Cavi elettrici

Materie:Appunti
Categoria:Elettronica

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Testo

Cavi Elettrici
Definizioni:
- Conduttore (di un cavo)
Filo o corda di metallo, generalmente rame od di alluminio, destinato a condurre la corrente elettrica
- Anima (di un cavo)
Conduttore con relativo isolante, in quanto parte costituente di u cavo.
- Isolante (di un’anima o di un cavo)
Involucro di un materiale dielettrico destinato a sopportare la tensione elettrica.
- Guaina (di un cavo)
Rivestimento protettivo costituito da un tubo continuo ed aderente. La guaina può essere metallica e non metallica. La denominazione guaina non è applicabile al tubo isolante di ogni anima, né ad un involucro tubiforme non continuo, come per esempio un’armatura a piattine od a nastri.
- Rivestimento protettivo
Termine generico per indicare la parte del cavo che non ha funzione essenzialmente elettrica ma di protezione meccanica, chimica, ecc., può essere costituito da una fasciatura, ecc., o da più di detti elementi.
- Cavi non propaganti la fiamma
Appartengono a questa categoria i cavi armonizzati (CEI 20-20 e 20-19) che hanno superato le prove di > contenute nella norma CEI 20-35. Essi sono autoestinguenti e cioè in determinate condizioni d’incendio non propagano la fiamma oltre una certa distanza, tuttavia se questi cavi vengono installati in condizioni gravose come riuniti in fasci, vicino a correnti d’aria, in canalizzazioni lunghe e verticali, non solo non impediscono la propagazione del fuoco, ma possono diventare loro stessi veicoli di propagazione d’incendio.
- Cavi non propaganti l’incendio
Appartengono a questa categoria i cavi rispondenti alla norma CEI 20-22; tale norma contiene la modalità di prova atte a qualificare un tipo di cavo la cui caratteristica è quella di contenere la propagazione del fuoco, in caso d’incendio.
- Cavi a bassa emissione di gas, fumi tossici, e corrosivi
Appartengono a questa categoria i cavi rispondenti in pieno ai requisiti indicati nella norma CEI 20-38 riguardo all’emissione di fumi, gas tossici o corrosivi, nel corso delle prove stabilite con le modalità contenute nella norma CEI 20-37.

Cavi resistenti al fuoco
Appartengono a questa categoria i cavi rispondenti alla norma CEI 20-36; tale norma contiene le modalità di prova atte a qualificare un tipo di cavo la cui caratteristica è quella di continuare a funzionare regolarmente durante e dopo un incendio prolungato.

Colori distintivi
Per i cavi unipolari senza guaina o le anime dei cavi multifiliari sono ammessi i seguenti 10 colori:
nero generalmente adoperato per contraddistinguere il conduttore di fase in c.a. ed il conduttore di polarità negativa in c.c.;
marrone generalmente adoperato per contraddistinguere il conduttore di fase in c.a.;
grigio generalmente adoperato per contraddistinguere il conduttore di fase in c.a.;
celeste chiaro solo per contraddistinguere il conduttore di neutro;
giallo-verde solo per contraddistinguere il conduttore di terra, di protezione o equipotenziale;
rosso generalmente adoperato per contraddistinguere il conduttore di polarità positiva in c.c.;
arancione, rosa, turchese, violetto, bianco, generalmente adoperati per contraddistinguere i conduttori in impieghi particolari, ad es. campanelli, citofoni, segnalazione, ecc.
In particolare per il cablaggio interno delle macchine, oggetto della Norma CEI 44-5 (EN 60204-1) è prevista la seguente codifica:
- nero: circuiti di potenza in c.a. e c.c.;
- rosso: circuiti di comando in c.a.;
- blu: circuiti di comando in c.c.;
- arancio: circuiti di comando di interblocco alimentati da una sorgente di potenza esterna.
Cavi per bassa tensione
Per il corretto dimensionamento dei cavi, occorre definire i seguenti parametri:
- Tensione di isolamento: deve essere scelta in relazione alle tensioni di esercizio.
- Sezione: deve essere scelta in base a :
- riscaldamento per effetto Joule;
- sezioni minime;
- caduta di tensione;
- Tipo di cavo: la scelta va fatta in base al tipo di posa e alle condizioni di impiego.
I cavi non devono facilitare la propagazione dell’incendio (Norma CEI 20-35) e nel caso di maggior severità Norma CEI 20-22). Quando sono installati in notevole quantità devono essere a bassa emissione di fumi e non sviluppare gas tossici o corrosivi (Norma CEI 20-37).
Quando è richiesto che il cavo possa funzionale anche in caso d’incendio deve rispondere alla Norma CEI 20-36.

