2/0 Portata del filo di alluminio: valori NEC, fattori di declassamento e suggerimenti per l'applicazione

Chiedi a tre persone in un cantiere quanti ampere il filo di alluminio 2/0 può trasportare e spesso otterrai tre risposte diverse. La domanda non è vaga; il numero cambia semplicemente con le condizioni. Un conduttore in alluminio da 2/0 AWG con una classificazione di 75°C è buono per 135A in una canalina tipica, ma tale cifra può scendere a circa 95 A una volta applicati la temperatura ambiente e il numero dei conduttori, o salire ben al di sopra di 150A in aria libera con un sistema di isolamento a 90°C.

Poiché molto dipende dal contesto, l'approccio più affidabile è iniziare dalla tabella pubblicata e quindi applicare le correzioni effettivamente affrontate dall'installazione. Questa guida fa esattamente questo, iniziando con la portata di base del filo di alluminio 2/0 e finendo con i dettagli di connessione che mantengono un alimentatore fresco per decenni.

Cos'è in realtà il filo di alluminio 2/0 AWG

2/0 AWG viene pronunciato come "due aught" e scritto come 00 AWG. Il conduttore ha una sezione trasversale di circa 133.100 mil circolari, circa 67,4 mm², con un diametro nominale di 9,27 mm. Si colloca tra 1/0 AWG e 3/0 AWG nella serie American Wire Gauge ed è una delle dimensioni più comuni per alimentatori a bassa tensione, conduttori di servizio e circuiti di distribuzione in cui una corrente moderata deve percorrere una discreta distanza.

Un chiarimento evita molta confusione: 2/0 AWG non è la stessa cosa di 2 AWG. Un conduttore in alluminio da 2 AWG ha una sezione trasversale di circa 33,6 mm² e ha una potenza nominale di 90 A a 75°C, motivo per cui le domande su come spingere 125 A attraverso "alluminio 2 AWG" di solito terminano con una raccomandazione di aumentare le dimensioni. Passare da 2 AWG a 2/0 AWG raddoppia all'incirca l'area metallica e aggiunge circa il cinquanta per cento alla portata.

I conduttori in alluminio di queste dimensioni appaiono in diverse forme. I trefoli nudi vengono utilizzati nelle linee aeree come costruzioni AAC, AAAC e ACSR, mentre le versioni isolate appaiono come cavi XHHW, THWN, USE e XLPE o PVC a bassa tensione. L'alluminio rivestito in rame, che ha una sottile pelle di rame sopra un nucleo di alluminio, è elencato insieme all'alluminio nella maggior parte delle tabelle di portata.

Portata del filo di alluminio 2/0 in breve

La tabella seguente fornisce la portata di base di un conduttore in alluminio 2/0 AWG, con valori di rame inclusi per confronto. Questi numeri presuppongono non più di tre conduttori che trasportano corrente in una canalina o in un cavo a una temperatura ambiente di 30°C.

Due avvertenze viaggiano con queste cifre. Innanzitutto, le tabelle di portata vengono riviste di tanto in tanto e l'edizione 2023 del Codice elettrico nazionale ha modificato i valori selezionati, in modo che prevalga l'edizione adottata nella tua giurisdizione. In secondo luogo, i progetti al di fuori del Nord America possono funzionare in base a IEC o ad altri standard regionali, dove le dimensioni dei conduttori sono espresse in millimetri quadrati anziché in AWG.

Quale colonna si applica alla tua installazione

La portata è la corrente massima che un conduttore può trasportare continuamente senza superare la sua temperatura nominale. Il calore è il fattore limitante, quindi un conduttore con isolamento a 90°C può diventare più caldo e quindi trasportare più corrente rispetto allo stesso conduttore con isolamento a 60°C.

La colonna che puoi effettivamente utilizzare, tuttavia, è impostata dall'anello più debole del circuito. Le regole del codice richiedono che la portata sia basata sulla temperatura nominale più bassa di qualsiasi terminazione, conduttore o dispositivo nel circuito. La maggior parte degli interruttori, capicorda e quadri elettrici sono classificati per conduttori a 75°C, quindi per un alimentatore in alluminio 2/0 il numero pratico è solitamente 135 A anche quando il cavo stesso è un prodotto XHHW-2 o THHN classificato a 90°C.

La cifra più alta non viene sprecata. È possibile iniziare i calcoli di declassamento dalla colonna 90°C, a condizione che il risultato finale non superi la portata consentita dalle terminazioni. In pratica, 150 A è un punto di partenza per l'aritmetica, non un valore su cui caricare.

La protezione da sovracorrente segue una logica simile. Con la tolleranza di dimensione successiva, un conduttore in alluminio 2/0 con una portata di 135 A può essere protetto da un dispositivo da 150 A quando il carico calcolato non supera 135 A, ma tale tolleranza comporta condizioni e appartiene alla documentazione di progettazione.

