I Cavi Elettrici

I cavi elettrici: prima parte

Ing. Camillo Forcella

Ing. Camillo Forcella 2

Riferimenti bibliografici Guida Schneider Bassa tensione

http://gool.schneiderelectric.it/sap/its/z_images/LEESGTB120EI.HTM

Catalogo cavi Prysmian (Pirelli)http://www.prysmian.it/energy/Trade_x_Installers/Catalogo_Generale_Cavi_e_Accessori.html

Catalogo cavi Mondini spa www.mondini.com

Catalogo Legrandwww.legrand.it

Dati e tabelle per l’installatore – Vittorio Re (editoriale Delfino)


Definizioni 1

Con la denominazione di cavo elettrico si indica un conduttore elettrico uniformemente isolato oppure un insieme di più conduttori isolati, ciascuno rispetto agli altri e verso l’esterno, e riuniti in un unico complesso provvisto di rivestimento protettivo.


Definizioni 2Il cavo risulta costituito quindi da più parti e precisamente:

La parte metallica (il rame o altro conduttore) destinata a condurre corrente, costituita da un filo unico o da più fili intrecciati tra di loro: è il conduttore vero e proprio.

Il conduttore è circondato da uno strato di materiale isolante che è formato dalla mescola di materiali opportunamente, scelti, dosati e sottoposti a trattamenti termici e tecnologici vari.

L’insieme del conduttore e del relativo isolamento costituisce l’anima del cavo.

Un cavo può essere formato da più anime. L’involucro isolante applicato sull’insieme delle anime è denominato cintura.

La guaina, che può essere rinforzata con elementi metallici, è il rivestimento tubolare continuo avente funzione protettiva delle anime del cavo. La guaina in generale è sempre di materiale isolante.

Alcuni tipi di cavi sono dotati anche di un rivestimento protettivo avente una funzione di protezione meccanica o chimica come ad esempio una fasciatura o una armatura flessibile di tipo metallico o non metallico.


Esempi di cavi


Cavi per energia e segnalazione: sistemi di denominazione

Esistono due sistemi di designazione dei cavi: quello che fa riferimento alla Norma CEI 20-27

(armonizzati in sede CENELEC HD 361, quindi a livello europeo)

quello fa riferimento alla tabella CEI-Unel 35011

(www.imccavi.it/pdf/72.pdf : tabella riepilogativa di designazione cavi armonizzati e nazionali)


DESIGNAZIONE SECONDO TABELLA CEI UNEL 35011

ALLUMINIO (per il rame = nessuna sigla)

