Nell'ingegneria energetica e nell'installazione di apparecchiature industriali, la scelta del tipo sbagliato di "cavo ad alta tensione" o "cavo a bassa tensione" può causare guasti alle apparecchiature, interruzioni di corrente e fermi di produzione, o persino incidenti di sicurezza nei casi più gravi. Tuttavia, molte persone hanno solo una conoscenza superficiale delle differenze strutturali tra i due e spesso scelgono in base all'esperienza o a considerazioni di "risparmio sui costi", il che porta a ripetuti errori. La scelta del cavo sbagliato può non solo causare malfunzionamenti alle apparecchiature, ma anche creare potenziali rischi per la sicurezza. Oggi, analizzeremo le principali differenze tra i due e le 3 principali "insidie" da evitare durante la scelta.
1. Analisi strutturale: cavi ad alta tensione e cavi a bassa tensione
Molti pensano che "i cavi ad alta tensione siano semplicemente cavi a bassa tensione più spessi", ma in realtà le loro progettazioni strutturali presentano differenze fondamentali e ogni strato è adattato con precisione al livello di tensione. Per comprendere le differenze, iniziamo con le definizioni di "alta tensione" e "bassa tensione":
Cavi a bassa tensione: tensione nominale ≤ 1 kV (comunemente 0,6/1 kV), utilizzati principalmente per la distribuzione degli edifici e l'alimentazione di piccole apparecchiature;
Cavi ad alta tensione: tensione nominale ≥ 1 kV (comunemente 6 kV, 10 kV, 35 kV, 110 kV), utilizzati per la trasmissione di energia, sottostazioni e grandi apparecchiature industriali.
(1) Conduttore: non “più spesso” ma “la purezza conta”
I conduttori dei cavi a bassa tensione sono solitamente realizzati con fili di rame sottili multi-trefolo (ad esempio, 19 trefoli nei cavi BV), principalmente per soddisfare i requisiti di "capacità di trasporto di corrente";
I conduttori dei cavi ad alta tensione, sebbene siano anch'essi in rame o alluminio, hanno una purezza più elevata (≥99,95%) e adottano un processo di "cordatura rotonda compatta" (che riduce i vuoti) per ridurre la resistenza superficiale del conduttore e l'"effetto pelle" sotto alta tensione (la corrente si concentra sulla superficie del conduttore, causando riscaldamento).
(2) Strato isolante: il nucleo della “protezione multistrato” dei cavi ad alta tensione
Gli strati di isolamento dei cavi a bassa tensione sono relativamente sottili (ad esempio, spessore dell'isolamento del cavo 0,6/1 kV ~3,4 mm), per lo più in PVC oXLPE, che serve principalmente a “isolare il conduttore dall’esterno”;
Gli strati isolanti dei cavi ad alta tensione sono molto più spessi (cavo da 6 kV ~10 mm, 110 kV fino a 20 mm) e devono superare test rigorosi come la "tensione di tenuta alla frequenza di rete" e la "tensione di tenuta all'impulso di fulmine". Ancora più importante, i cavi ad alta tensione aggiungono nastri impermeabili e strati semiconduttivi all'interno dell'isolamento:
Nastro isolante: impedisce l'ingresso di acqua (l'umidità sotto alta tensione può causare "water treeing", con conseguente rottura dell'isolamento);
Strato semiconduttivo: assicura una distribuzione uniforme del campo elettrico (impedisce la concentrazione locale del campo, che potrebbe causare scariche).
Dati: Lo strato isolante rappresenta il 40%-50% del costo dei cavi ad alta tensione (solo il 15%-20% per quelli a bassa tensione), il che è uno dei motivi principali per cui i cavi ad alta tensione sono più costosi.
(3) Schermatura e guaina metallica: l’“armatura contro le interferenze” per i cavi ad alta tensione
I cavi a bassa tensione generalmente non hanno uno strato di schermatura (ad eccezione dei cavi di segnale), con guaine esterne per lo più in PVC o polietilene;
I cavi ad alta tensione (in particolare ≥6 kV) devono avere una schermatura metallica (ad esempio,nastro di rame, treccia di rame) e guaine metalliche (ad esempio, guaina di piombo, guaina di alluminio ondulato):
Schermatura metallica: limita il campo ad alta tensione all'interno dello strato isolante, riduce le interferenze elettromagnetiche (EMI) e fornisce un percorso per la corrente di guasto;
Guaina metallica: aumenta la resistenza meccanica (resistenza alla trazione e allo schiacciamento) e funge da “scudo di messa a terra”, riducendo ulteriormente l’intensità del campo di isolamento.