Fattori di declassamento che riducono il numero reale

Le installazioni reali raramente corrispondono alle condizioni di base di tre conduttori, una temperatura ambiente di 30°C e un singolo strato disaggregato. Quattro correzioni spiegano la maggior parte della differenza:

• Temperatura ambiente. Le portate presuppongono 30°C. A 40°C il fattore di correzione per un conduttore nominale a 75°C è 0,88, mentre in un locale tecnico caldo a 50°C scende a 0,75.
• Numero di conduttori percorsi da corrente. Da quattro a sei conduttori in una canalina o in un fascio di cavi vengono regolati all'80%, da sette a nove al 70%, mentre i raggruppamenti più grandi diminuiscono ulteriormente.
• Carichi continui. I circuiti che forniscono carichi continui sono dimensionati al 125% del carico, il che rimuove effettivamente un quinto della capacità utilizzabile.
• Caduta di tensione e corrente di avviamento. L'ampiezza è un limite termico, non un limite prestazionale. Un lungo alimentatore in alluminio può mantenere perfettamente la temperatura e fornire comunque una tensione inaccettabile all'estremità, soprattutto per l'avviamento del motore.

Per uno sguardo più approfondito su come la cordatura dei conduttori e il metodo di installazione influiscono su questi stessi calcoli, consultare la nostra guida Valori di portata NEC e fattori di declassamento .

Un esempio pratico: alimentatore di alluminio 2/0 in un edificio caldo

Supponiamo che un alimentatore XHHW-2 in alluminio 2/0 in una canaletta alimenti un pannello di distribuzione, con quattro conduttori che trasportano corrente e una temperatura ambiente di progetto di 40°C. Elaborare le correzioni passo dopo passo fornisce una risposta realistica piuttosto che una risposta tabellare.

1. Portata base dalla colonna 75°C: 135 A.
2. Regolazione per quattro conduttori percorsi da corrente: 135 A x 0,80 = 108 A.
3. Correzione ambientale a 40°C: 108 A x 0,88 = 95 A, che è la portata che l'installazione può sopportare in modo continuo.
4. Poiché il carico è continuo, il carico stesso non deve superare 95 A diviso 1,25, ovvero circa 76 A.
5. Se il carico calcolato è superiore, aumentare fino a 3/0 di alluminio, dividere il percorso su due condotti o migliorare la ventilazione.
6. Infine, controllare la caduta di tensione sulla lunghezza effettiva del percorso; l’aumento di una taglia è spesso più economico delle perdite energetiche accumulate in un decennio.

È qui che i dati solidi del produttore aiutano, perché le dimensioni del conduttore, lo spessore dell'isolamento e i valori di temperatura alimentano tutti lo stesso calcolo.

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La nostra gamma di cavi di alimentazione XLPE e PVC a bassa tensione copre gli alimentatori da 0,6/1 kV in cui viene spesso specificato l'alluminio 2/0 e i nostri ingegneri sono lieti di analizzare insieme a voi i numeri di declassamento.

Alluminio contro rame a 2/0

A 2/0 AWG il confronto è diretto: 135 A contro 175 A a 75°C, quindi l'alluminio fornisce circa tre quarti della portata del rame con le stesse dimensioni fisiche. L'alluminio conduce circa il 61% di quello che fa il rame, ma poiché la dissipazione del calore dipende dalla superficie e dalla resistenza, il divario di portata è più stretto del divario di conduttività. Come regola generale, un conduttore in alluminio viene maggiorato di una dimensione commerciale per corrispondere alla portata di rame.

I vantaggi sono peso e costo. L'alluminio ha circa un terzo della densità del rame, che è importante su tiri lunghi, vassoi rialzati e lavori su pali, e costa notevolmente meno per ampere consegnato. Il compromesso è la sensibilità della connessione: l'alluminio si ossida rapidamente e si insinua sotto pressione sostenuta, quindi le terminazioni devono essere elencate per il metallo, preparate con cura e serrate alla coppia stampata sul capocorda.

Tra i due si trova l’alluminio rivestito in rame. La sua portata è normalmente ricavata dalla colonna di alluminio, mentre la sua superficie si comporta più come il rame per scopi di corrosione e connessione, motivo per cui rimane popolare nei circuiti derivati ​​più piccoli.