Tensioni di isolamento (tratto dalla Norma CEI 20-40)
La tensione nominale di un cavo è la tensione di riferimento per la quale il cavo è progettato e che serve per definire le prove elettriche. La tensione nominale è data dalla combinazione di due valori V0/V, espressi in volt:
- V0 è il valore efficace tra ogni conduttore isolato e la terra (copertura metallica del conduttore o ambiente circostante);
- V è il valore efficace tra due conduttori di fase di un sistema a più conduttori o di un sistema a conduttori singoli.
In un sistema a corrente alternata, la tensione nominale di un cavo deve essere almeno pari a V0 e V; mentre in un sistema a corrente continua, la tensione nominale del sistema non deve essere superiore a 1,5 volte la tensione nominale del cavo.

Massime temperature di funzionamento dei materiali

Tipo di isolamento
Temperatura massima di funzionamento(1)(3)(C°)
Clorulo di polivinile (PVC)
Conduttore: 70
Polietilene reticolato (XLPE)
etilen-propilene (EPR)
Conduttore:90
Minerale (con guaina in PVC
oppure nudo e accessibile)
Guaina metallica:70
Minerale (nudo e non accessibi
le e non in contatto con materia
li conbustibili
Guaina metallica:105(2)

(1) Le massime temeprature di funzionamento indicate in questa Tabella sono state
prese dalle Pubblicazione IEC 502 (1983) e 702 (1981)
(2) Per i cavi con isolamento minerale possono essere ammesse temperature di funzio
namento più elevate in funzione delle temperature ammissibili per il cavo e le sue
terminazioni, delle condizioni ambientali e di altre influenze esterne.
(3) Quando cavi che abbiano differenti temeprature massime di funzionamento sono
posati nello stesso involucro,la temperatura massima di funzionamento del sistema
di cavi deve essere presa tenendo conto della più bassa tra le temperature massi
me di funzionamento di tutti i cavi.
Portate dei cavi per posa diversa da quella interrata
La portata Iz (A) di un cavo viene determinata sulla base:
- del metodo di installazione;
- del tipo di isolante impiegato (ovvero della sua temperatura caratteristica di funzionamento);
- del numero di conduttori attivi;
- della sezione;
- della temperatura ambiente (se diversa da 30°C);
- del numero di circuiti (se installati in fascio o strato).

La formula per ricavare la portata è la seguente:

Dove:

I0 = portata in aria a 30°C relativa al metodo di installazione previsto, al tipo di isolante impiegato al numero di conduttori attivi ed alla sezione;

K1 = fattore di correzione per temperatureambiente diverse da 30°C;

K2 = fattore di correzione per più circuiti installati ij fascio o strato (ovvero aventi una distanza inferiore al diametro esterno del cavo più grande).

Portate dei cavi interrati
La portata Iz (A) di un cavo viene determinata sulla base:
- del metodo di installazione;
- del numero di conduttori attivi;
- della sezione;
- della temperatura del terreno (se diversa da 20°C);
- del numero di circuiti.

La formula per ricavare la portata è la seguente:

dove:

I0 = portata del cavo interrato a 20°C relativa al metodo di posa previsto, al numero di conduttori attivi ed alla sezione;

Ku = fattore di correzione per temperatura del terreno diversa da 20°C.

Esempio