I cavi MT
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Generalità
Un cavo elettrico (fig. 1) è essenzialmente costituito da uno o più conduttori isolati con continuità, fra loro e verso l'ambiente esterno, ricoperti da un rivestimento di protezione tubolare. In un cavo si possono individuare le seguenti parti:
Conduttore - elemento metallico (generalmente in rame), destinato a portare la corrente, costituito da uno o più fili conduttori intrecciati tra loro.
Isolante - strato di materiale isolante, formato da particolari mescole, che avvolge il conduttore.
Anima - insieme del conduttore e dell'isolamento che lo ricopre, è in relazione al numero di anime che un cavo può essere unipolare, bipolare, tripolare.
Cintura - l'involucro isolante che avvolge l'insieme delle anime.
Guaina – rivestimento, solitamente di materiale isolante, a volte rinforzato con elementi metallici, con funzione protettiva che avvolge con continuità le anime del cavo.
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1) Guaina esterna 2) Schermo metallico 3) Semiconduttivo esterno 4) Isolante
5) Semiconduttivo interno 6) Conduttore |
Fig. 1 – Parti costituenti un cavo unipolare MT
Principali caratteristiche costruttive
Costruttivamente un cavo MT utilizzato negli impianti utilizzatori è sostanzialmente caratterizzato da:
il tipo di conduttore;
la formazione dei conduttori (numero e sezioni delle anime);
il tipo di isolante;
lo schermo;
l'armatura;
la guaina di protezione esterna.
Il conduttore del cavo è solitamente di rame negli impianti utilizzatori, di alluminio in altri casi, rotondo o settorale.
L'isolante può essere costituito da una mescola di gomma etilenpropilenica ad alto modulo (sigla G7), con eccellenti proprietà elettriche e meccaniche, meglio nota come gomma HEPR (Hard-Ethylene-Propylene-Rubber) oppure da una mescola termoplastica a base di polietilene reticolato (E4), XLPE (Cross-Linked-Polyethylene).
Lo schermo è realizzato mediante fili o nastri di rame, rispettivamente per cavi unipolari e tripolari. Per fornire una protezione anche contro i contatti diretti lo schermo, che deve costituire un involucro regolare con una distanza fra i fili contigui non superiore ai 4 mm, deve essere collegato a terra ad entrambe le estremità, CEI 11-17, art. 5.3.2. P er collegamenti di grande lunghezza è altresì preferibile mettere a terra il rivestimento metallico anche in corrispondenza dei giunti a distanze non superiori ai 5 km. Per collegamenti corti, normalmente non superiori al km è tuttavia ammessa la messa a terra del rivestimento metallico in un solo punto purché vengano adottate le opportune cautele indicate nella norma CEI 11-17 all'art. 5.3.2 .
A meno che non siano stati concordati fra committente e fornitore valori diversi, la sezione dello schermo è di circa 6 mm2 corrispondente ad una resistenza che non deve essere superiore a 3 ohm per chilometro. In ogni caso lo schermo collegato a terra deve avere una sezione adatta alla corrente che lo attraversa in caso di guasto a terra
La presenza di un'eventuale armatura, realizzata con fili o nastri di acciaio, permette di migliorare la resistenza meccanica del cavo nei confronti delle sollecitazioni esterne.
La guaina esterna dei cavi in media tensione è di colore rosso (CEI-UNEL 00721, vedi tabella 13) ed è abitualmente costituita da una mescola termoplastica a base di polivinilcloruro (PVC) di qualità Rz oppure in polietilene, quando si vuole ottenere una maggiore resistenza meccanica, a fronte però di una maggior rigidità del cavo. La guaina esterna non ha alcuna funzione d'isolamento bensì solo di protezione meccanica
In altri casi, quando sono necessari cavi a bassa emissione di fumi, gas tossici e corrosivi, si utilizza una mescola di gomme termoplastiche M1, oppure elastomeriche M2, che sono anche non propaganti l'incendio. Il nome del costruttore, o il marchio di fabbrica, deve essere stampigliato sulla guaina almeno ogni 550 mm oppure sull'isolante o su un nastro almeno 275 mm.
Dal punto di vista elettrico, gli aspetti più importanti da considerare in un cavo MT riguardano le tensioni nominali e la portata.
Le tensioni caratteristiche sono (tabella 1):
- U0 è la tensione nominale di riferimento per l'isolamento a frequenza di esercizio tra un conduttore isolato qualsiasi e la terra, espressa in valore efficace;
- U è la tensione nominale di riferimento per l'isolamento a frequenza di esercizio fra due conduttori isolati qualsiasi nel cavo, espressa in valore efficace;
- UP è la tensione di tenuta dell'isolante a un impulso atmosferico, espressa in kV di cresta.
La portata di un cavo, definita come la massima corrente che il conduttore può portare in regime permanente e in condizioni di posa specificate senza che sia superata la massima temperatura sopportabile dall'isolante, dipende da:
- il tipo di isolante;
- le perdite nel conduttore, nell'isolante (dielettrico) e nella guaina;
- la temperatura ambiente;
- il tipo di posa (in aria, in tubo, nel terreno)
- la modalità di posa (orizzontale, verticale, numero di conduttori adiacenti)
Continua...