Calcolo interruttore magnetotermico
Metodo di calcolo dell'interruttore magnetotermico
Questo calcolatore per il calcolo dell'interruttore magnetotermico determina il valore nominale necessario in base alla potenza del carico per un'alimentazione monofase a 230 V o trifase a 400 V. Calcola la corrente di esercizio, seleziona un valore nominale standard dell'interruttore magnetotermico e propone una sezione del cavo in rame o alluminio tenendo conto del fattore di potenza, del coefficiente di contemporaneità, di un margine di corrente opzionale, della temperatura ambiente e del metodo di posa.
Valori indicativi e raccomandazioni
Potenza di progetto del carico
La potenza di progetto viene determinata dalla potenza attiva totale P in kW e dal coefficiente di contemporaneità k. Per un singolo carico si utilizza k = 1. Per un gruppo di carichi sono disponibili i valori 1, 0.9, 0.8, 0.7, 0.6 e 0.5. Il coefficiente viene selezionato dall'utente e non viene ridotto automaticamente in base al numero di dispositivi collegati.
Pprogetto = P × k
Un valore di k = 1 significa che nel calcolo viene considerato il 100% della potenza installata. Ad esempio, k = 0.8 significa che il carico simultaneo di progetto viene assunto pari all'80% della potenza installata totale. Se il carico simultaneo non può essere stimato in modo affidabile, utilizzare k = 1.
Conversione della potenza in corrente di esercizio
La corrente di esercizio viene calcolata dalla potenza di progetto, dalla tensione di alimentazione e dal fattore di potenza cosφ. La potenza espressa in kW viene prima convertita in watt moltiplicandola per 1000.
Per un'alimentazione monofase a 230 V:
Iesercizio = Pprogetto × 1000 / (230 × cosφ)
Per un'alimentazione trifase a 400 V:
Iesercizio = Pprogetto × 1000 / (√3 × 400 × cosφ)
Il fattore di potenza tiene conto dell'aumento di corrente dovuto alla componente reattiva del carico. Il calcolatore utilizza cosφ = 1 per carichi resistivi, 0.95 per carichi misti e 0.8 per motori, pompe e compressori. Più basso è cosφ, maggiore è la corrente di esercizio a parità di potenza attiva.
Il calcolo trifase presuppone che il carico sia distribuito uniformemente tra le tre fasi. La formula contenente il fattore √3 è valida in questa condizione.
Margine di corrente opzionale e scelta dell'interruttore
Il margine di corrente aggiuntivo viene inserito come percentuale ed è pari allo 0% per impostazione predefinita. Se viene specificato un margine r, la corrente di esercizio viene aumentata di tale percentuale.
Iprogetto = Iesercizio × (1 + r / 100)
Con un margine dello 0%, Iprogetto = Iesercizio. Questo margine è un valore opzionale definito dall'utente e non un coefficiente fisso obbligatorio previsto dalla norma.
Il valore nominale dell'interruttore magnetotermico viene scelto come il più piccolo valore standard non inferiore alla corrente di progetto. Il calcolatore utilizza la serie 6, 10, 13, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63, 80 e 100 A. Ad esempio, una corrente di progetto di 18.3 A porta alla scelta di un interruttore da 20 A, mentre 20.1 A porta alla scelta di un interruttore da 25 A.
Il margine effettivo dell'interruttore indica la differenza percentuale tra il valore nominale standard selezionato e la corrente di progetto:
Margine = (In / Iprogetto - 1) × 100%
Se la corrente di progetto supera 100 A, il calcolatore visualizza >100, perché valori nominali superiori non sono inclusi nella serie utilizzata da questo calcolatore.
Scelta della sezione del cavo
La sezione del cavo viene scelta in base al valore nominale dell'interruttore selezionato, in modo che la portata di corrente continua ammissibile del cavo non sia inferiore alla corrente nominale dell'interruttore. Per un circuito monofase vengono utilizzati valori tabellari per due conduttori caricati. Per un circuito trifase vengono utilizzati valori per tre conduttori caricati.
Il calcolo si basa su cavi con isolamento in PVC e temperatura massima di esercizio del conduttore pari a 70 °C. Per i conduttori in rame, il calcolatore verifica le sezioni standard 1.5, 2.5, 4, 6, 10, 16, 25, 35, 50, 70, 95, 120, 150, 185 e 240 mm2. Per i conduttori in alluminio verifica 2.5, 4, 6, 10, 16, 25, 35, 50, 70, 95, 120, 150, 185 e 240 mm2.
Il metodo di posa determina la portata di corrente di base del cavo. Vengono utilizzati i metodi di riferimento della IEC 60364-5-52: A2 per un cavo multipolare in tubo all'interno di una parete termicamente isolata, B2 per un cavo multipolare in tubo installato su una parete e C per un cavo installato direttamente su una parete o su una passerella portacavi non perforata. Se non viene selezionato alcun metodo di posa, viene utilizzato il metodo B2.