A

FILO UNICO

U

CORDA RIGIDA

R

CORDA FLESSIBILE

F

CONDUTTORE SETTORALE

S

Natura e forma del conduttore

GOMMA SINTETICA

G1

GOMMA EPR

G5

GOMMA EPR AD ALTO MODULO

G7

ELASTOMERO RETICOLATO SPECIALE

G9


G10

R POLIVINILCLORURO - PVC

R2

PVC DI QUALITA' SUPERIORE

E4 POLIETILENE RETICOLATO

Materiale isolante

O ANIME RIUNITE PER CAVO ROTONDO

Forma dei cavi

D

ANIME PARALLELE PER CAVO PIATTO

C

CONDUTTORE CONCENTRICO DI RAME

H

SCHERMO ELETTROSTATICO DI ALLUMINIO

H1

SCHERMATURA A FILI O NASTRI DI RAME

H2

SCHERMATURA A TRECCIA DI FILI DI RAME

F

ARMATURA A FILI

Z

ATMATURA A PIATTINE

N

ARMATURA A NASTRI

A

Schermatura e

armatura

ARMATURA A TRECCIA (CALZA) METALLICA

R

POLIVINILCLORURO - PVC

K POLICLOROPRENE

M1 TERMOPLASTICA SPECIALE

Guaina

M2

ELASTOMERO SPECIALE

DESIGNAZIONE SECONDO LA NORMA CEI 20-27

H ARMONIZZATO CON MARCHIO <HAR>

A

Riferimento alle norme

N AUTORIZZATO NAZIONALE

03 TENSIONE NOMINALE Uo/U 300/300 V



1 TENSIONE NOMINALE Uo/U 0,6/1 KV

Tensione normale

V


R GOMMA SINTETICA

G9 ELASTOMERO RETICOLATO SPECIALE

Materiale isolante

C


A7 SCHERMO ELETTROSTATICO DI ALLUMINIO

C7 SCHERMATURA A FILI O NASTRI DI RAME

C4 SCHERMATURA A TRECCIA DI FILI DI RAME

Z2 ARMATURA A FILI

Z3 ARMATURA A PIATTINE

Z4 ARMATURA A NASTRI

Z5 TRECCIA DI FILI DI ACCIAIO

Schermatura e armatura

N POLICLOROPRENE

Guaina

V


- U FILO UNICO

- R CORDA RIGIDA

- K CORDA FLESSIBILE PER POSA FISSA

- F CORDA FLESSIBILE PER SERVIZIO MOBILE

Forma del conduttore

Sigle di designazione dei cavi


Classificazione in base all’impiego del cavo

Cavi flessibili/flessibilissimi: destinati a collegamenti in tubazioni o su canale (per la maggiore facilità della posa del cavo) oppure soggetti a flessioni e/o torsioni ripetute (es. sistemi robotizzati)

Cavi per posa fissa: destinati a collegamenti fissi; sono formati, a parità di sezione, da un numero minore di fili di rame di sezione più grande, poiché la flessibilità richiesta è minore.

Cavi rigidi: con sezioni fino a 6 mm2


Isolamento

E’ la guaina che riveste il conduttore e la sua natura determina la massima temperatura di esercizio del cavo senza che questo si danneggi.

Le Norme CEI determinano questa temperatura in modo che sia garantita una vita di 30 anni circa del cavo (se funzionasse sempre a questa T).

La natura dell’isolante determina anche la massima temperatura che il cavo può sopportare in caso di corto circuito prima che intervengano i dispositivi di protezione (qualche decimo di secondo) .


Alcuni tipi di isolante

Sigla tipo di materiale

T max di esercizio

T max di C.to C.to

El1(El = elastomero) Gomma ordinaria 60 200

El2 Gomma siliconica 180 350

Tl1 PVC( Posa fissa) 70 160

Tl2 PVC (posa mobile) 70 150

G1B Gomma ordinaria 60 200

G7 Gomma Etilpropilenica (HEPR)

90 250

G10 Gomma elastomero reticolato

90 250


Classificazione in base al comportamento al fuoco (1/5)

L’isolante, se dovesse bruciare, produrrebbe gas e fumi velenosi, opachi e corrosivi.Sono stati studiati cavi (isolanti) che riducono (ma non eliminandoli del tutto) l’emissione di gas e fumi: l’installazione delle varie tipologie sono poi decise in fase di progetto in funzione del tipo di ambiente in cui il cavo dovrà essere installato.



Cavi non propaganti la fiamma: usati negli impianti ordinari. Se bruciano sviluppano i gas, ma la fiamma, se non è “rinforzata” da fuoco esterno, si spegne autonomamente dopo avere bruciato un pezzo di cavo (ca. 50cm)L’isolamento è in PVC o gomma ordinaria.



Cavi non propaganti l’incendio:Producono una ridotta quantità di gas e fumi e la fiamma si spegne autonomamente se non alimentata.

Usati in ambienti dove è ipotizzabile la presenza di un numero elevato di persone (scuole, musei, cinema, ospedali)



Cavi non propaganti l’incendio e a ritardata emissione di gas tossici e corrosivi e fumi non opachi:Rispetto ai precedenti producono fumi non opachi che permettono l’identificazione delle vie di esodoUsati in: gallerie, locali sotterranei, ospedali o case di riposo (ridotta mobilità)



Cavi resistenti al fuoco:Cavi che devono garantire il funzionamento anche in presenza di un incendio per un determinato intervallo di tempo

Utilizzati, ad es. per pompe antincendio, circuiti di segnalazione di allarme, apparecchi di illuminazione di sicurezza.


