Dimensioni cavo di terra da 100 A: rame 8 AWG o alluminio 6 AWG EGC (NEC 250.122)

Dimensioni del cavo di terra da 100A: la risposta breve

Per un circuito da 100 A, il conduttore di messa a terra minimo dell'apparecchiatura (EGC) è di rame 8AWG o di alluminio 6AWG. Questa cifra proviene dalla tabella NEC 250.122 e si applica allo stesso modo a un interruttore da 100 A in un pannello, un alimentatore da 100 A a un sottopannello e un sezionatore di servizio da 100 A. Tira fuori quattro fili verso un sottopannello da 100 A e il quarto è in rame da 8AWG, non il 10 AWG che molti installatori scelgono per abitudine.

Due condizioni si aggiungono a quel minimo. Il tavolo definisce un pavimento, non un obiettivo, quindi nulla ti impedisce di installare rame 6AWG su un lungo periodo o in un luogo corrosivo. E se i conduttori che trasportano corrente vengono allargati per la caduta di tensione, anche il filo di terra deve essere allargato con essi. Queste due regole spiegano la maggior parte degli argomenti che emergono su questo argomento sul posto di lavoro.

Perché è il valore nominale dell'interruttore, non il carico, a determinare la dimensione

Un conduttore di messa a terra dell'apparecchiatura non trasporta corrente durante il normale funzionamento. Si trova al potenziale del terreno sotto l'edificio e non fa nulla finché un conduttore caldo non tocca un involucro metallico, una canalizzazione o il telaio del motore. In quel momento diventa il percorso di ritorno e la corrente di guasto che lo attraversa è limitata solo dall'impedenza del circuito.

L'interruttore deve quindi aprirsi prima che il conduttore venga danneggiato. Un interruttore scatolato da 100 A nel suo intervento istantaneo può eliminare un guasto da 5.000 A in un paio di cicli. Un dispositivo magnetotermico su un percorso lungo e ad alta impedenza può richiedere molto più tempo e l'energia assorbita dal conduttore è proporzionale alla corrente al quadrato moltiplicata per il tempo. Il fattore decisivo è l'impostazione del dispositivo di sovracorrente, mai ciò che effettivamente assorbe il circuito.

Questo è il motivo per cui un alimentatore da 100 A che trasporta solo 35 A di carico necessita comunque di un EGC in rame da 8 AWG. Far corrispondere il filo di terra al carico misurato è uno degli errori sul campo più comuni e viene visualizzato in un rapporto di ispezione come una violazione del codice piuttosto che come un reclamo sulle prestazioni.

Conduttore di messa a terra dell'apparecchiatura o conduttore dell'elettrodo di messa a terra

La frase "dimensione del filo di terra da 100 A" nasconde un bivio. Due conduttori diversi sono entrambi chiamati filo di terra su un sistema da 100 A e sono dimensionati da due tabelle diverse per due motivi diversi. Scegliere quale hai in mano ti evita molti ripensamenti.

Su un servizio da 100 A le due risposte spesso finiscono sullo stesso numero, rame 8 AWG, ed è proprio per questo che sopravvive la confusione. Vi arrivano per percorsi diversi, e i percorsi divergono nel momento in cui il servizio diventa più grande o i conduttori di alimentazione vengono sovradimensionati. Se ricordi solo una cosa, ricorda che l'EGC segue l'interruttore e il GEC segue i conduttori di servizio.

La tabella dietro il numero

La Tabella 250.122 elenca le dimensioni minime dell'EGC rispetto al valore nominale del dispositivo da sovracorrente che protegge il circuito. Le righe pertinenti hanno questo aspetto.

La curva non è lineare e questo è importante quando si stima il materiale. Passando da un circuito da 100 A a uno da 200 A, l'EGC in rame passa da 8 AWG a 6 AWG, un passo modesto. Passando da 100 A a 600 A si passa da 8 AWG a 1 AWG, ovvero circa cinque volte la sezione trasversale del rame. La tabella qui sotto mostra la stessa progressione in mil circolari, l'unità che il codice stesso utilizza quando si deve calcolare un aumento proporzionale.

