Scelta dei cavi secondo UL / NEC
Come scegliere la sezione AWG di un cavo in rame e la sua protezione per quadri e impianti negli USA e in Canada, secondo il NEC (NFPA 70) e le norme UL.
Normative seguite da questa guida
UL / NEC. NFPA 70, National Electrical Code (NEC): tabella delle portate 310.16, fattori di correzione 310.15 e protezione dell'articolo 240. UL 489: interruttori automatici per la protezione dei circuiti derivati. UL 508A: quadri di controllo industriali.
Valori per conduttori in rame. I regolamenti nazionali possono essere più restrittivi (in Italia la CEI 64-8, in Spagna il REBT, in Germania la DIN VDE 0298-4, negli USA l'autorità locale). Questa guida serve per un predimensionamento: verifica sempre il calcolo con la norma e il regolamento che si applicano al tuo impianto.
Impianto in Europa? Usa la guida alla scelta dei cavi secondo IEC, con calcolatore.
Cosa cambia in Nord America
Negli USA (e, con un proprio codice, in Canada) gli impianti seguono il NEC (NFPA 70), le sezioni si misurano in AWG e gli apparecchi devono essere certificati UL. Queste sono le differenze più importanti quando si progetta un quadro per quel mercato:
- Tipo di cavo. I più comuni sono THHN/THWN-2 (90 °C) in canalizzazione e MTW (cavo per macchine) dentro quadri e macchine.
- Colonna di temperatura. Anche se il cavo è da 90 °C, la portata è limitata dalla temperatura ammessa dai morsetti degli apparecchi (NEC 110.14(C)): fino a 100 A o sezioni da 14 a 1 AWG, colonna 60 °C salvo morsetti marcati per 75 °C; sopra 100 A, colonna 75 °C. La colonna 90 °C serve come punto di partenza per applicare i fattori di correzione.
- Dove è posato. La tabella 310.16 vale per non più di tre conduttori attivi in canalizzazione (conduit), cavo o interrati. Per conduttori in aria si usa la tabella 310.17 e per le passerelle l'articolo 392.
- Protezione a monte. Per proteggere un circuito derivato serve un interruttore automatico secondo UL 489. I piccoli automatici secondo UL 1077 (protettori supplementari) non valgono come protezione del circuito derivato, anche se sembrano un magnetotermico IEC.
- Conduttori piccoli. Anche se la tabella dà di più, la protezione non può superare 15 A per 14 AWG, 20 A per 12 AWG e 30 A per 10 AWG (NEC 240.4(D)).
- Carichi continui. Se il carico funziona per tre ore o più di seguito, cavo e protezione si dimensionano al 125 % della sua corrente (NEC 210.19 e 210.20).
Tabella NEC delle sezioni AWG
Portata in ampere, conduttori in rame, non più di tre conduttori attivi, 30 °C (NEC tabella 310.16):
NEC tabella 310.16 · rame · 30 °C
| AWG | mm² | Equivalente IEC (mm²) | 60 °C | 75 °C | 90 °C | Protezione massima (240.4(D)) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 14 | 2,08 | 2,5 | 15 | 20 | 25 | 15 A |
| 12 | 3,31 | 4 | 20 | 25 | 30 | 20 A |
| 10 | 5,26 | 6 | 30 | 35 | 40 | 30 A |
| 8 | 8,37 | 10 | 40 | 50 | 55 | – |
| 6 | 13,3 | 16 | 55 | 65 | 75 | – |
| 4 | 21,2 | 25 | 70 | 85 | 95 | – |
| 3 | 26,7 | 35 | 85 | 100 | 115 | – |
| 2 | 33,6 | 35 | 95 | 115 | 130 | – |
| 1 | 42,4 | 50 | 110 | 130 | 145 | – |
| 1/0 | 53,5 | 70 | 125 | 150 | 170 | – |
| 2/0 | 67,4 | 70 | 145 | 175 | 195 | – |
| 3/0 | 85,0 | 95 | 165 | 200 | 225 | – |
| 4/0 | 107,2 | 120 | 195 | 230 | 260 | – |
La colonna «Equivalente IEC» indica la sezione metrica normalizzata uguale o superiore; serve per orientarsi, non per sostituire un cavo certificato con un altro.
Fattori di correzione NEC
Temperatura ambiente (tabella 310.15(B)(1))
| Ambiente (°C) | 60 °C | 75 °C | 90 °C |
|---|---|---|---|
| 21–25 | 1,08 | 1,05 | 1,04 |
| 26–30 | 1,00 | 1,00 | 1,00 |
| 31–35 | 0,91 | 0,94 | 0,96 |
| 36–40 | 0,82 | 0,88 | 0,91 |
| 41–45 | 0,71 | 0,82 | 0,87 |
| 46–50 | 0,58 | 0,75 | 0,82 |
Più di 3 conduttori attivi nella stessa canalizzazione o cavo (310.15(C)(1))
| Conduttori attivi | Fattore |
|---|---|
| 4–6 | 80 % |
| 7–9 | 70 % |
| 10–20 | 50 % |
| 21–30 | 45 % |
| 31–40 | 40 % |
| 41+ | 35 % |
Taglie normalizzate delle protezioni (NEC 240.6(A)): 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 110, 125, 150, 175 e 200 A. Se la portata del cavo non coincide con una taglia, il NEC consente la taglia immediatamente superiore fino a 800 A (240.4(B)). Per la caduta di tensione il NEC raccomanda (in una nota informativa) di non superare il 3 % nel circuito derivato e il 5 % in totale.
Dubbi frequenti
Posso usare un magnetotermico IEC in un quadro per gli USA?
Solo se è certificato secondo UL 489 per quell'applicazione. Quelli che hanno solo la certificazione UL 1077 sono protettori supplementari e non valgono come protezione del circuito derivato.
Quanti mm² sono 12 AWG?
3,31 mm². La sezione metrica normalizzata più vicina per eccesso è 4 mm².
Link
- NFPA 70 (NEC) · National Electrical Code (pagina ufficiale NFPA)
- Scelta dei cavi secondo IEC · Guida di FaseCAD
- Calcolatore da kW ad ampere · Strumento di FaseCAD