 AWG e un neutro in rame da 4 AWG (o adattato ai requisiti AHJ locali).

Nel sottopannello deve essere installata una barra di terra dedicata e le barre neutre e di terra devono essere mantenute separate (non collegate) in qualsiasi sottopannello che non sia l'ingresso di servizio.

4/0 Potenza nominale dei cavi di saldatura e applicazioni industriali

Il cavo per saldatura funziona secondo standard diversi rispetto ai cavi per l'edilizia NEC. Il cavo di saldatura 4/0 AWG ha una potenza nominale di circa 400–600 A a seconda del ciclo di lavoro, della lunghezza del cavo e se viene utilizzato per la saldatura o per la trasmissione di potenza in generale. La Electrical Apparatus Service Association (EASA) e i produttori di cavi in ​​genere pubblicano tabelle di portata per i cavi di saldatura in base alle percentuali del ciclo di lavoro (ad esempio, 60%, 40%, 20%).

Il cavo di saldatura è costruito con conduttori in rame ricotto a trefoli sottili e isolamento in gomma o EPDM altamente flessibile, che gli conferisce una flessibilità molto maggiore rispetto al filo THHN o XHHW con classificazione NEC dello stesso calibro. Ciò rende il cavo di saldatura 4/0 una scelta popolare per:

• Cavi per apparecchiature di saldatura MIG, TIG e stick
• Interconnessioni di batterie in veicoli industriali e carrelli elevatori
• Cavi di uscita del generatore e dell'inverter
• Distribuzione temporanea dell'energia nei cantieri

Il cavo di saldatura 4/0 non deve essere sostituito con il cavo da costruzione con classificazione NEC nelle installazioni fisse . Non è certificato UL per il cablaggio permanente e non è adatto per l'installazione di condutture ai sensi del NEC. Per i circuiti permanenti da 200 A, specificare invece conduttori in rame con classificazione 4/0 AWG THHN o USE-2.

Caduta di tensione e dimensionamento dei cavi oltre la portata

Le tabelle di portata riguardano la sicurezza termica, ma la caduta di tensione è un vincolo di dimensionamento separato questo conta soprattutto sulle lunghe percorrenze. Il NEC consiglia di mantenere la caduta di tensione al 3% o meno sui circuiti derivati ​​e al 5% o meno sul circuito combinato alimentatore-più-ramo. La caduta di tensione aumenta con la corrente e la distanza e diminuisce con una sezione trasversale del filo maggiore.

La formula base della caduta di tensione per i circuiti monofase è:

VD = (2 × K × I × L) ÷ CM

Dove K = 12,9 per il rame (costante di resistività), I = corrente di carico in amp, L = lunghezza del filo unidirezionale in piedi e CM = mil circolari del conduttore (disponibile nel capitolo 9 di NEC, tabella 8). Per un circuito da 30 A che corre per 100 piedi su rame da 10 AWG, la caduta di tensione ammonta a circa 3,8 volt su un circuito da 120 V, poco più del 3%, che è la soglia in cui diventa consigliabile l'aumento a 8 AWG.

Domande frequenti

• Posso utilizzare un cavo da 12 AWG su un circuito da 15 A?

  SÌ. 12 AWG è un valore nominale superiore a quello necessario per un circuito da 15 A ed è perfettamente accettabile. Alcuni elettricisti lo preferiscono per corse più lunghe per ridurre la caduta di tensione e consente inoltre di aggiornare successivamente il circuito a 20 A semplicemente sostituendo l'interruttore.

• Il cavo da 6 AWG va bene per un sottopannello da 100 A?

  Il rame n. 6 AWG è classificato per un massimo di 55–65 A, che è ben al di sotto del requisito di 100 A. L'uso di cavi sottodimensionati su un alimentatore da 100 A crea un grave rischio di incendio. Il minimo per un'alimentazione effettiva da 100 A con rame è 2 AWG (a terminali a 75°C).

• Qual è la differenza tra un cavo per saldatura e un filo da costruzione dello stesso diametro?

  Il cavo di saldatura utilizza rame a trefoli ultrasottili per la flessibilità ed è isolato con gomma o EPDM per la resistenza all'abrasione, ma non è dotato di classificazione UL o NEC per il cablaggio permanente degli edifici. Il filo da costruzione NEC (THHN, XHHW, USE-2) utilizza trefolatura più grossa e isolamento termoplastico adatto per condutture e installazioni interrate dirette. I due non sono intercambiabili nelle installazioni regolamentate dal codice.

• Il filo di alluminio richiede un calibro diverso rispetto al rame per la stessa portata?

  SÌ. L'alluminio ha una resistività maggiore del rame, quindi richiede un calibro più grande per una portata equivalente. Come regola generale, il filo di alluminio deve essere di due dimensioni AWG più grande del rame per trasportare la stessa corrente. Ad esempio, se per un alimentatore da 100 A viene utilizzato rame da 2 AWG, l'alluminio da 1/0 AWG sarebbe l'equivalente in alluminio. Utilizzare sempre un composto antiossidante sulle terminazioni in alluminio e assicurarsi che i connettori siano classificati per conduttori in alluminio (contrassegnati AL/CU).

• Quanti ampere può gestire un filo calibro 10 in un condotto?

  In aria libera o in condotto con tre o meno conduttori che trasportano corrente, il rame da 10 AWG gestisce 30 A (60°C) o 35 A (75°C). Con da quattro a sei conduttori nello stesso condotto, NEC richiede un declassamento all'80%, riducendolo a 24 A (60°C) o 28 A (75°C). Verificare sempre le effettive condizioni di installazione prima di procedere al dimensionamento.