Come cresce l'EGC minimo di rame con l'interruttore

La lunghezza della barra è proporzionale all'area della sezione trasversale del conduttore, non al diametro. Questo è il modo giusto per confrontarli, perché la capacità della corrente di guasto tiene traccia dell'area metallica.

Quando il rame 8 AWG non è sufficiente

NEC 250.122(B) afferma che laddove le dimensioni dei conduttori senza messa a terra vengono aumentate al di sopra del minimo richiesto dalla portata, l'EGC deve essere aumentato proporzionalmente. L'aumento proporzionale utilizza l'area circolare dei mil, ed è qui che l'aritmetica coglie di sorpresa le persone.

Prendi un alimentatore da 100 A normalmente installato con conduttori senza messa a terra in rame da 3 AWG a 52.620 mil circolari e un EGC in rame da 8 AWG a 16.510 mil circolari. La corsa è abbastanza lunga da poter essere aumentata a 1 AWG di rame a 83.690 mil circolari per mantenere la caduta di tensione al di sotto del 3%. Il rapporto dell'area è 83.690 diviso 52.620, ovvero 1,59. Moltiplica l'area EGC originale per quel rapporto e avrai bisogno di almeno 26.258 mil circolari.

Un 6AWG conduttore di rame ha 26.240 mil circolari. Manca di 18 mil circolari, quindi 6 AWG falliscono e 4 AWG a 41.740 mil circolari è la risposta corretta. Un ispettore con una calcolatrice troverà questa lacuna, ed è la ragione più comune per cui viene redatto un alimentatore da 100 A sovradimensionato.

• La regola si attiva solo quando i conduttori non messi a terra sono più grandi di quanto richiesto dalla portata, non quando il carico è semplicemente pesante.
• Lasciare i conduttori su rame da 3 AWG e l'EGC rimane su rame da 8 AWG, senza bisogno di calcoli.
• Su percorsi di alimentatori paralleli, ciascuna canalina trasporta il proprio EGC a grandezza naturale in base alla potenza nominale del dispositivo di sovracorrente. Non è possibile dividere un conduttore da 8 AWG su tre condotti.
• Le canaline metalliche come EMT, IMC e i condotti metallici rigidi sono riconosciuti come percorsi di messa a terra delle apparecchiature di per sé, ma molte specifiche industriali richiedono ancora un EGC di tipo a filo, in particolare in aree corrosive o ad alte vibrazioni.

Rame o alluminio a 100 A

L'alluminio ha bisogno di una misura in più perché la sua conduttività è circa il 61% di quella del rame. Questo è il motivo per cui la tabella richiede alluminio da 6 AWG mentre il rame è da 8 AWG, e i due conduttori si comportano quindi in modo quasi identico in termini di resistenza per piede.

Dove differiscono è alle terminazioni e nell'ambiente. L'alluminio si espande e si contrae maggiormente con i cicli di temperatura, quindi le terminazioni necessitano di capicorda classificati AL/CU e, su dimensioni più grandi, di un composto antiossidante. L'alluminio non deve essere a diretto contatto con rame, ottone o acciaio zincato in luoghi umidi senza una barriera adeguata e non deve mai essere installato in un luogo interrato senza un rivestimento resistente alla corrosione o un'applicazione elencata. Il rame costa di più ma perdona di più. Su un circuito da 100 A, che è un piccolo conduttore rispetto ai lavori di manutenzione, la maggior parte degli ingegneri si limita a utilizzare il rame ed evita la conversazione.

Anche l’identificazione conta. Il rame nudo è consentito come EGC, mentre i conduttori di messa a terra delle apparecchiature isolate devono essere verdi o verdi con una o più strisce gialle. Non lasciare che un conduttore verde venga riproposto come neutro in un alimentatore sottopannello e non fare affidamento su un conduttore bianco reidentificato come terra. Laddove i conduttori di messa a terra interrati sono esposti al rischio di furto o abuso meccanico, il filo a trefoli in acciaio rivestito di rame è un'alternativa pratica al rame semplice, poiché offre lo stesso percorso a bassa resistenza con un'anima in acciaio che resiste al taglio e alla trazione.

