Glossario tecnico per cavi ed accessori di Media Tensione

Definizioni
CAVO
Denominazione generica usata per indicare un conduttore
uniformemente isolato o un insieme di più conduttori
uniformemente isolati e riuniti, generalmente provvisti di
uno o più rivestimenti protettivi e caratterizzati da un
grande sviluppo in lunghezza.
massima, espressa in kV/mm, che il materiale può
sopportare alla scarica.
GRADIENTE ELETTRICO
È la sollecitazione a cui è soggetto l’isolante nelle normali
condizioni di lavoro. Si esprime in kV/mm e rappresenta,
di solito, solo una porzione della rigidità dielettrica.
CONDUTTORE
Costituito da un filo o da una corda di metallo
(generalmente rame o alluminio) destinato a condurre la
corrente elettrica.
Isolamento, Protezione e Cablaggio
Glossario tecnico per cavi ed accessori
di Media Tensione
ISOLANTE
Un involucro attorno al conduttore, destinato a sopportare
la tensione elettrica.
GUAINA
Rivestimento protettivo, costituito da un tubo continuo.
La guaina può essere metallica (lega di piombo o
alluminio) o non metallica.
Nel primo caso, cavi in carta impregnata, è di solito
necessario un ulteriore rivestimento con materiali sintetici
per proteggere il complesso da fenomeni chimici o di
corrosione.
GRADO D’ISOLAMENTO DI UN CAVO
Rappresenta una designazione sintetica che tiene conto
delle caratteristiche costruttive di prova del cavo.
Il suo valore è in generale uguale alla tensione di prova a
frequenza industriale su pezzatura, espressa in kV.
RIGIDITÀ DIELETTRICA
È la proprietà di un materiale isolante di resistere ad una
sollecitazione elettrica ed è rappresentata dalla tensione
ISOLANTE PRIMARIO
È l’isolante applicato in fabbrica nelle condizioni ideali di
formazione dei cavi.
CAMPO ELETTRICO
È rappresentato da uno stato fisico capace di manifestare
forze elettriche. L’intensità del campo elettrico dipende
dalla tensione applicata dallo spessore isolante a cui la
tensione stessa è applicata.
SCHERMO ELETTRICO
È l’elemento di riscontro, solitamente al potenziale di
terra, che circonda la parte esterna dell’isolante del cavo e
che impedisce al campo elettrico di uscire dalla propria
area di confinamento (quella relativa all’isolante primario).
Non ha consistenza da poter drenare correnti elettriche ed è
costituito da materiali a bassa conducibilità (carta
metallizzata, carta grafitata, materiali fibrosi o sintetici in
sottile strato).
Connessione e Terminazione di cavi in bassa tensione
SCARICHE PARZIALI
Insorgono quando la massa isolante, soggetta ad un certo
gradiente, non è omogenea e contiene vacuoli, risacche di
aria o gas; si manifestano come tanti piccoli archi elettrici
che col tempo deteriorano le qualità isolanti.
Tabella di corrispondenza tra il precedente grado di isolamento e le tensioni nominali
dei cavi a campo radiale
Tensione di riferimento dei cavi
Tensione nominale Uo/U
kV
Tensione massima Um
kV
8
1.8/3
3.6
11
3.6/6
7.2
17
6/10
12
24
8.7/15
17.5
32
12/20
24
40
15/20
24
47
18/30
36
67
25/45
52
Come prescritto dalla tabella CEI-UNEL 35025 i cavi elettrici devono essere designati con le tensioni nominali Uo/U, in sostituzione del grado
di isolamento.
Uo = tensione nominale d’isolamento fra un conduttore isolato qualsiasi e la terra
U = tensione nominale d’isolamento fra due conduttori isolati qualsiasi nel cavo
Um = tensione massima di utilizzo del cavo
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Connessione e Terminazione di cavi in media tensione
Grado di isolamento
(designazione precedente)
SCHERMO FISICO
È l’elemento a contatto dello schermo elettrico, o da solo,
che consente la messa a terra fisica del cavo. Può essere in
lega di piombo, in nastri o calza di rame o in alluminio.
POTENZIALE DI TERRA
È rappresentato dallo stato fisico del terreno rispetto agli
altri elementi della rete elettrica.
ISOLANTE DI RIPORTO
È il materiale dielettrico che viene posto in opera per la
ricostituzione dell’isolante dei cavi nei punti di giunzione e
di terminazione.
Può essere di un solo tipo o composito, cioè formato da più
tipi di materiale isolante.
LINEA DI FUGA ESTERNA
È la distanza misurata alla periferia del manufatto isolante
applicato sulle terminazioni dei cavi. Per le terminazioni
da esterno la linea di fuga deve tener conto anche della
distanza rappresentata dalla parte interna dell’alettatura
degli isolatori, cioè dei sottogola.
LINEA DI FUGA INTERNA
È la distanza misurata alla periferia dell’isolante tra il
conduttore nudo e lo schermo o guaina, messi a terra.
Questa distanza vale sia per le giunzioni che per le
terminazioni ed è legata alla tensione di esercizio del
sistema elettrico su cui l’apparecchiatura è inserita.
