Calcolatore della Sezione del Cavo Elettrico (mm²)

Come funziona il calcolo

Come calcolare la sezione di un cavo elettrico in mm²

Il dimensionamento corretto della sezione di un cavo elettrico è uno dei compiti fondamentali di qualsiasi impianto elettrico. Una sezione sottodimensionata provoca surriscaldamento durante l'esercizio, degrada l'isolamento e costituisce un rischio di incendio; una sezione sovradimensionata rappresenta un costo materiale non necessario. La norma CEI 64-8, che recepisce e integra lo standard internazionale IEC 60364-5-52, definisce due criteri cumulativi che determinano la sezione minima: la capacità di conduzione della corrente e la caduta di tensione massima ammissibile. Il cavo installato deve soddisfare entrambi i criteri simultaneamente.

Criterio 1: capacità di conduzione della corrente

Il primo criterio è il più diretto: il cavo deve condurre la corrente di progetto senza che la temperatura del conduttore superi il limite di sicurezza dell'isolamento. Per cavi con isolamento in PVC installati in tubo incassato in parete o soffitto di calcestruzzo o muratura (metodo B2 della IEC 60364-5-52), la temperatura massima ammissibile è di 70 °C in regime permanente.

La corrente di progetto (Ib) si calcola a partire dalla potenza attiva e dal tipo di alimentazione:

• Circuito monofase (230 V): Ib = P / (V × cos φ)
• Circuito trifase (400 V): Ib = P / (√3 × V × cos φ)

Con Ib calcolato, si consulta la tabella delle capacità di conduzione per sezione normalizzata, per il metodo B2, isolamento PVC e conduttore in rame. I valori di riferimento per circuiti monofasi sono: 1,5 mm² supporta 15,5 A; 2,5 mm² supporta 21 A; 4 mm² supporta 27 A; 6 mm² supporta 34 A; 10 mm² supporta 46 A; 16 mm² supporta 62 A; 25 mm² supporta 80 A; 35 mm² supporta 99 A. Per circuiti trifasi, i valori sono leggermente inferiori a causa del riscaldamento mutuo tra i tre conduttori attivi.

Si seleziona la prima sezione normalizzata il cui valore di Iz sia uguale o superiore a Ib.

Criterio 2: caduta di tensione massima

Il secondo criterio limita la perdita di tensione lungo il conduttore. La resistenza elettrica del cavo provoca una caduta di tensione proporzionale alla lunghezza e alla corrente. In circuiti lunghi, una caduta eccessiva riduce la tensione ai terminali dell'apparecchio, compromettendo il suo funzionamento, la qualità dell'illuminazione e la vita utile dei motori.

La norma CEI 64-8 stabilisce i limiti massimi:

• 3 % per circuiti di illuminazione (più sensibili a variazioni di tensione)
• 5 % per prese e altri circuiti di forza motrice

La sezione minima per rispettare la caduta di tensione si calcola tramite:

S_vd = (k × ρ × L × Ib) / ΔU_max

Dove k = 2 per circuiti monofasi (il conduttore percorre la distanza in andata e ritorno) oppure √3 per circuiti trifasi, ρ = 1/56 Ω·mm²/m è la resistività del rame a 20 °C, L è la lunghezza del cavo in metri e ΔU_max è la caduta di tensione massima in volt (ad esempio, il 5 % di 230 V = 11,5 V). Il risultato di S_vd è un valore continuo; si arrotonda alla sezione normalizzata immediatamente superiore.

Sezione finale: il maggiore dei due criteri

La sezione installata è sempre la maggiore tra quella esigita dal criterio di corrente e quella esigita dal criterio di caduta di tensione. In circuiti brevi (tipicamente meno di 15 m), il criterio di corrente prevale. Man mano che la lunghezza aumenta, il criterio di caduta di tensione diventa il fattore più restrittivo e impone sezioni progressivamente più grandi per lo stesso valore di corrente di progetto.