FR

OR



A

FILO UNICO

U

CORDA RIGIDA

R

CORDA FLESSIBILE

F


S


GOMMA SINTETICA

G1

GOMMA EPR

G5


G7


G9


G10


R2



Materiale isolante


Forma dei cavi

D


C


H


H1


H2


F

ARMATURA A FILI

Z

ATMATURA A PIATTINE

N

ARMATURA A NASTRI

A

Schermatura e

armatura


R


K POLICLOROPRENE


Guaina

M2

ELASTOMERO SPECIALE




A

FILO UNICO

U

CORDA RIGIDA

R

CORDA FLESSIBILE

F


S


GOMMA SINTETICA

G1

GOMMA EPR

G5


G7


G9


G10


R2



Materiale isolante


Forma dei cavi

D


C


H


H1


H2


F

ARMATURA A FILI

Z

ATMATURA A PIATTINE

N

ARMATURA A NASTRI

A

Schermatura e

armatura


R


K POLICLOROPRENE


Guaina

M2

ELASTOMERO SPECIALE

- FG7OR 4G2,5

- FG7OR 3X2,5


SIGLE DI DESIGNAZIONE DEI CAVI E COLORI DELLE ANIME

1 SIGLE DI DESIGNAZIONE DEI CAVI



A







Tensione normale

V POLIVINILCLORURO - PVC

R GOMMA SINTETICA


Materiale isolante

C CONDUTTORE CONCENTRICO DI RAME




Z2 ARMATURA A FILI





N POLICLOROPRENE

Guaina

V


- U FILO UNICO

- R CORDA RIGIDA




mobile


SIGLE DI DESIGNAZIONE DEI CAVI E COLORI DELLE ANIME

1 SIGLE DI DESIGNAZIONE DEI CAVI



A







Tensione normale

V POLIVINILCLORURO - PVC

R GOMMA SINTETICA


Materiale isolante

C CONDUTTORE CONCENTRICO DI RAME




Z2 ARMATURA A FILI





N POLICLOROPRENE

Guaina

V


- U FILO UNICO

- R CORDA RIGIDA




Esempio: sigla di designazione cavo armonizzato H07 RN-F 4G6 (1) H= cavo conforme alle Norme armonizzate CENELEC (HD 22.4 S2)(2) 07 = tensione nominale di isolamento Uo/U 450/750V

(3) R = isolante in gomma naturale (EI 1)(6) N = guaina (non metallica) in policloroprene (EM 2)(9) - F = conduttore flessibile di cavo flessibile(10) 4G6 = a 4 anime di sezione 6 mm² di cui 1 con isolante giallo-verdeNell’esempio, i punti (4) e (5) sono stati omessi, in quanto non interessanti il cavo in esame.


Colorazione cavi

Le norme CEI 16-4 / EN 60446 (Individuazione dei conduttori tramite colori o codici numerici) stabiliscono per i cavi elettrici energia, un preciso codice colore.Ovvero, la destinazione d'uso e la conseguente individuazione di un cavo, è gestita tramite una codifica a colori; così ogni conduttore è contraddistinto da una guaina o da una colorazione di differente colore, sia a tinta unita, sia a strisce alternate di due diversi colori.


Colorazione cavi


Alcuni tipi di cavi divisi per tipologia


Caratteristiche dei cavi in relazione alle condizioni di impiego


Tipi di cavi più comuni


Alcuni tipi di posa dei cavi

Più usate nei ns esempi


Tubi protettivi: classificazione


Dimensioni tubi protettivi


Canali portacavi e portapparecchi

Con il termine “canali” si identificano tutte le strutture chiuse o aperte che NON abbiano sezione circolare.

Si dividono, in base alla funzionalità, in: Canali portacavi: supporto e protezione

dei cavi Canali portacavi e portapparecchi: oltre ai

cavi possono alloggiare dispositivi di comando, protezione e derivazione.


Esempio di montaggio canale


PasserelleLe passerelle di sostegno dei cavi possono essere costituite da:

Un canale senza coperchio perforato oppure no

Una rete metallica

Le passerelle (canali) in metallo sono da considerarsi MASSE e quindi vanno collegate a terra e devono presentare una continuità elettrica


ESEMPI DI IMPIANTO CON CANALINE e PASSERELLE PORTACAVI


Problema Il problema classico che si pone nella progettazioneDegli impianti elettrici è quello di scegliere il cavo più adatto per alimentare un determinato tipo di

utenza elettrica. Ad esempio:Dimensionare il cavo che permette di alimentare un

motore asincrono trifase di determinata potenza rispettando la Norma CEI che impone una caduta di

tensione massima sul cavo.Vedremo che la scelta del cavo è dipendente da

diversi fattori che bisogna prendere in considerazione.


Calcolo Portata cavo

Identificare e dimensionare il cavo che deve alimentare un motore trifase che assorbe una P=10kW a cos=0,8. Il motore è situato a 50 m dal quadro di alimentazione dove si trova l’interruttore automatico di protezione. La Tdell’ambiente di lavoro, officina meccanica, è Ta= 40 °C. La c.d.t. sul cavo non dovrà essere maggiore del 2%.Il cavo verrà posato su canalina perforata. Il motore è alimentato da un sistema di tensioni trifase simmetrico con U= 400V – f= 50 Hz.

La soluzione alla prossima puntata!La soluzione alla prossima puntata!


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