Filo intrecciato in acciaio rivestito in rame per la messa a terra e la messa a terra Un conduttore a trefolo in acciaio rivestito in rame adatto alla messa a terra interrata dove furti o abusi meccanici rendono il rame semplice meno pratico. Visualizza il prodotto →

Norma filo di terra in rame rimane l'impostazione predefinita per il collegamento da pannello a pannello e per l'involucro ed è il materiale più semplice da terminare correttamente con capicorda e connettori comuni.

Cosa acquistare e cosa controllare prima di ordinare

Una volta che sai che la dimensione è 8 AWG in rame o 6 AWG in alluminio, le restanti decisioni riguardano la forma e la finitura piuttosto che l'ampiezza.

• Cordatura: il formato 8 AWG solido è rigido e si inserisce facilmente attraverso brevi tratti di condotto, mentre il formato 8 AWG intrecciato si piega meglio all'interno degli involucri e tollera le vibrazioni. Nei pannelli industriali, la scelta più sicura è solitamente quella intrecciata con terminale crimpato.
• Isolamento: XLPE verde o PVC per un EGC isolato, oppure rame nudo laddove la canalizzazione fornisce già protezione e le specifiche lo consentono.
• Conduttività: il rame trafilato dolce è generalmente specificato al 100% IACS. Richiedi il certificato dello stabilimento se il progetto prevede un ispettore terzo.
• Corrosione: i fili di rame stagnato valgono il premio negli impianti costieri, chimici o ad alta umidità, dove il rame nudo sviluppa una patina verde e la resistenza della connessione aumenta.
• Disciplina dell'inventario: tenere a portata di mano rame da 8 AWG, rame da 6 AWG, alluminio da 6 AWG e rame da 4 AWG. Questi quattro coprono quasi ogni chiamata da 100 A che riceverai, comprese le custodie più grandi.

I fornitori che pubblicano l'area dei mil circolari, il numero di fili e la qualità del materiale rendono il calcolo 250.122(B) un lavoro di due minuti anziché una telefonata.

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Per i lavori su pannelli, il filo intrecciato in rame dimensionato in base al valore nominale dell'interruttore è l'elemento più semplice da specificare e termina in modo prevedibile con capicorda di compressione standard.

Mettiamo tutto insieme al panel

La dimensione del conduttore è solo la metà di un percorso di terra affidabile da 100 A. L'altra metà è la catena di terminazione. Una barra di terra separata nel sottopannello, collegata saldamente all'involucro, con la barra neutra isolata e la vite di collegamento rimossa, è ciò che mantiene la corrente di guasto sul percorso previsto invece che attraverso un raccordo per conduttura. Serrare ogni capocorda al valore stampato sull'etichetta, perché un conduttore di rame da 8 AWG sotto un capocorda allentato si arco molto prima che l'interruttore si accorga del guasto.

All'interno dell'apparecchiatura, i gruppi di barre di rame e sbarre collettrici trasportano la stessa corrente del filo e richiedono la stessa attenzione alle condizioni della superficie e alla pressione di contatto.

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Per riassumere la risposta pratica: un circuito da 100 A necessita di rame da 8 AWG o di alluminio da 6 AWG come conduttore di messa a terra dell'apparecchiatura, un servizio da 100 A richiede in genere rame da 8 AWG come conduttore dell'elettrodo di messa a terra ed entrambi i numeri aumentano nel momento in cui i conduttori del circuito crescono. Dimensionare la terra rispetto al dispositivo di protezione, verificarla nuovamente dopo qualsiasi aumento della caduta di tensione e l'ispezione sarà senza incidenti, che è esattamente ciò che si desidera da un cavo di terra.