Declassamento Conduttori di Corrente per le Condizioni di Utilizzo

Da: Jerry Durham | Ago 05, 2020

Se chiedi a un esperto elettricista quante N. 12 AWG conduttori si inserisce in una 3/4″ EMT conduttore di sistema, è possibile ottenere una risposta, ad esempio “uno di più!”Mentre questo è divertente (e tipicamente vero), ci sono precauzioni che devono essere prese secondo il NEC ogni volta che i conduttori sono raggruppati insieme in una pista, cavo, o anche in un fossato nella terra.

Precauzioni simili devono essere prese anche dove i conduttori sono installati a temperature superiori a 86°F. Entrambe le condizioni contribuiscono all’accumulo di calore e alle scarse prestazioni del conduttore.

Vedremo cosa dice il NEC 2020 su queste condizioni d’uso rivedendo:

Carichi continui e non continui – Sezione 210.19(A)(1)

Sezione 210.19 (A) (1) indica agli elettricisti di dimensionare i conduttori al 100% del carico nominale per tutti i carichi non continui, più il 125% del carico nominale per tutti i carichi continui sul circuito. Tuttavia, se l’elettricista deve anche applicare i fattori di regolazione a quelle dei conduttori Tabella 310.15(C)(1) per più di tre conduttori di corrente in un conduttore, e/o di fattori di correzione da Tavolo 310.15(B)(1) per temperature superiori a 86 gradi Fahrenheit, quindi il NEC richiede di confrontare i risultati delle due requisiti e utilizzare il più grande dei due. In altre parole, se l’aumento dei conduttori del 125% produce il conduttore più grande, è necessario utilizzare quel conduttore. Ma se l’applicazione di fattori di regolazione e correzione per temperature ambiente eccessive e bundling conduttori produce il conduttore più grande, è necessario utilizzare quel conduttore.

Qual è l’aumento del 125%?

Aumentare la dimensione del conduttore del 125% per un carico continuo serve come dissipatore di calore aggiuntivo per il circuito. Il conduttore più grande fornisce più superficie per il calore da spostare nel circuito e più superficie per il calore da trasferire all’aria ambiente circostante. Il conduttore più grande toglie il calore dai terminali in cui è collegato il conduttore. Ma quando i terminali di tutti i componenti sono classificati per funzionare al 100% della loro valutazione marcata, non è necessario ridimensionare il conduttore al 125% per fungere da dissipatore di calore.

Ampacity conduttori – Tabella 310.16

Tabella 310.16 nel 2020 NEC fornisce ampacità conduttori per il cablaggio che utilizziamo ogni giorno quando le condizioni di utilizzo non ci costringono a deviare da quei numeri. Queste ” condizioni d’uso” di solito includono temperature ambiente superiori a 86°F, o più di tre conduttori che trasportano corrente installati insieme in una pista, cavo o sepolti nella terra. O entrambi.

La tabella 310.16 è suddivisa in due tabelle più piccole con conduttori in rame (Cu) indirizzati sul lato sinistro del tavolo e conduttori in alluminio (Al) e alluminio rivestito di rame indirizzati sul lato destro del tavolo. I conduttori di rame possono trasportare più corrente rispetto ai conduttori di alluminio della stessa dimensione.

Ci sono tre colonne di valutazione della temperatura fornite nella tabella: 60°C, 75°C e 90°C. La maggior parte dei conduttori cade in una di queste tre colonne di temperatura.

Il calore viene generato all’interno di un conduttore mentre la corrente elettrica scorre attraverso il conduttore. Maggiore è il flusso di corrente, maggiore è il calore generato nel conduttore. L’isolamento che circonda il conduttore, tipicamente termoindurente o termoplastico, deve essere valutato abbastanza alto da resistere a quel calore. La tabella 310.16 limita l’ampacità dei conduttori in base al loro grado di isolamento. Per esempio un 90 ° C No. 6 conduttore può trasportare più corrente di un 60 ° C No. 6 conduttore, non perché il filo stesso è diverso, ma perché l’isolamento del conduttore 90°C è costruito per resistere a più calore senza rompersi. Quando il calore generato all’interno del conduttore supera il valore di isolamento del conduttore, l’isolamento che circonda il filo può scolorire, diventare fragile e può eventualmente cadere.

Se avete mai visto un conduttore a terra bianco che ha una tinta marrone per il suo isolamento, si stava guardando un conduttore in uso ad un ampacity superiore al suo rating.

Comprendiamo che il calore viene generato mentre la corrente scorre attraverso il conduttore e quanto sia importante per l’isolamento di un conduttore essere in grado di resistere in modo sicuro a quel calore senza rompersi. Ma esiste un altro tipo di calore che è altrettanto importante per la longevità del conduttore: la temperatura ambiente. La temperatura ambiente è la temperatura dell’aria che circonda i conduttori elettrici dopo l’installazione. Quando questo è troppo alto, è una cattiva notizia per il conduttore.

Temperature ambiente diverse da 86 ° F-Tabella 310.15(B)(1)

Se la temperatura che circonda un conduttore è superiore a 86°F, il calore generato all’interno del conduttore durante l’uso normale non può dissipare efficacemente attraverso l’isolamento. Se il calore non può sfuggire efficacemente al conduttore, allora dobbiamo diminuire la quantità di flusso di corrente sul conduttore per ridurre il calore generato nel conduttore.

