La selezione dei cavi è una fase fondamentale nella progettazione e nell'installazione elettrica. Una scelta errata può comportare rischi per la sicurezza (come surriscaldamento o incendio), cadute di tensione eccessive, danni alle apparecchiature o bassa efficienza del sistema. Di seguito sono riportati i fattori principali da considerare nella scelta di un cavo:
1. Parametri elettrici principali
(1)Area della sezione trasversale del conduttore:
Portata di corrente: questo è il parametro più importante. Il cavo deve essere in grado di trasportare la massima corrente continuativa del circuito senza superare la temperatura di esercizio consentita. Fare riferimento alle tabelle di portata di corrente nelle norme pertinenti (come IEC 60287, NEC, GB/T 16895.15).
Caduta di tensione: la corrente che scorre attraverso il cavo causa una caduta di tensione. Una lunghezza eccessiva o una sezione insufficiente possono causare una bassa tensione all'estremità del carico, compromettendo il funzionamento dell'apparecchiatura (in particolare l'avviamento del motore). Calcolare la caduta di tensione totale dalla sorgente di alimentazione al carico, assicurandosi che rientri nell'intervallo consentito (in genere ≤3% per l'illuminazione, ≤5% per la potenza).
Capacità di tenuta al cortocircuito: il cavo deve resistere alla massima corrente di cortocircuito possibile nel sistema senza danni termici prima che il dispositivo di protezione intervenga (controllo della stabilità termica). Sezioni più grandi hanno una capacità di tenuta maggiore.
(2)Tensione nominale:
La tensione nominale del cavo (ad esempio 0,6/1 kV, 8,7/15 kV) non deve essere inferiore alla tensione nominale del sistema (ad esempio 380 V, 10 kV) e a qualsiasi possibile tensione massima di esercizio. Considerare le fluttuazioni della tensione di sistema e le condizioni di sovratensione.
(3)Materiale del conduttore:
Rame: elevata conduttività (~58 MS/m), elevata capacità di trasporto di corrente, buona resistenza meccanica, eccellente resistenza alla corrosione, giunti facili da maneggiare, costo elevato. Il più comunemente utilizzato.
Alluminio: conduttività inferiore (~35 MS/m), richiede una sezione trasversale maggiore per ottenere la stessa portata, peso inferiore, costo inferiore, ma minore resistenza meccanica, soggetto a ossidazione, richiede utensili speciali e composti antiossidanti per le giunzioni. Spesso utilizzato per linee aeree di grande sezione trasversale o applicazioni specifiche.
2. Ambiente e condizioni di installazione
(1) Metodo di installazione:
In aria: canaline portacavi, scale, condotti, condotte, montati in superficie lungo le pareti, ecc. Diverse condizioni di dissipazione del calore influiscono sulla portata (derating richiesto per installazioni dense).
Interrato: interrato direttamente o tramite canalizzazione. Considerare la resistività termica del terreno, la profondità di interro e la vicinanza ad altre fonti di calore (ad esempio, condotte di vapore). L'umidità e la corrosività del terreno influenzano la scelta della guaina.
Sott'acqua: richiede strutture impermeabili speciali (ad esempio, guaina in piombo, strato integrato di bloccaggio dell'acqua) e protezione meccanica.
Installazioni speciali: percorsi verticali (considerare il peso proprio), trincee/tunnel per cavi, ecc.
(2)Temperatura ambiente:
La temperatura ambiente influisce direttamente sulla dissipazione del calore del cavo. Le tabelle standard di portata di corrente si basano su temperature di riferimento (ad esempio, 30 °C in aria, 20 °C nel terreno). Se la temperatura effettiva supera quella di riferimento, la portata di corrente deve essere corretta (derating). Prestare particolare attenzione in ambienti ad alta temperatura (ad esempio, locali caldaie, climi tropicali).
(3)Vicinanza ad altri cavi:
Le installazioni di cavi ad alta densità causano riscaldamento reciproco e aumento della temperatura. Cavi multipli installati in parallelo (soprattutto senza spaziatura o nella stessa canalina) devono essere declassati in base al numero e alla disposizione (a contatto/non a contatto).
(4) Stress meccanico:
Carico di trazione: per installazioni verticali o lunghe distanze di trazione, considerare il peso proprio del cavo e la tensione di trazione; scegliere cavi con sufficiente resistenza alla trazione (ad esempio, cavi con armatura in filo d'acciaio).
