Quadrista.

Caduta di tensione: quanti metri di cavo posso fare?

Il cavo non si scalda, l'interruttore non scatta, eppure il motore in fondo al capannone parte male e le luci calano. Quasi sempre è caduta di tensione: la verifica che si dimentica più spesso.

La caduta di tensione è la differenza fra la tensione all'inizio della linea e quella che arriva davvero all'utilizzatore. Non è un difetto: è fisica. Il rame ha una resistenza, la corrente ci passa dentro, una parte della tensione si perde in calore lungo la strada. Il punto è tenerla sotto controllo.

Perché conta davvero

Una caduta eccessiva non fa scattare nulla, quindi passa inosservata. Però:

La formula

Nella versione completa la caduta tiene conto sia della resistenza sia della reattanza del cavo:

Monofase: ΔU = 2 · L · Ib · (R·cosφ + X·senφ) Trifase: ΔU = √3 · L · Ib · (R·cosφ + X·senφ)

Per sezioni fino a 25–35 mm² la reattanza è trascurabile rispetto alla resistenza, e si può usare la versione semplificata, che è quella che serve nel 90% dei casi:

Monofase: ΔU = 2 · ρ · L · Ib · cosφ / S Trifase: ΔU = √3 · ρ · L · Ib · cosφ / S ρ = 0,0225 Ω·mm²/m per il rame a 70 °C (0,018 a 20 °C — usare il valore a caldo è più cautelativo) ρ = 0,036 Ω·mm²/m per l'alluminio a 70 °C L in metri (distanza fisica), S in mm²

E la caduta percentuale:

ΔU% = ΔU / Un × 100   (Un = 230 V monofase, 400 V trifase)

Il limite: 4%

La CEI 64-8 raccomanda che la caduta fra l'origine dell'impianto e qualsiasi utilizzatore non superi il 4% per gli impianti alimentati direttamente dalla rete pubblica in bassa tensione. Per gli impianti alimentati da cabina propria il valore raccomandato sale al 5%, con l'accortezza di non superare il 3% sulle dorsali per lasciare margine ai circuiti terminali.

Il 4% è cumulativo. Se dal contatore al quadro generale perdi 1%, dal generale al sotto-quadro di reparto un altro 1,5%, alla partenza terminale restano 1,5 punti percentuali, non 4. Nei progetti con più livelli di quadro questa somma è la causa numero uno delle non conformità scoperte in collaudo.

Tabella: metri massimi ammessi — monofase 230 V

Lunghezza massima della linea per restare entro il 4% (cosφ = 1, rame, ρ = 0,0225):

Sezione10 A16 A20 A25 A32 A40 A
1,5 mm²31 m19 m
2,5 mm²51 m32 m26 m20 m
4 mm²82 m51 m41 m33 m26 m
6 mm²123 m77 m61 m49 m38 m31 m
10 mm²204 m128 m102 m82 m64 m51 m
16 mm²327 m204 m164 m131 m102 m82 m
Metri. I trattini indicano combinazioni non ammesse dalla portata del cavo. Con cosφ = 0,8 le lunghezze aumentano di circa il 25%.

Tabella: metri massimi ammessi — trifase 400 V

Sezione16 A20 A25 A32 A40 A63 A
2,5 mm²64 m51 m41 m
4 mm²103 m82 m66 m51 m
6 mm²154 m123 m99 m77 m62 m
10 mm²257 m205 m164 m128 m103 m65 m
16 mm²411 m328 m263 m205 m164 m104 m
25 mm²642 m513 m411 m321 m257 m163 m
Metri, limite 4%, cosφ = 1. Nota come a parità di sezione e corrente il trifase consenta circa 3,5 volte la lunghezza del monofase.

Tre esempi svolti

1. Capannone: presa CEE 32 A trifase a 90 m

Con 6 mm² e cosφ = 0,85:
ΔU = 1,732 × 0,0225 × 90 × 32 × 0,85 / 6 = 15,9 V15,9 / 400 = 3,97%.
Praticamente al limite. Con 10 mm² si scende al 2,4%: è la scelta ragionevole, perché il 4% è già consumato quasi tutto da questa sola tratta e a monte c'è ancora la dorsale.

2. Illuminazione giardino: 12 punti luce LED, 8 W, a 60 m

Potenza totale 96 W, corrente 0,42 A. Con 1,5 mm²:
ΔU = 2 × 0,0225 × 60 × 0,42 / 1,5 = 0,76 V = 0,33%. Nessun problema: con i LED la caduta smette quasi sempre di essere il vincolo, e la sezione la decide la robustezza meccanica.

3. Pompa di calore monofase 5 kW a 25 m

Ib = 5000 / (230 × 0,95) = 22,9 A. Interruttore 25 A, cavo 4 mm² (portata B1 = 28 A, ok).
ΔU = 2 × 0,0225 × 25 × 22,9 × 0,95 / 4 = 6,1 V = 2,66%. Verificato.

I tre errori più frequenti

  1. Usare la corrente dell'interruttore invece di quella del carico. La caduta si calcola con Ib, la corrente realmente assorbita, non con In. Usare In dà risultati inutilmente pessimistici e fa sovradimensionare i cavi.
  2. Ignorare il cosφ. Nella formula semplificata cosφ moltiplica: un carico induttivo con cosφ = 0,8 dà una caduta resistiva inferiore, ma su sezioni grandi la reattanza torna a farsi sentire e la formula semplificata smette di valere.
  3. Non sommare i tratti. Vedi il riquadro sopra: la caduta cumulativa è quella che conta.

Regola pratica da tenere a mente

Nel monofase a 230 V con cosφ ≈ 1, la lunghezza massima entro il 4% è circa:

L max ≈ 204 × S / Ib   (metri, con S in mm² e Ib in ampere)

Nel trifase a 400 V il coefficiente diventa circa 411. Sono numeri da bar di cantiere, ma sbagliano di poco e servono a capire subito se una linea è problematica o no.

Domande frequenti

Qual è il limite di caduta di tensione ammesso?

Per gli impianti alimentati da rete pubblica in bassa tensione il riferimento è il 4% fra origine dell'impianto e utilizzatore. Per gli impianti con cabina propria le guide ammettono il 5%. Sono valori raccomandati, non prescrizioni assolute: il vero criterio è che ogni apparecchio riceva una tensione entro i limiti di targa.

La caduta di tensione si somma fra quadro e sotto-quadro?

Sì, ed è l'errore più comune. Il 4% va verificato dall'origine dell'impianto all'utilizzatore più sfavorito: se la dorsale verso il sotto-quadro perde già il 2,5%, alla partenza terminale restano solo 1,5 punti percentuali.

Perché nel trifase si può andare più lontano?

Perché a parità di potenza il trifase trasporta meno corrente per conduttore e la formula ha √3 al posto di 2. A parità di sezione e potenza, la lunghezza ammessa è circa 3,5 volte quella del monofase.

Devo considerare la lunghezza andata e ritorno?

No, se usi le formule qui riportate: il fattore 2 del monofase tiene già conto del ritorno sul neutro. La L da inserire è la distanza fisica fra quadro e utilizzatore.

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