Caduta di tensione

Riteniamo di massima di dover dimensionare la conduttura contenendo a regime la caduta di tensione entro il 4% della tensione nominale del circuito secondo la raccomandazione della norma CEI 64-8.
Possiamo utilizzare per i calcoli la formula della caduta di tensione industriale [ 1 ] riporta ta in tutti i manuali.
Ricaviamo la resistenza (alla prevista temperatura di funzionamento) e la reattanza per ogni metro di conduttura a partire dalle tabelle messe a disposizione dai costruttori di cavi.
Le stesse si possono facilmente determinare con sufficiente precisione utilizzando le nostre conoscenze scolastiche ed altre note formule.
La formula da utilizzare per il calcolo della caduta di tensione [1] nel circuito di alimentazione è indicata in figura 3.

Abbiamo tenuto conto nella valutazione della resistenza di una temperatura di funzionamento dei conduttori del circuito pari a 160 °C (!).
I valori della caduta di tensione sono riepilogati per diverse sezioni del conduttore nella figura 3.
Per S = 50 mm2 la cdt è pari al 7.54%.
Per S = 70 mm2 la cdt è pari al 5.39%.
Per S = 95 mm2 la cdt è pari al 4.23%.
Per S = 120 mm2 la cdt è pari al 3.36%.

Sembra a prima vista accettabile solo la sezione pari a 120 mm2, in quanto, come già detto, la norma Cei 64-8, nell’edizione più recente, nell’articolo 525 raccomanda di non superare il 4% della tensione nominale.
Noi sosteniamo invece che, nella situazione in cui ci si trova, addirittura la scelta di una sezione di 70 mm2 risulterebbe accettabile, per tutta una serie di ragioni, che sono più oltre descritte.
La scelta tra 70 mm2 e 95 mm2 può essere fatta in base ad altre condizioni al contorno, in base anche a valutazioni probabilistiche che tutte le norme oggi, e quindi anche la regola d’arte, pongono a loro fondamento. Invitiamo i colleghi a rileggere il paragrafo 525 della norma CEI 64-8.

A nostro avviso la norma tecnica su un argomento che costituisce in tutta generalità un pilastro della progettazione degli impianti elettrici ci offre un aiuto modesto.
Anche sulle riviste, guarda caso, troviamo comunque su questo tema ben poco aiuto e quasi nessun approfondimento.
Riteniamo che la caduta di tensione del 5.4%, che si deve associare al cavo da 70 mm2, sia accettabile per più di un motivo, che di seguito elenchiamo:
- è il progettista che deve decidere il da farsi in base alle condizioni al contorno;
- in generale non è scritto da nessuna parte che essa non sia accettabile e per di più tale caduta è riferita ad un funzionamento permanente con corrente pari a 1,5 volte quella nominale del motore (160 A), che assolutamente esso non è in grado di sopportare per più di qualche minuto
- 1.4% in più rispetto al 4%, solo raccomandato dalla norma CEI 64-8, non comporta alcun problema: non tanti anni fa era consentita una cdt del 6% per fm e del 4% per i circuiti di illuminazione.
- la potenza di 90 kW è già la massima potenza che il motore può assorbire nelle condizioni più sfavorevoli di funzionamento prevedibili per l’impianto antincendio.
- un eventuale funzionamento con una cdt del 5.4% comporta un funzionamento con una tensione dell’1,4% più bassa rispetto a quella che si avrebbe con un dimensionamento effettuato secondo la raccomandazione normativa: ciò comporta un piccolo spostamento del punto di funzionamento sulla sua curva coppia/velocità, un piccolo aumento del 2 - 2,5% della corrente assorbita, sempre molto lontano da un eventuale punto di funzionamento instabile, cioè da quel punto per il quale diminuendo ancora la velocità la coppia espressa dal motore comincia anch’essa a diminuire.
- se si ritiene che gli effetti della caduta di tensione supplementare possano risultare pericolosi, si deve pensare che non è assolutamente così: si pensi ai diffusissimi, fino a ieri, avviamenti stella-triangolo che prevedono una tensione di avviamento addirittura ridotta di 1,73 volte (42% e non 1,6% in meno).
- le pompe centrifughe presentano una coppia resistente che vale quasi zero da ferme e che aumenta più che linearmente all’aumentare della velocità, quindi del tutto non problematica.
- se il progettista è in grado di farlo può tenere in conto diversamente del fatto che l’alimentazione avvenga in BT lontano o vicino alla cabina MT/BT del distributore di energia, o da propria cabina di trasformazione e giocare sulle cadute di tensione totali, trasformatore compreso: ciò può giocare ulteriormente a favore del risparmio sulla sezione del cavo di alimentazione della pompa antincendio se si pensa che l’uso dei getti d’acqua è subordinato spesso allo stacco di almeno una parte, se non tutta, dei carichi elettrici dell’attività, che non possiamo certo in questa sede approfondire.

Per concludere la scelta della sezione di 70 mm² sembra nel caso specifico più che consigliabile, con un risparmio notevolissimo sui cavi della conduttura.
In figura 3 sono riportati i valori della caduta di tensione a regime per il caso in esame. Pertanto possiamo sostenere che rispetto alla conduttura prevedibile secondo gli input ordinari cautelativi (3 x 2 x 95 mm2 o 3 x 1 x 120 mm2) sia possibile optare in molti contesti anche a parità di lunghezza per una conduttura (3 x 1 x 70 mm2, senza neutro), senz’altro molto meno costosa.