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Quale cavo? Considerazioni tecniche ed economiche

Dal punto di vista tecnico è necessario considerare i seguenti elementi:
– condizioni di posa: risultano importanti per la scelta del cavo e della sua protezione contro i possibili danneggiamenti derivanti da azioni meccaniche, atmosferiche, chimiche, ecc.;
– tensione nominale del cavo: il suo valore deve essere scelto in relazione alle modalità di impiego;
– sezione del cavo: la corrente da trasmettere impone dei limiti nella scelta della sezione dei conduttori in relazione alla temperatura massima di funzionamento del cavo, alle cadute di tensione ed alle perdite per effetto Joule ammissibili.
Scelta economica
Dal punto di vista economico, la scelta del cavo deve tener conto sia del costo iniziale, sia dei costi di esercizio dovuti alle perdite di energia per effetto Joule.
Devono inoltre essere considerati eventuali incrementi di potenza assorbita dagli utilizzatori per successivi ampliamenti degli impianti, che possono consigliare l’impiego di cavi di sezione maggiore. Un ulteriore aspetto riguarda poi la protezione del cavo contro le sovracorrenti (sovraccarichi e corto circuiti) ed eventualmente contro le correnti disperse a terra.

Condizioni ambientali
La scelta del tipo di conduttura e delle modalità di installazione dipendono in misura notevole dalle condizioni dell’ambiente entro il quale deve essere installata la conduttura stessa.
Questo aspetto è considerato ampiamente dalla norma CEI 64-8, con l’obiettivo di assicurare la protezione contro:
– i contatti diretti e indiretti;
– gli effetti termici;
– le sovracorrenti (per i conduttori attivi) e le correnti di guasto (per gli altri conduttori);
– le sovratensioni e gli abbassamenti di tensione.

Gli elementi che devono essere tenuti presente al fine della scelta della conduttura sono essenzialmente il tipo di cavo, il tipo di posa, l’ubicazione della conduttura.
Per quanto riguarda il tipo di cavo si considerano:
– i conduttori nudi;
– i cavi senza guaina;
– i cavi con guaina.
I cavi senza guaina possono essere solo unipolari, ossia formati da conduttore e isolante destinato a sopportare la tensione nominale del cavo.
I cavi con guaina possono essere unipolari (ossia dotati oltre che dall’isolante, anche di un ulteriore rivestimento protettivo) e multipolari (compresi i cavi con armatura e quelli ad isolamento minerale).
Il tipo di posa riguarda la scelta degli elementi che svolgono la funzione di supporto, fissaggio, contenimento ed eventuale isolamento dei conduttori nudi o dei cavi.
L’ubicazione riguarda il luogo ove deve transitare la conduttura.
La scelta del tipo di posa e dell’ubicazione condizionano il tipo di cavo che può essere installato.
La norma CEI 64-8 considera numerosi elementi in grado di influire sull’affidabilità e sul grado di sicurezza offerto dalla conduttura.

Temperatura ambiente
La temperatura dei vari ambienti ove la conduttura è installata deve essere attentamente valutata, in quanto l’isolante del cavo è soggetto ad un precoce invecchiamento, qualora sia sottoposto a temperature superiori a quelle massime ammesse.
Le norme considerano come valori normali di temperatura 20 °C per le condutture interrate e 30 °C per quelle non interrate. Quest’ultimo valore è considerato valido anche se durante la stagione estiva la temperatura effettiva può raggiungere per alcune ore i 35 °C ed eccezionalmente temperature anche superiori. In ambienti con temperatura superiore a tali limiti è necessario ricorrere a cavi con isolamento speciale in grado di resistere alla temperatura presente o a cavi con isolamento minerale. Durante la posa si deve considerare anche la temperatura dei cavi: temperature molto basse possono infatti danneggiare l’isolante durante le operazioni di installazione e in particolare di piegatura dei cavi.
Le norme indicano come limiti di temperatura dei cavi, al di sotto dei quali non è possibile effettuare operazioni di posa, i seguenti valori: 3 °C per cavi isolati con carta impregnata; 0 °C per cavi con isolante o rivestimento protettivo a base di PVC; – 25 °C per cavi con isolante o rivestimento protettivo a base di materiali elastomerici.
In ogni caso quando la temperatura ambiente è inferiore a -10 °C non si devono installare conduttori che hanno involucri isolanti o guaine di PVC.
Sorgenti esterne di calore Il calore può essere trasmesso ai cavi da elementi prossimi alla conduttura (e in particolare sottostanti) quali, ad esempio, tubazioni dell’impianto di riscaldamento, apparecchi di illuminazione, elementi riscaldanti ecc.
Per evitare danni ai cavi si devono allontanare i cavi dalle sorgenti di calore, oppure mettere in atto adeguate misure di protezione, quali ad esempio:
– idonei schermi di protezione;
– impiego di condutture costituite con materiali isolanti in grado di sopportare le sovratemperature. Presenza di acqua Le condutture devono essere scelte e installate in modo che non possano venire danneggiate da una eventuale penetrazione di acqua.
La protezione risulta assicurata quando i componenti della conduttura presentano un grado di protezione IP adeguato al luogo di installazione.