(4) Rivestimento esterno: più robusto per cavi ad alta tensione
Le guaine dei cavi a bassa tensione proteggono principalmente dall'usura e dalla corrosione;
Le guaine dei cavi ad alta tensione devono inoltre resistere a olio, freddo, ozono, ecc. (ad esempio, PVC + additivi resistenti alle intemperie). Applicazioni speciali (ad esempio, cavi sottomarini) possono richiedere anche un'armatura in filo d'acciaio (resistente alla pressione dell'acqua e alla trazione).
2. 3 “insidie” chiave da evitare quando si selezionano i cavi
Dopo aver compreso le differenze strutturali, è necessario evitare anche queste “trappole nascoste” durante la selezione; in caso contrario, i costi potrebbero aumentare o potrebbero verificarsi incidenti di sicurezza.
(1) Ricercare ciecamente “qualità superiore” o “prezzo più basso”
Idea sbagliata: alcuni pensano che "sia più sicuro usare cavi ad alta tensione invece che a bassa tensione", oppure usano cavi a bassa tensione per risparmiare denaro.
Rischio: i cavi ad alta tensione sono molto più costosi; la scelta non necessaria di cavi ad alta tensione aumenta il budget. L'utilizzo di cavi a bassa tensione in scenari ad alta tensione può compromettere istantaneamente l'isolamento, causando cortocircuiti, incendi o mettendo in pericolo il personale.
Approccio corretto: selezionare in base al livello di tensione effettivo e ai requisiti di potenza, ad esempio, l'elettricità domestica (220 V/380 V) utilizza cavi a bassa tensione, i motori industriali ad alta tensione (10 kV) devono corrispondere ai cavi ad alta tensione: non "declassare" o "aggiornare" mai alla cieca.
(2) Ignorare i “danni nascosti” dell’ambiente
Idea sbagliata: considerare solo la tensione, ignorando l'ambiente, ad esempio utilizzando cavi normali in condizioni di umidità, alte temperature o agenti chimici corrosivi.
Rischio: i cavi ad alta tensione in ambienti umidi con schermature o guaine danneggiate possono subire l'invecchiamento dovuto all'umidità dell'isolamento; i cavi a bassa tensione in aree ad alta temperatura (ad esempio, locali caldaie) possono ammorbidirsi e guastarsi.
Approccio corretto: chiarire le condizioni di installazione: cavi armati per installazioni interrate, cavi armati impermeabili per installazioni subacquee, materiali adatti ad alte temperature (XLPE ≥90℃) per ambienti caldi, guaine resistenti alla corrosione negli impianti chimici.
(3) Ignorando la corrispondenza tra “Capacità di trasporto di corrente e metodo di posa”
Idea sbagliata: concentrarsi solo sul livello di tensione, ignorare la capacità di corrente del cavo (corrente massima consentita) o comprimerlo/piegarlo eccessivamente durante la posa.
Rischio: una capacità di corrente insufficiente provoca surriscaldamento e accelera l'invecchiamento dell'isolamento; un raggio di curvatura improprio dei cavi ad alta tensione (ad esempio, trazione brusca, piegatura eccessiva) può danneggiare la schermatura e l'isolamento, creando rischi di guasto.
Approccio corretto: scegliere le specifiche del cavo in base alla corrente effettiva calcolata (considerare la corrente di avviamento e la temperatura ambiente); seguire rigorosamente i requisiti relativi al raggio di curvatura durante l'installazione (il raggio di curvatura dei cavi ad alta tensione è solitamente ≥15 volte il diametro esterno del conduttore), evitare la compressione e l'esposizione al sole.
3. Ricorda 3 “regole d’oro” per evitare le insidie della selezione
(1) Controllare la struttura rispetto alla tensione:
Gli strati di isolamento e schermatura dei cavi ad alta tensione sono fondamentali; i cavi a bassa tensione non richiedono sovradimensionamenti.
(2) Abbinare i voti in modo appropriato:
Tensione, potenza e ambiente devono corrispondere; non effettuare upgrade o downgrade alla cieca.
(3) Verificare i dettagli rispetto agli standard:
La capacità di trasporto di corrente, il raggio di curvatura e il livello di protezione devono rispettare gli standard nazionali: non affidatevi esclusivamente all'esperienza.
Data di pubblicazione: 29-08-2025