I cavi MT
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Scelta dei cavi in funzione delle tensioni nominali
Le tensioni nominali di isolamento U0/U in kV efficaci di un cavo sono riportate in tabella 1. U0è la tensione presente tra un conduttore isolato qualsiasi e la terra mentre U è la tensione tra due conduttori qualsiasi nel cavo. Oltre a questo, per ogni cavo è indicata anche una tensione di tenuta ad impulso atmosferico U0, in kV di cresta, e una tensione massima concatenata UM. Quest'ultima deve essere intesa come la tensione che può manifestarsi tra due conduttori di fasi diverse, nelle abituali condizioni d'esercizio, in ogni momento e in ciascun punto del sistema e trascurando eventuali momentanee variazioni della tensione (ad esempio a causa di guasti, repentine variazioni di carico, ecc…).
Tensioni nominali |
Valore della tensione
(kV) |
U0 Tensione nominale di isolamento a frequenza industriale, in kV efficaci, tra un conduttore isolato qualsiasi e la terra.
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1,8/3 – 3,6/6 – 6/10 – 8,7/15 – 12/20 – 18/30.
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U Tensione nominale di isolamento a frequenza industriale, in kV efficaci, tra due conduttori qualsiasi nel cavo.
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UM Tensione massima concatenata che può verificarsi nel sistema alla frequenza di esercizio tra due conduttori di fasi diverse.
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3,6 – 7,2 – 12 – 17,5 – 24 – 36. |
UP Tensione di tenuta ad impulso atmosferico, in kV di cresta. |
Deve essere superiore al massimo valore delle sovratensioni a impulso atmosferico U imp cui presumibilmente può essere sottoposto il cavo in condizioni d'esercizio |
Tab. 1 – Tensioni nominali di designazione di un cavo
Le tensioni d'isolamento nominali U0/U devono essere scelte in relazione alle tensioni nominali e massime del sistema nel quale i cavi sono impiegati. Occorre anche considerare che in media tensione, nei sistemi a neutro isolato o connesso a terra mediante impedenza, se cede l'isolamento verso terra di una fase, aumenta la tensione verso terra delle fasi integre. Le sollecitazioni sul dielettrico influenzano in modo determinante le condizioni di salute di un cavo, più il guasto permane e più si riduce la vita del cavo. Nella scelta delle tensioni nominali d'isolamento del cavo, si deve dunque tenere conto anche del tempo di permanenza di una fase a terra in caso di guasto (tabella 2).
Categorie |
Descrizione |
A |
Comprende quei sistemi in cui si permette il funzionamento con una fase a terra per una durata non superiore ad un'ora. |
B |
Comprende quei sistemi in cui si permette il funzionamento con una fase a terra per una durata non superiore a 8 ore continuative e per una durata complessiva non superiore a 125 ore annue. |
C |
Comprende tutti quei sistemi che non ricadono sotto le categorie A o B. |
NOTA:
Deve essere tenuto in considerazione il fatto che nei sistemi in cui un guasto a terra non viene prontamente isolato, l'isolamento delle fasi non coinvolte dal guasto viene sottoposto ad un gradiente di tensione superiore che potrebbe causare una certa riduzione della vita del cavo. Se si presume che il sistema possa operare piuttosto frequentemente con una fase a terra permanente, può essere raccomandabile classificare il sistema secondo la Categoria C. |
Tab. 2 - Classificazione in categorie dei sistemi elettrici, dal punto di vista del funzionamento con una fase a terra, a i fini della scelta delle tensioni nominali di isolamento dei cavi ( CEI 11-17 ).
La portata
La portata di un cavo (IZ) può essere definita come il massimo valore di corrente che può scorrere in esso, in regime permanente ed in determinate condizioni, senza che la sua temperatura superi uno specificato valore. La portata di un cavo dipende dunque dalla capacità dell'isolante a sopportare una determinata temperatura che ne garantisca un'adeguata durata di vita, dai parametri che influiscono sulla produzione del calore, come la resistività e la sezione del conduttore, e dagli elementi che condizionano lo scambio termico tra il conduttore e l'ambiente (numero e modalità di posa dei conduttori, temperatura ambiente). A titolo di esempio, nelle tabelle seguenti, sono riportate, a seconda del tipo di posa, alcune portate di cavi unipolari e tripolari in rame, in aria e interrati, isolati in gomma G7, U0/U=8,7/15 kV (tabelle CEI-UNEL 35027 ) .
La portata IZ di un cavo in una determinata condizione di installazione, si ricava con la seguente formula: IZ= I0 x k, dove k rappresenta il prodotto di opportuni coefficienti di correzione per condizioni ambientali e di installazione diversi da quelli previsti ( Cei-Unel 35027 – cap. 7).
I valori delle portate di corrente ( I0 ) , in relazione al metodo di posa specifico, di cavi unipolari e tripolari con conduttori di rame sono riferiti a:
- temperatura ambiente - 30 °C, per posa in aria libera o in tubazione, 20 °C per posa interrata a diretto contatto con il terreno o in tubazione ;
- resistività termica del terreno - 1,5 K·m/W;
- profondità di posa – 0,8 m riferiti al centro del cavo, del trifoglio o del tubo.
Riferimento |
Numero e disposizione dei cavi |
Tripolari |
Unipolari |
A1 |
Un solo cavo (o più cavi, purchè spaziati in orizzontale di almeno 0,75 De ) |
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_____ |
A2 |
Due cavi adiacenti in orizzontale |
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_____ |
A3 |
Due cavi adiacenti in verticale |
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_____ |
A4 |
Due cavi spaziati D e in verticale |
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_____ |
A5 |
Tre cavi spaziati D e in orizzontale |
_____ |
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A6 |
Tre cavi spaziati D e in orizzontale su passerella continua |
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A7 |
Tre cavi a trifoglio |
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A8 |
Tre cavi adiacenti in orizzontale |
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A9 |
Tre cavi adiacenti in verticale |
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A10 |
Tre cavi spaziati D e in verticale |
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De è il diametro esterno del cavo |
Tab. 3 - Cavi in aria libera, installati su supporti discontinui
(salvo altrimenti indicato), rastrelliere o passarelle forate
Continua...