I cavi unipolari non risultano sufficientemente protetti nei riguardi dell’acqua, per cui la loro installazione richiede tubazioni protettive entro le quali non possa penetrare l’acqua o crearsi condensa.
I cavi unipolari con guaina e multipolari per posa fissa possono essere considerati sufficientemente protetti, purché non siano sottoposti a frequenti getti d’acqua o sommersi, in quanto, in questo caso, sono richieste precauzioni particolari.
La tensione nominale del cavo U0/U è opportuno sia almeno 450/750 in presenza di umidità e caduta di gocce d’acqua, e 0,6/1 in ambienti molto bagnati o con possibilità di getti d’acqua.
Qualora nelle tubazioni, cunicoli, condotti, ecc. possa entrare acqua o formarvisi per effetto condensa è necessario prendere provvedimenti per la sua evacuazione (ad esempio inclinando la conduttura e predisponendo nella tubazione fori di drenaggio).

Le canalizzazioni e i supporti metallici dei cavi devono essere adeguatamente protetti contro la corrosione.
Con distribuzione sotto pavimento, le torrette (sporgenti dal pavimento) e le cassette (affioranti dal pavimento) devono presentare un accoppiamento con il pavimento con grado di protezione almeno IP52 a meno che sia escluso lo spargimento d’acqua durante le operazioni di pulizia.

Presenza di corpi solidi
Anche per i corpi solidi vi è l’esigenza di evitare, mediante un adeguato grado di protezione IP, che possano essere causa di danni, in particolare per quanto riguarda la polvere, il cui accumulo sui cavi può ridurre notevolmente la loro capacità di dissipazione del calore.

Presenza di sostanze corrosive ed inquinanti
L’impiego di cavi con guaina in PVC o di canali, tubi, involucri, ecc. in PVC può essere ritenuto una misura sufficiente quando la presenza di sostanze corrosive od inquinanti (compreso l’acqua) di origine atmosferica o derivanti da processi chimici, è intermittente od accidentale.
Quando, viceversa, tali sostanze sono presenti permanentemente, è necessario utilizzare cavi speciali protetti mediante guaine o canalizzazioni realizzate specificatamente con materiali in grado di resistere agli agenti aggressivi presenti nell’ambiente.
Sollecitazioni meccaniche Le condutture devono essere installate in modo che non possano subire danneggiamenti in seguito a urti, vibrazioni od altre sollecitazioni meccaniche.
La protezione può essere realizzata mediante uno o più dei seguenti criteri:
– impiego di condutture con caratteristiche meccaniche idonee a resistere alle sollecitazioni prevedibili per il luogo di installazione;
– scelta di un luogo di transito della conduttura che non consenta di urtare la conduttura stessa;
– uso, anche solo locale, di protezioni meccaniche.

Il problema delle vibrazioni si manifesta praticamente solo in alcune applicazioni industriali.
In questi casi è necessario utilizzare cavi flessibili e porre particolare attenzione alle connessioni che possono essere soggette ad allentamento (utilizzare morsetti speciali e bulloni con rondelle antiallentamento).

Danni ai cavi si possono verificare anche nelle operazioni di installazione; è pertanto necessario ricordare di:
– utilizzare tubi protettivi con diametro interno di almeno 1,3 volte il diametro del cerchio circoscritto al fascio di cavi che devono contenere con un minimo di 10 mm; per i canali e le passerelle il rapporto tra la sezione stessa e l’area della sezione occupata dai cavi non deve essere minore di 2;
– realizzare raggi di curvatura delle condutture sufficientemente ampi in relazione al tipo di cavi utilizzati.

Infine, per evitare che i cavi, successivamente alla loro installazione, possano venir danneggiati è necessario attuare i seguenti accorgimenti:
– i tubi protettivi di materiale plastico installati sotto pavimento o posati in vista a meno di 2,5 m, dal pavimento devono essere del tipo pesante, se conformi alle norme CEI 23-8 e 23-14 e del tipo medio se conformi alle norme CEI 23-25;
– il percorso delle condutture installate sotto intonaco nelle pareti deve essere orizzontale o verticale o comunque parallelo agli spigoli della parete per facilitare la loro individuazione;
– i cavi posati direttamente a parete devono essere sostenuti per tutto il loro sviluppo da ancoraggi, supporti o mezzi analoghi ad intervalli tali che i conduttori non possano venir danneggiati dal loro proprio peso;
– nel caso di percorsi verticali il cavo deve avere sezione e tipo di posa adeguato per evitare danni al cavo stesso ed alle connessioni.

Presenza di flora, muffa, fauna Muffa e vegetazione possono costituire un pericolo per i cavi, sia perché possono limitare la dissipazione del calore con conseguente sovratemperatura dell’isolante, sia per gli eventuali effetti corrosivi; è necessario pertanto proteggere i cavi con idonee canalizzazioni, o utilizzare cavi con guaina in policloroprene o anche prevedere un tipo di posa che faciliti la rimozione di muffe e vegetazione.

Anche la presenza di piccoli animali (roditori, uccelli, ecc.) o di insetti capaci di danneggiare i cavi, impone l’impiego di condotti protettivi inattaccabili o di cavi dotati di armatura esterna.

Irraggiamento solare
Le materie isolanti dei cavi, se esposte all’azione dei raggi solari, subiscono un precoce invecchiamento; per questo motivo, quando il cavo deve essere esposto in modo continuativo al sole, è opportuno richiedere ai costruttori cavi dotati di guaina idonea, diversamente è necessario predisporre apposite coperture, opportunamente distanziate, per non limitare la dissipazione del calore prodotto dal cavo.

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