Correzione per la temperatura ambiente
Il fattore di correzione della temperatura adegua la portata di corrente del cavo rispetto alla temperatura ambiente di riferimento di 30 °C. Se la correzione per la temperatura è disattivata, viene utilizzato kT = 1. Quando è attivata, per l'isolamento in PVC vengono applicati i seguenti fattori:
- 10 °C e inferiori -
1.22 - 15 °C -
1.17 - 20 °C -
1.12 - 25 °C -
1.06 - 30 °C -
1.00 - 35 °C -
0.94 - 40 °C -
0.87 - 45 °C -
0.79 - 50 °C -
0.71 - 55 °C -
0.61 - 60 °C -
0.50
Per temperature comprese tra i valori indicati viene utilizzato il fattore relativo alla temperatura immediatamente superiore. Ad esempio, a 12 °C il calcolatore applica il fattore di 15 °C 1.17, mentre a 31 °C applica il fattore di 35 °C 0.94. Per temperature inferiori a 10 °C viene utilizzato il fattore 1.22. Oltre 60 °C non viene fornita alcuna raccomandazione sulla sezione del cavo.
La portata di corrente tabellare richiesta viene calcolata dividendo la corrente nominale dell'interruttore per il fattore di correzione della temperatura:
Itabella = In / kT
Il calcolatore seleziona quindi la sezione di cavo più piccola la cui corrente ammissibile tabellare non sia inferiore a Itabella, tenendo conto del materiale del conduttore, del numero di conduttori caricati e del metodo di posa. Di conseguenza, una temperatura ambiente più elevata o un metodo di posa meno favorevole può richiedere una sezione del cavo maggiore anche se il valore nominale dell'interruttore magnetotermico rimane invariato.
Norme europee utilizzate come riferimento
IEC 60364-5-52 e HD 60364-5-52 - Impianti elettrici a bassa tensione. Parte 5-52: Scelta e installazione dei componenti elettrici. Condutture. Questi documenti forniscono i principi utilizzati per determinare la portata di corrente dei conduttori, i metodi di installazione di riferimento A2, B2 e C e i fattori di correzione della temperatura per l'isolamento in PVC.
IEC 60364-4-43 e HD 60364-4-43 - Impianti elettrici a bassa tensione. Parte 4-43: Protezione per garantire la sicurezza. Protezione contro le sovracorrenti. La scelta del dispositivo di protezione segue il principio generale di coordinamento tra la corrente di progetto, la corrente nominale dell'interruttore magnetotermico e la corrente ammissibile del cavo.
IB ≤ In ≤ Iz
EN 60898-1 - Accessori elettrici. Interruttori automatici per la protezione contro le sovracorrenti negli impianti domestici e similari. Interruttori automatici per funzionamento in corrente alternata. Questa norma si applica agli interruttori automatici utilizzati per la protezione contro le sovracorrenti dei circuiti negli impianti domestici e similari.
FAQs
Perché il calcolatore seleziona un interruttore da 20 A se la corrente calcolata è 18 A?
I valori nominali degli interruttori magnetotermici vengono scelti da una serie standard, quindi nella serie utilizzata dal calcolatore non è previsto un interruttore da 18 A. Viene selezionato il valore standard immediatamente superiore che non sia inferiore alla corrente di progetto, perciò un risultato di 18 A porta a un interruttore da 20 A.
Come scegliere il coefficiente di contemporaneità per un gruppo di carichi?
Se tutti i carichi collegati possono funzionare contemporaneamente, utilizzare k = 1. I valori 0.9, 0.8, 0.7, 0.6 o 0.5 devono essere utilizzati solo quando è ragionevole prevedere che il carico simultaneo sia inferiore alla potenza installata totale.
Perché la corrente trifase è inferiore a parità di potenza del carico?
In un sistema trifase equilibrato, la potenza totale viene distribuita tra tre fasi e la formula include il fattore √3. Di conseguenza, a parità di potenza totale del carico, la corrente in un sistema trifase a 400 V è inferiore rispetto a un sistema monofase a 230 V.
Perché la sezione del cavo consigliata cambia con la temperatura o il metodo di posa?
La corrente continua ammissibile di un cavo dipende dall'efficacia con cui riesce a dissipare il calore. Una temperatura ambiente più elevata e condizioni di posa con una peggiore dissipazione termica riducono la portata di corrente del cavo, quindi può essere necessaria una sezione maggiore del conduttore per lo stesso valore nominale dell'interruttore magnetotermico.
Cosa indica il margine effettivo dell'interruttore magnetotermico?
È la differenza percentuale tra il valore nominale standard selezionato dell'interruttore e la corrente di progetto calcolata. Questo valore mostra di quanto il valore nominale standard scelto supera il carico effettivamente calcolato. Ad esempio, la differenza tra 18.3 A e un interruttore da 20 A è relativamente piccola, mentre la differenza tra 20.1 A e un interruttore da 25 A è sensibilmente maggiore.