Questa riduzione del flusso di corrente consentito su un conduttore a causa di temperature ambiente superiori a 86°F è chiamata “correzione della temperatura ambiente” e richiede che i fattori di correzione della Tabella 310.15(B)(1) siano utilizzati in combinazione con i valori della Tabella 310.16.

I fattori di correzione di cui alla tabella 310.15(B)(1) sono percentuali e vengono applicati ai valori normali di ampacità di cui alla tabella 310.16 per ridurne il valore. Ad esempio, un conduttore di rame THWN No. 6 della Tabella 310.16 vale 65 ampere. Ma secondo la Tabella 310.15 (B) (1), quando lo stesso conduttore è installato in una temperatura ambiente compresa tra 105°F – 113°F, vale solo l ‘ 82% del suo valore, o 53,3 ampere. (65 x .82 = 53.3)

Non solo l’elettricista deve preoccuparsi che le temperature ambientali degradino e causino prestazioni scadenti in un conduttore, ma l’elettricista deve anche essere cauto nell’installare troppi conduttori che trasportano corrente insieme in una pista, in un cavo o sepolti nella terra. L’installazione di più di tre conduttori che trasportano corrente insieme in una singola canalizzazione, cavo o fossa coperta ha lo stesso effetto distruttivo sull’isolamento di un conduttore come l’installazione di conduttori in una temperatura ambiente elevata.

Più di tre conduttori che trasportano corrente in una canalina, cavo o terra-Tabella 310.15(C)(1)

Tabella 310.15(C)(1) richiede che i conduttori siano ridotti ogni volta che più di tre conduttori che trasportano corrente sono installati insieme in una canalina, cavo o in un fossato coperto nella terra. Ad esempio, la tabella 310.15(C)(1) richiede un numero THWN.4 conduttore di rame, normalmente valutato a 85 ampere secondo la tabella 310.16, da declassare all ‘ 80% del suo valore quando ci sono 4-6 conduttori che trasportano corrente in bundle insieme. Lo stesso conduttore deve essere ridotto al 70% del suo valore normale quando ci sono 7-9 conduttori che trasportano corrente in bundle insieme, e così via. L’ampacity dei conduttori continua a diminuire nella tabella 310,15 (C) (1) mentre il numero dei conduttori raggruppati insieme aumenta.

Quando più di tre conduttori che trasportano corrente sono installati insieme in una singola canalizzazione, cavo o fossa coperta, l’ampacità di ciascun conduttore deve essere ridotta in base al fattore di regolazione applicabile dalla Tabella 310.15(C)(1). Riducendo il flusso di corrente in ciascun conduttore si riduce il calore generato in ciascun conduttore. Collettivamente, questo riduce la temperatura di funzionamento complessiva del cablaggio nel sistema di condotti e salva l’isolamento del conduttore da guasti prematuri.

L’isolamento di un conduttore si degrada nel tempo anche con un uso normale. Ma quando il conduttore è sottoposto a temperature oltre la valutazione del conduttore, quel guasto si verifica molto prima. Un conduttore utilizzato in condizioni normali e secondo le istruzioni del produttore può fornire decenni di servizio affidabile.

Che cos’è un conduttore che trasporta corrente?

Ricorda, la tabella 310.15(C) (1) si applica solo ai conduttori che trasportano corrente e NON tutti i conduttori sono conduttori che trasportano corrente.

La sezione 310.15(F) afferma che un conduttore di messa a terra o di legame (tipicamente nudo o di colore verde) non viene mai contato come conduttore che trasporta corrente. Tuttavia, la Sezione 310.15 (E) afferma che il conduttore (neutro) con messa a terra bianca È un conduttore che trasporta corrente se trasporta tutta la corrente (ampere) nel circuito, come un circuito a due fili da 120 volt che serve un apparecchio di illuminazione. Ma quando il conduttore a terra bianco serve come conduttore neutro, dove trasporta solo il carico sbilanciato tra due conduttori di fase che servono lo stesso carico, non è un conduttore che trasporta corrente. L’elettricista dovrebbe studiare la sezione 310.15(E) per familiarizzare con le regole per un conduttore neutro installato in un condotto.

Come limitiamo la corrente?

Ripetutamente, abbiamo affermato che l’ampacità di un conduttore deve essere ridotta se il conduttore è esposto a temperature ambiente eccessive o troppi conduttori che trasportano corrente installati insieme in una pista o simili. Ma come possiamo ridurre questo ampacity? Come limitiamo il flusso di corrente? Riceviamo una promessa dal cliente che afferma che non applicheranno più amplificatori al circuito di quanto abbiamo consigliato dal momento che il conduttore è stato declassato? Certo che no. Quando diciamo che stiamo limitando gli amplificatori o il flusso di corrente su un circuito o conduttori, intendiamo semplicemente che stiamo riducendo la valutazione del dispositivo di sovracorrente.

Se un conduttore vale normalmente 50 ampere ma le temperature ambientali richiedono che il conduttore sia ridotto all ‘ 80%, dobbiamo semplicemente ridurre il dispositivo di sovracorrente in modo che viaggi al nuovo grado di ampacità del conduttore.

Ricorda, riducendo l’ampacità di un conduttore non sempre si ottiene un valore che si allinea con una dimensione standard di fusibile o interruttore dalla Tabella 240.6(A). Fortunatamente, gli elettricisti sono autorizzati a passare al prossimo dispositivo di sovracorrente di dimensioni standard nella tabella ogni volta che la valutazione di un conduttore non si allinea con i valori standard della Tabella. Questo è consentito fino a 800 ampere inclusi.