Cavi elettrici

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Categoria:	Elettronica
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cavi elettrici per energia
i cavi per energia servono per trasmettere energia elettrica da un punto all’altro di un impianto, in alternativa alle linee aeree e quando la loro esecuzione non risulta possibile; rispetto a esse presentano minor ingombro e maggior sicurezza,ma costo maggiore.
classificazione dei cavi .
i cavi si classificano in base alla tensione di esercizio:
- cavi per bassa tensione,impiegati nei sistemi di categoria zero e prima.
- cavi per media e alta tensione, impiegati nei sistemi di categoria seconda e terza.
vediamo che la categoria 0 a i seguenti requisiti:
vmv 50 v (corrente alternata) vm 120 v (corrente continua).
la categoria 1°:
50v < vm < 1 kv (corrente alternata) 120v < vm < 1,5 kv (corrente continua).
la categoria 2°
1 kv 30 kv (sia in corrente continua che in corrente alternata)

i cavi si distinguono in:
- cavi isolati con materiale elastomerico (costruito con molecole a base di gomma naturale o sintetica, etilenpropilenica,siliconica).
- cavi isolati con materiale termoplastico(costituito da resine termoplastiche come il polivinilcloruro pvc e polietilene pe).
- cavi con isolamento minerale a base di ossido di magnesio(hanno buone caratteristiche di resistenza al fuoco).
- cavi isolati in carta impregnata (distinti in base al tipo di impregnazione : normale, a olio fluido,a pressione di gas).
-
infine ci sono i cavi armonizzati che sono conformi ai documenti di armonizzazione del cenelec e cavi armonizzati.
struttura di un cavo
la struttura di un cavo dipende dal numero di anime e dalla tensione di esercizio.
per esempio un cavo tripolare ha la seguente struttura:

conduttore
isolante
schermo
materiale di riempimento
isolante esterno

armatura metallica

guaina esterna
i conduttori sono generalmente di rame o in alluminio, possono essere a filo
unico (conduttori rigidi) che a corda (conduttori flessibili o per sezioni elevate).
i conduttori di rame possono essere nudi o rivestiti, il rivestimento e’
costituito da un sottile strato di metallo adatto, come lo stagno e leghe o
lega di piombo.

l’isolante e’ la parte fondamentale del cavo, da cui dipendono in gran parte
le prestazioni del cavo stesso in termini di tensione d’isolamento, corrente
trasmissibile, comportamento termico.
il materiale di riempimento e’ presente nei cavi multipolari di elevata sezio-
ne,serve per riempire i spazi tra le anime e di dare al cavo la forma rotonda.
generalmente e’ costituito da fibre tessili.
lo schermo e’ necessario per i cavi con tensione nominale di isolamento ver-
so terra maggiore a 3,6 kv e consiste in un sottile nastro di rame avvolto a
spirale e applicato sull’insieme delle anime o singolarmente attorno all’iso-
lante di ognuna.
l’isolante esterno, l’armatura metallica e la guaina esterna hanno il com-
pito di proteggere il cavo dagli agenti esterni.

tipi costruttivi

i tipi costruttivi dei cavi sono:

