1. Perché è necessario il calcolo della portata?
La scelta della dimensione e della protezione del cavo adeguate è fondamentale nella progettazione dell'impianto elettrico. Il calcolo corretto della portata garantisce che i cavi non si surriscaldino o si sovraccarichino sotto il carico previsto, ottenendo al tempo stesso un equilibrio tra sicurezza ed efficienza in termini di costi.Filo THHN(Rivestimento in nylon-termoplastico ad alta resistenza al calore-) è ampiamente utilizzato nell'edilizia e nell'industria grazie alle sue proprietà strutturali e-resistenti al calore, per cui è fondamentale una valutazione accurata della sua portata.
2. Concetti di base e terminologia
Filo THHN:Contiene conduttori in rame o alluminio, isolamento termoplastico e rivestimento in nylon. È valutato per temperature di esercizio fino a 90 gradi ed è adatto per l'uso sia in ambienti asciutti che umidi.
Ampiezza:La corrente massima che un conduttore può trasportare in sicurezza per un periodo prolungato in condizioni specifiche, un parametro critico nelle applicazioni ingegneristiche.
NEC:Il Codice Elettrico Nazionale degli Stati Uniti costituisce la base giuridica fondamentale per la scelta del filo THHN.
3. Norme e regolamenti correlati
Tabella NEC 310.15(B)(16)elenca la capacità di trasporto di corrente di base (tabella I) di diverse dimensioni di conduttori a diversi valori di temperatura. Ad esempio, secondo questa tabella, la capacità di carico di corrente del conduttore in rame THHN da 6 AWG a 90 gradi è 75 A; 8 AWG corrispondono a 55 A.
NEC 110.14(C)afferma che sebbene un conduttore possa avere una temperatura nominale più elevata, l'uso effettivo potrebbe richiedere che sia limitato a una temperatura nominale inferiore a causa delle limitazioni della temperatura del terminale o del punto di connessione. I dati per la temperatura nominale più alta devono essere utilizzati solo quando si eseguono calcoli di declassamento.
4. Base teorica per il calcolo della portata
La formula di base comunemente utilizzata per il calcolo della portata è la seguente:
I_effettivo=I_tabella × C_temp × C_gruppo
I_tabella:Valore di portata base dalla tabella NEC.
C_temp (fattore di correzione della temperatura):Corregge le deviazioni della temperatura ambiente dalla linea di base (solitamente 30 gradi). Ad esempio, a 40 gradi, il fattore di temperatura per un conduttore -da 90 gradi è circa 0,91.
C_group (fattore di correzione del raggruppamento):Quando il numero di conduttori supera tre, le prestazioni di dissipazione del calore peggiorano, richiedendo un'ulteriore correzione. Per 4–6 conduttori il fattore corrispondente è 0,80, per 7–9 conduttori 0,70 e così via.
Carico continuo:Il NEC richiede un margine del 125% per il carico continuo. Pertanto, la capacità dell'interruttore dovrebbe essere almeno il 125% del carico effettivo e la portata ammissibile del conduttore dovrebbe essere regolata di conseguenza.
5. Passaggi di calcolo dettagliati
1.Verificare la portata di base (I_table)
Ad esempio: il THHN in rame da 6 AWG ha una corrente nominale di 75 A a 90 gradi, mentre 8 AWG ha una corrente nominale di 55 A.
2.Applicare il fattore di correzione della temperatura (C_temp)
Se la temperatura ambiente è di 40 gradi, il fattore di correzione per un THHN -nominato a 90 gradi è di circa 0,91.
3.Applicare il fattore di correzione del raggruppamento (C_group)
Se in una canalina sono disposti quattro conduttori, utilizzare un fattore di correzione pari a 0,80.
4.Calcola la portata effettiva consentita
Utilizzando 8 AWG come esempio:
I_effettivo=55A × 0,91 × 0,70 ≈ 35A.
Se il carico è 39 A, non è sufficiente e deve essere aggiornato a Thhn 6 AWG. La corrente calcolata è 48 A, il che è accettabile.
5. Movimentazione continua del carico
Per un carico continuo (maggiore o uguale a 3 ore), moltiplicare il carico per 1,25 e quindi calcolare la differenza. Il confronto di I_actual garantisce il rispetto dei requisiti di progettazione della sicurezza.
6. Confronto della temperatura nominale del terminale
Sebbene il conduttore consenta dati a 90 gradi, le limitazioni del terminale potrebbero in definitiva limitarli a 75 gradi o 60 gradi, a seconda della temperatura nominale specifica del terminale del dispositivo.
6. Dimostrazione del caso di studio
Caso 1: conduttore singolo in un ambiente a 40 gradi
Conduttore: 6 AWG Rame THHN
Riferimento alla tabella:Capacità corrente di base: 75 A
Correzione della temperatura: 0.91 → 75 × 0.91 = 68.25A
Correzione del raggruppamento:Conduttore singolo, senza declassamento → 68,25 A
Considerazione sul carico continuo:Se il carico è 60A, la corrente richiesta è: 60 × 1.25=75A → 68,25A. Ciò non è sufficiente, quindi si consiglia di aggiornare le specifiche.
Caso 2: Quattro conduttori in condotto
Conduttore:8 AWG in rame THHN
Portata di corrente di base: 55A
Tcorrezione della temperatura: 0.91 → 55 × 0.91 ≈ 50A
Correzione del raggruppamento (4 conduttori): 0.80 → 50 × 0.80 = 40A
Carico continuo:Supponendo un carico di 30 A → 30 × 1.25=37.5A < 40 A → Accettabile