La caduta di tensione di un cavo di trasmissione di potenza può essere calcolata con precisione utilizzando una formula passo-per-passo, il cui nucleo è ΔU=I × R. La caduta di tensione dovrebbe generalmente essere controllata entro il 5% della tensione del sistema (ad esempio, non più di 19 V per un sistema da 380 V).
Principali cause della caduta di tensione I cavi possiedono intrinsecamente resistenza e reattanza. Quando la corrente li attraversa, si verifica una perdita di energia, che si manifesta come una caduta di tensione. I fattori che influenzano includono:
Materiale del cavo: la resistività del cavo in rame (0,0174 Ω·mm²/m) è inferiore a quella del cavo in alluminio (0,0283 Ω·mm²/m), con conseguente caduta di tensione inferiore;
Lunghezza del cavo: più lungo è il cavo, maggiore è la caduta di tensione;
Area della sezione trasversale: quanto più piccola è la sezione trasversale, maggiore è la resistenza e più significativa la caduta di tensione;
Corrente di carico: maggiore è la potenza, maggiore è la corrente e più significativa la caduta di tensione;
Fattore di potenza: i carichi induttivi (come i motori) hanno un fattore di potenza basso, che aggrava la caduta di tensione.
Metodo in due- o tre-fasi per il calcolo della caduta di tensione del cavo
Passaggio 1: calcolare la corrente di linea
I
I Applicabile ai sistemi CA tri-fase:
I
=
P
3
×
U
×
cos
θ
I=
3
×U×cosθ
P
P
P: Potenza del carico (kW)
U
U: tensione di linea (kV), comunemente 380 V, ovvero 0,38 kV
cos
θ
cosθ: Fattore di potenza, generalmente considerato pari a 0,8-0,85
Esempio: motore da 55 kW,
I
=
55
/
(
1.732
×
0.38
×
0.8
)
≈
104.5
A I=55/(1.732×0.38×0.8)≈104.5A
Passaggio 2: calcolare la resistenza del cavo
R
R
=
ρ
×
L
S
R=ρ× S L
ρ
ρ: resistività del conduttore (0,0174 per rame, 0,0283 per alluminio)
L
L: Lunghezza cavo (metri)
S
S: area della sezione trasversale del conduttore- (mm²)
Esempio: cavo in rame da 16 mm² lungo 100 metri,
R
=
0.0174
×
100
/
16
≈
0.109
Ω R=0.0174×100/16≈0.109Ω
Passaggio 3: calcolare la caduta di tensione
Δ
U
ΔU Formula pratica più semplice (ignorando la reattanza):
Δ
U
=
I
×
R
×
K
ΔU=I×R×K
K
K: Per i sistemi tri-fase, prendi
3
≈ 1.732
3
≈1.732, la singola-fase è 1 o 2 (numero di circuiti)
Continuando dall'esempio precedente:
Δ
U
=
104.5
×
0.109
×
1.732
≈
19.7
V
ΔU=104.5×0,109×1,732≈19,7 V, pari al 5,2% di 380 V, leggermente superiore all'intervallo consentito, la sezione trasversale deve essere aumentata.