Pressione/Impatto: i cavi interrati direttamente devono resistere ai carichi del traffico superficiale e ai rischi di scavo; i cavi montati su canalina possono essere compressi. L'armatura (nastro d'acciaio, filo d'acciaio) fornisce una forte protezione meccanica.
Raggio di curvatura: durante l'installazione e la tornitura, il raggio di curvatura del cavo non deve essere inferiore al minimo consentito, per evitare di danneggiare l'isolamento e la guaina.
(5)Pericoli ambientali:
Corrosione chimica: gli impianti chimici, gli impianti di depurazione e le aree costiere con nebbia salina richiedono guaine e/o strati esterni resistenti alla corrosione (ad esempio, PVC, LSZH, PE). Potrebbe essere necessaria un'armatura non metallica (ad esempio, fibra di vetro).
Contaminazione da olio: i depositi di olio e le officine meccaniche richiedono guaine resistenti all'olio (ad esempio, PVC speciale, CPE, CSP).
Esposizione ai raggi UV: i cavi esposti all'esterno richiedono guaine resistenti ai raggi UV (ad esempio, PE nero, PVC speciale).
Roditori/Termiti: alcune regioni richiedono cavi a prova di roditori/termiti (guaine con repellenti, guaine rigide, armatura metallica).
Umidità/Immersione: gli ambienti umidi o sommersi richiedono buone strutture di blocco dell'umidità/dell'acqua (ad esempio, blocco radiale dell'acqua, guaina metallica).
Atmosfere esplosive: devono soddisfare i requisiti antideflagranti per aree pericolose (ad esempio, cavi ignifughi, LSZH, con isolamento minerale).
3. Struttura del cavo e selezione del materiale
(1)Materiali isolanti:
Polietilene reticolato (XLPE): Eccellenti prestazioni ad alta temperatura (90°C), elevata portata, buone proprietà dielettriche, resistenza chimica, buona resistenza meccanica. Ampiamente utilizzato per cavi di alimentazione a media/bassa tensione. Prima scelta.
Cloruro di polivinile (PVC): basso costo, processo maturo, buona resistenza alla fiamma, temperatura di esercizio inferiore (70 °C), fragile a basse temperature, rilascia gas alogeni tossici e fumo denso durante la combustione. Ancora ampiamente utilizzato, ma sempre più limitato.
Gomma etilene propilene (EPR): buona flessibilità, resistenza agli agenti atmosferici, all'ozono e agli agenti chimici, elevata temperatura di esercizio (90°C), utilizzata per apparecchiature mobili, cavi marini e cavi per l'industria mineraria. Costo più elevato.
Altri: Gomma siliconica (>180°C), isolamento minerale (MI – conduttore in rame con isolamento in ossido di magnesio, eccellenti prestazioni antincendio) per applicazioni speciali.
(2) Materiali della guaina:
PVC: buona protezione meccanica, ignifugo, economico, ampiamente utilizzato. Contiene alogeni, emette fumi tossici durante la combustione.
PE: eccellente resistenza all'umidità e agli agenti chimici, comune per le guaine esterne dei cavi interrati direttamente. Scarsa resistenza alla fiamma.
Low Smoke Zero Halogen (LSZH / LS0H / LSF): Bassa emissione di fumi, non tossico (senza gas acidi alogenidrici), elevata trasmissione luminosa durante la combustione. Obbligatorio negli spazi pubblici (metropolitane, centri commerciali, ospedali, grattacieli).
Poliolefina ignifuga: soddisfa specifici requisiti ignifughi.
La selezione dovrebbe tenere conto della resistenza ambientale (olio, agenti atmosferici, raggi UV) e delle esigenze di protezione meccanica.
(3) Strati di schermatura:
Schermatura del conduttore: necessaria per cavi a media/alta tensione (>3,6/6 kV), equalizza il campo elettrico superficiale del conduttore.
Schermatura isolante: necessaria per cavi di media/alta tensione, funziona con la schermatura del conduttore per un controllo completo sul campo.