Questo calcolatore applica automaticamente entrambi i criteri e indica la sezione consigliata in mm², la caduta di tensione effettiva con quella sezione e il disjuntor normalizzato appropriato.

Disjuntor di protezione

Il disjuntor (interruttore magnetotermico) installato a monte del circuito deve avere una corrente nominale uguale o superiore a Ib ma mai superiore alla capacità di conduzione Iz del cavo scelto. Questo calcolatore suggerisce il valore normalizzato più basso che soddisfa Ib, della serie EN 60898-1: 6, 10, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63, 80 e 100 A. Negli impianti con protezione differenziale, il disjuntor e l'interruttore differenziale sono selezionati in modo coordinato dall'installatore.

Metodo di installazione B2 e altri scenari

Questo calcolatore utilizza il metodo B2 della IEC 60364-5-52, che corrisponde a cavo in tubo incassato in parete o soffitto di calcestruzzo o muratura, a una temperatura ambiente di 30 °C. È il metodo di installazione più comune negli edifici residenziali in Italia. Per altri metodi di installazione (cavo interrato in tubo, cavo in aria libera, canaline senza coperchio), i valori di capacità di conduzione sono diversi ed è necessario applicare i fattori di correzione della norma. L'elettricista responsabile del progetto applica questi fattori in base al percorso effettivo dell'impianto.

Carico unidirezionale versus carico equilibrato in trifase

Un aspetto frequentemente trascurato è la distinzione tra circuiti trifasi con carico equilibrato (le tre fasi trasportano la stessa corrente) e circuiti con una distribuzione squilibrata. Quando un circuito trifase alimenta tre carichi uguali — per esempio tre motori identici su tre fasi separate — ogni conduttore di fase conduce lo stesso valore di corrente e il neutro non trasporta corrente (in condizioni ideali). In questo caso, il calcolo di Ib per trifase è semplificato: Ib = P / (√3 × V × cos φ) per la potenza totale, e ogni fase conduce una corrente più bassa rispetto al caso monofase, consentendo una sezione inferiore.

Al contrario, se un impianto trifase alimenta principalmente carichi monofasi distribuiti in modo squilibrato tra le fasi, la regola è più conservativa: il neutro può trasportare corrente significativa (fino al 173 % della corrente di fase nel peggiore dei casi), e la sezione del neutro deve talvolta uguagliare quella dei conduttori di fase. Questo aspetto non è approfondito in questo calcolatore, che assume un carico trifase equilibrato o prevalentemente tale.

Quando ricorrere a un professionista

Questo calcolatore è destinato a stime orientative e a verificazioni di primo approccio. Il progetto definitivo di un impianto elettrico deve essere elaborato e firmato da un tecnico responsabile abilitato secondo le disposizioni della legge. In Italia, gli impianti nuovi e le ristrutturazioni che alterano significativamente l'impianto esistente richiedono un progetto dell'impianto elettrico approvato da professionista abilitato e una dichiarazione di conformità rilasciata da installatore iscritto all'albo presso il distributore di energia (Terna o gestore locale). La normativa vigente è contenuta nel Decreto Ministeriale 22 gennaio 2008 n. 37 (DM 37/2008) e nelle sue successive modifiche. Verificare sempre con il distributore locale le eventuali specifiche ulteriori per il collegamento alla rete pubblica.

Variabili di mercato e fattori di correzione

I valori di Iz riportati in questo calcolatore si riferiscono a condizioni standard: temperatura ambiente di 30 °C, metodo di installazione B2, isolamento PVC. Se l'ambiente supera i 30 °C (laboratori, cucine industriali, locali sotterranei), è necessario applicare un fattore di correzione che riduce la capacità di conduzione. Analogamente, se più cavi sono installati in vicinanza in tubi o canaline, il riscaldamento mutuo impone ulteriori fattori di riduzione. La norma CEI 64-8 e la relativa tabella tecnica (CEI 64-8/5-52) forniscono i fattori precisi da applicare al dimensionamento specifico dell'impianto. Un tecnico responsabile considera sempre questi fattori nel progetto definitivo.