1) cavi per impianti di bassa tensione
2) cavi per inpianti di media e alta tensione
1)
nel campo degli isolanti elastomerici i principali sono:
- qualità el1: mescola vulcanizzata a base di gomma naturale o sintetica con temperatura di esercizio di 60 °c e massima in corto circuito di 200 °c
- qualità g1b: mescola vulcanizzata a base di elastomero sintetico del tipo sbr, con temperature caratteristiche 75 °c e 200 °c
- qualita’ g2: mescola vulcanizzata a base di elastomero sintetico butillico (gomma butillica)
con temperature caratteristiche 85 °c e 220 °c
- qualità el2: mescola sintetica a base di elastomero siliconico (resistente al calore) temperature caratteristiche 105 °c e massima in corto circuito 350 °c
- qualità g5: mescola vulcanizzara a base di elastomero sintetico etilenpropilenico
con temperature caratterisctiche 85 °c fino a 250 °c
- qualità g9 e qualità g10: mescola a base di materiale elastomerico reticolato per cavi a basso sviluppo di fumi e gas tossici e corrosivi,con temperature caratteristiche 90 °c e 250°c. la differenza e’ che per la g10 la tensione nominale e’ 1000v per la g9 750v.
nel campo di isolanti termoplastici la normativa prevede varie
qualita’ come:
- qualità r2: mescola termoplastica a base di polivinilcloruro (pvc), con temperatura di serivizio 70 °c e massima di corto circuito 160 °c
- qualita’ r3: mescola termoplastica a base di pvc, con temperature caratteristiche 105 °c
- e 160 °c
- qualità r7: mescola termoplastica a base di pvc. con temperature caratteristiche di 90°c e 160 °c
2)
i n questo settore si usano invece:
- cavi di gomma butillica per media tensione,con temperatura massima di 85 °c e tensione fino a 20 kv
- cavi isolati in carta impregnata con temperatura massima di 65 c70 °c tensione nominale fino a 66 kv
- cavi a olio fluidi : vengono usati su sistemi fino a 380 kv (unipolari) e fino a 132 kv (tripolari)
- cavi a pressione di gas:sono cavi con isolamento in carta impregnata, in cui l’inconveniente degli spazi vuoti viene eliminato con l’immissione di gas,viene usato l’azoto a 14 c15 atmosfere di pressione.
tipi di posa dei cavi
i cavi possono essere installati in vario modo, a secondo del tipo di impianto,del percorso,della tensione di esercizio ecc...
la scelta del tipo di posa e’ legata a fattori economici,tecnici e normativi e ha notevole influenza sul comportamento termico del cavo, da essa dipendono infatti la temperatura ambiente e la resistenza termica dell’ambiente circostante . altro fattore da tener conto e’ il numero di cavi raggruppati, con il seguente riscaldamento mutuo tra gli stessi.
i tipi di posa sono:
1)posa in aria libera: il cavo è posato a contatto con l’aria,all’esterno o all’interno di locali sufficientemente ampi da poter ritenere ininfluente il calore dissipato dal cavo sulla temperatura ambiente.
rientrano in questo tipo le seguenti modalità di posa:
- cavo aereo
- posa su passerelle ventilate
- posa diretta sul terreno o in canalette di protezione
2) posa in tubazioni o cunicoli: si riferiche ai cavi posati entro tubi di vario genere (per es. pvc)
oppure in cunicoli di dimensione non molto maggiore del cavo, i tubi possono essere in aria o incassati.
3) posa interrata: in questo caso il cavo è interrato a una profondita da 0,8 m a 1,5 m.
l’interramento può essere diretto o indiretto: nel primo caso il cavo poggia direttamente su uno strato di sabbia, con un’eventuale protezione superiore in tegole o tavelloni , mentre nel secondo è posato in tubi o in cassette interrate.

caratteristiche funzionali dei cavi elettrici.
le caratteristiche funzionali sono legate in base al funzionamento dei cavi elettrici e dipendono dai materiali impiegati e dalle modalita’ costruttive; esse sono normalizzate dal c.t. (comtato tecnico compilatore) 20 del cei
(comitato elettrotecnico italiano).
per utilizzare un cavo e’ necessario scegliere un livello di isolamento adatto alla tensione di esercizio del sistema elettrico in cui deve essere impegnato.
le due tensioni di riferimento per le quali e’ previsto l’solamento e precisamente:
u0 :tensione nominale d’isolamento verso terra, precisamente tra ogni conduttore e massa;
u: tensione nominale di isolamento tra le fasi. non definibili per cavi unipolari
un’altra caratteristica fondamentale per la scelta dei cavi e’ la portata,
intesa come la massa di corrente che puo’ circolare in ogni conduttori in determinate condizioni di posa e di esercizio,senza che la temperatura superi quella ammissibile dall’isolante.
la temperatura ammissibile in esercizio o temperatura di servizio e’ una caratteristica del cavo, stabilita dalla normativa in base al tipo d’isolante.
altra caratteristica dei cavi,dipende dal tipo di isolante,e’ la temperatura massima in corto circuito,variabile, per i cavi isolati con gomme o resine, da 150 a 350 °c