Schermatura/armatura metallica: fornisce protezione EMC (anti-interferenza/riduzione delle emissioni) e/o protezione contro i cortocircuiti (deve essere messa a terra) e protezione meccanica. Forme comuni: nastro di rame, treccia di fili di rame (schermatura + protezione contro i cortocircuiti), armatura a nastro d'acciaio (protezione meccanica), armatura a fili d'acciaio (protezione meccanica + trazione), guaina in alluminio (schermatura + protezione radiale contro l'acqua + protezione meccanica).
(4)Tipi di armatura:
Armatura in filo d'acciaio (SWA): eccellente protezione alla compressione e alla trazione generale, per esigenze di interramento diretto o di protezione meccanica.
Armatura in filo zincato (GWA): elevata resistenza alla trazione, per percorsi verticali, grandi campate, installazioni subacquee.
Armatura non metallica: nastro in fibra di vetro, garantisce resistenza meccanica pur essendo non magnetico, leggero, resistente alla corrosione, per requisiti speciali.
4. Requisiti di sicurezza e normativi
(1)Ritardo di fiamma:
Selezionare cavi conformi agli standard ignifughi applicabili (ad esempio, IEC 60332-1/3 per la resistenza alla fiamma singola/a fascio, BS 6387 CWZ per la resistenza al fuoco, GB/T 19666) in base al rischio di incendio e alle esigenze di evacuazione. Le aree pubbliche e quelle con difficoltà di fuga devono utilizzare cavi ignifughi LSZH.
(2)Resistenza al fuoco:
Per i circuiti critici che devono rimanere sotto tensione durante un incendio (pompe antincendio, ventilatori per fumo, illuminazione di emergenza, allarmi), utilizzare cavi resistenti al fuoco (ad esempio, cavi MI, strutture con isolamento organico nastrate in mica) testati secondo gli standard (ad esempio, BS 6387, IEC 60331, GB/T 19216).
(3) Senza alogeni e a bassa emissione di fumo:
Obbligatorio nelle aree con elevati requisiti di sicurezza e protezione delle apparecchiature (snodi di trasporto, data center, ospedali, grandi edifici pubblici).
(4)Conformità agli standard e certificazione:
I cavi devono essere conformi agli standard e alle certificazioni obbligatorie nel luogo in cui si svolge il progetto (ad esempio, CCC in Cina, CE nell'UE, BS nel Regno Unito, UL negli Stati Uniti).
5. Economia e costo del ciclo di vita
Costo dell'investimento iniziale: prezzo del cavo e degli accessori (giunti, terminazioni).
Costo di installazione: varia in base alle dimensioni del cavo, al peso, alla flessibilità e alla facilità di installazione.
Costi di perdita operativa: la resistenza del conduttore causa perdite I²R. Conduttori più grandi costano di più inizialmente, ma riducono le perdite a lungo termine.
Costi di manutenzione: cavi affidabili e durevoli hanno costi di manutenzione inferiori.
Durata utile: cavi di alta qualità in ambienti adeguati possono durare oltre 30 anni. Valutare attentamente per evitare di scegliere cavi con specifiche scadenti o di scarsa qualità basandosi solo sul costo iniziale.
6. Altre considerazioni
Sequenza di fase e marcatura: per cavi multipolari o installazioni con separazione di fase, assicurarsi della corretta sequenza di fase e della codifica a colori (secondo gli standard locali).
Messa a terra e collegamento equipotenziale: gli schermi e le armature metalliche devono essere collegati a terra in modo affidabile (solitamente a entrambe le estremità) per garantire sicurezza e prestazioni di schermatura.
Margine di riserva: valutare possibili futuri aumenti del carico o modifiche del percorso, aumentare la sezione trasversale o riservare circuiti di riserva, se necessario.
Compatibilità: gli accessori dei cavi (capicorda, giunti, terminazioni) devono corrispondere al tipo di cavo, alla tensione e alle dimensioni del conduttore.
Qualifica e qualità del fornitore: scegli produttori affidabili con una qualità costante.
Per prestazioni e affidabilità ottimali, la scelta del cavo giusto va di pari passo con la scelta di materiali di alta qualità. ONE WORLD offre una gamma completa di materie prime per fili e cavi, tra cui composti isolanti, materiali di rivestimento, nastri, riempitivi e filati, studiati per soddisfare diverse specifiche e standard, supportando una progettazione e un'installazione dei cavi sicure ed efficienti.
Data di pubblicazione: 15-08-2025