Dove l'alluminio 2/0 guadagna il suo posto

A 135 A, un conduttore in alluminio 2/0 copre un'ampia e pratica gamma di applicazioni:

• Conduttori di ingresso servizi e alimentatori principali ai sottopannelli
• Distribuzione residenziale interrata, interrata direttamente o installata in condotta
• Pannelli solari, accumulo di batterie e interconnessioni tra inverter e pannello
• Cavo di saldatura e cavo per pompa sommersa in costruzioni compatibili con l'alluminio
• Linee di distribuzione aeree costruite con conduttori nudi AAC, AAAC o ACSR

Laddove una corsa lascia il terreno e si arrampica su un palo, i conduttori in alluminio nudo prendono il posto del cavo isolato e la costruzione cambia da limitata a isolamento a limitata a tensione.

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Installazioni aeree e sopraelevate

L'aria libera modifica considerevolmente il quadro dell'ampiezza. Un conduttore esposto al vento e all'aria ambiente più fresca disperde il calore in modo molto più efficace di un cavo sepolto in una canalina e i valori pubblicati in aria libera possono superare i valori della canalizzazione di oltre il 20% per la stessa dimensione. Una volta che la portata smette di essere un vincolo vincolante, i fattori limitanti si spostano verso l’abbassamento, la tensione, il carico del vento e la temperatura nominale dell’isolamento e dell’hardware.

Il cavo aereo isolato da 1 kV a 35 kV è spesso la scelta più pratica per la distribuzione aerea in cui alberi, edifici o accesso pubblico rendono i conduttori nudi un'opzione inadeguata. La resistenza alla luce solare, la resistenza al tracciamento e la tensione corretta per la campata sono importanti tanto quanto la tabella di portata stessa.

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Pratiche di connessione che proteggono l’ampiezza

L’alluminio ha un problema di reputazione che è soprattutto un problema di lavorazione. Alcune abitudini disciplinate prevengono la grande maggioranza dei fallimenti:

• Pulisci e spazzola. La spazzolatura metallica rimuove lo strato di ossido che si riforma entro pochi minuti dall'esposizione all'aria.
• Usa uno dei composti elencati. Un antiossidante o un composto di contatto rallenta la riossidazione e migliora il contatto superficiale.
• Coppia secondo specifica. Un serraggio insufficiente crea punti caldi; un serraggio eccessivo danneggia i trefoli e deforma le alette.
• Abbina i metalli. I connettori devono essere contrassegnati per l'alluminio o l'alluminio rivestito in rame e le alette bimetalliche devono gestire qualsiasi transizione al rame.
• Rispettare l'ambiente. I percorsi bagnati, interrati o esposti agli agenti chimici necessitano di giacche e barriere antiumidità adatte al luogo, come le nostre cavi di serie impermeabili .

Dopo i primi cicli di riscaldamento e raffreddamento, un rapido ricontrollo della coppia e una scansione termografica delle terminazioni rileveranno quasi tutto ciò che è scivolato durante l'installazione.

Una pratica lista di controllo per specificare l'alluminio 2/0

1. Confermare il carico di progetto, compreso il fattore del 125% per il servizio continuo.
2. Selezionare la colonna della portata dal valore nominale di terminazione più basso nel circuito, che solitamente è 75°C.
3. Applicare le correzioni ambientali e del numero di conduttori nell'ordine richiesto dal codice applicabile.
4. Verificare il dispositivo di sovracorrente, inclusa l'eventuale tolleranza di dimensione successiva e le sue condizioni.
5. Controllare la caduta di tensione sulla lunghezza effettiva del percorso, non sulla distanza in linea retta.
6. Confermare il materiale del capocorda, i connettori bimetallici e i valori di coppia per ogni terminazione.
7. Registrare la portata finale sul disegno in modo che l'ingegnere successivo non debba ripetere il lavoro.

I conduttori in alluminio costituiscono da decenni una parte standard della distribuzione di energia e 2/0 AWG rimane una delle dimensioni più utili della gamma. Considera 135 A a 75°C come punto di partenza, applica le correzioni richieste dall'installazione e presta alle terminazioni l'attenzione che meritano e un alimentatore in alluminio 2/0 funzionerà in modo affidabile per tutta la vita del sistema.

Questo è l’approccio che adottiamo ogni giorno. Fondata nel 1988, la nostra azienda produce cavi da bassa a alta tensione, inclusi cavi di alimentazione XLPE e PVC da 0,6/1 kV, conduttori nudi e aerei, cavi di controllo e per apparecchiature e prodotti speciali per applicazioni resistenti al fuoco, alle alte temperature e alle energie rinnovabili. Il nostro team di tecnici esamina regolarmente la portata, il declassamento e le condizioni di installazione con i clienti prima di programmare un singolo fusto. Se stai dimensionando un nuovo alimentatore o stai sostituendo un tratto esistente, inviaci i dettagli del carico, le condizioni ambientali e le informazioni sul percorso e confermeremo la dimensione del conduttore e la struttura del cavo adatti al lavoro.