MASSIMA TEMPERATURA DI ESERCIZIO
È la temperatura massima a cui il sistema isolante può
funzionare per tutto il tempo di esercizio senza che si
alterino le caratteristiche elettriche.
TENSIONE DI FASE
La tensione di fase di un sistema elettrico trifase in
corrente alternata è il valore riferito al centro stella e si
ricava dalla tensione concatenata diviso Ö3 = 1,73.
TENSIONE CONCATENATA
È la tensione di un sistema trifase misurabile tra due
conduttori successivi.
TEMPERATURA DI INSTALLAZIONE
Secondo i costruttori di cavi M.T. la temperatura limite
riferita alla loro posa è di 0°C, riferita alla temperatura del
cavo. Si ritiene che tale temperatura possa essere la
minima per l’applicazione degli accessori M.T. in genere.
VERIFICA ELETTRICA DOPO POSA
La verifica elettrica dopo posa della linea M.T. viene
eseguita secondo quanto riportato sulle norme CEI 11-17.
PREPARAZIONE DEL CAVO
Le fasi necessarie alla preparazione cavo sono:
- Pulizia del cavo.
- Rispetto delle quote di sguainamento dei cavi.
- Corretta applicazione dei connettori e capocorda.
- Eliminazione di tutte le bave o punte metalliche
prodotte durante la compressione del capocorda o
connettore.
- Asportazione del semiconduttore dall’isolante per
evitare scariche dovute a sollecitazioni elettriche
anomale.
- Non incidere l’isolante del cavo quando si effettuano i
tagli del semiconduttore.
- Preparazione corretta delle superfici di tenuta contro la
penetrazione dell’umidità.
- Sigillatura contro la penetrazione di umidità.
Tutti gli accorgimenti più sopra elencati trovano validità
indipendentemente dal tipo di cavo su cui si deve operare.
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GIUNZIONI (GIUNTI)
Un giunto di media tensione è costituito da:
- connessione metallica del conduttore (connettore)
- controllo di campo elettrico
- isolante di ricostruzione
- schermi metallici ed il ripristino della continuità degli
schermi dei cavi
- rivestimenti esterni (con funzione di protezione
meccanica e/o di tamponamento).
I giunti servono a collegare tra loro due pezzature contigue
di cavo.
Le tipologie più comuni sono:
- Diritti: quando collegano tra loro pezzature di cavo
dello stesso tipo, sezione e geometria.
- Di transizione: quando collegano tra loro pezzature di
cavo con caratteristiche differenti (tipo di isolamento,
tipo di costruzione, ecc.).
- Di riparazione: quando sono in grado di giuntare i due
tronconi del cavo risultanti dalla bonifica dello stesso in
seguito a guasto o a danneggiamento.
- Di interruzione degli schermi metallici: quando sia
necessario isolare tra loro gli schermi dei cavi, per
separare metallicamente due differenti reti di terra.
- Asimmetrici: quando le sezioni dei conduttori da
collegare sono differenti.
- Di derivazione: quando consentono la derivazione dal
cavo principale (detto passante o dorsale) di un cavo
secondario (detto appunto derivato).
- Di arresto: quando consentono la separazione fisica dei
fluidi isolanti (olii o miscele) di due pezzature di cavo
con isolamento in carta.
TERMINAZIONI (TERMINALI)
Un terminale di media tensione è costituito da:
- connessione metallica del conduttore (capocorda)
- controllo di campo elettrico
- rivestimenti esterni (in vetro, porcellana, plastici,
retraibili e non) lisci o alettati
- isolanti
- dispositivo di messa a terra dello schermo.
I terminali possono essere applicati in:
- Interno: ambienti chiusi, non esposti agli agenti
atmosferici (pioggia, raggi U.V., nebbia, salsedine, etc.);
possono però essere esposti all’umidità o condensa.
Sono impiegati all’interno di cabine, sottostazioni, quasri
elettrici, interruttori.
- Esterno: aperto, con esposizione diretta agli agenti
atmosferici. Devono consentire il funzionamento del
sistema in condizioni estreme di pioggia, vento, neve,
etc. ma anche radiazione solare diretta, nebbia, specie in
presenza di inquinanti dispersi nell’atmosfera (nebbia
salina, inquinanti industriali conduttivi).
Per poter assolvere il loro compito sono caratterizzati da
una superficie esterna particolarmente estesa in senso
longitudinale, la forma esterna è caratterizzata dalla
presenza di “alette o campane” che allungano la linea di
fuga (percorso superficiale tra il punto in tensione e la
massa) e, rimanendo asciutte sotto pioggia nella parte
sottostante le alette stesse, consentono di interrompere il
velo conduttivo dovuto all’acqua piovana. Queste
sollecitazioni sono indubbiamente più gravose se
confrontate con quelle dei terminali per interno.
- Terminali sconnettibili: generalmente utilizzati per la
connessione dei cavi a passanti dedicati, quadri elettrici,
interruttori, trasformatori, sia all’aperto che all’interno.
Il punto di connessione è sempre isolato; se all’esterno
dell’isolante del terminale sconnettibile è presente una
schermatura connessa a terra, non è necessario prendere
particolari misure contro il rischio di contatti diretti.
Questi terminali consentono la sconnessione e
successiva riconnessione dell’impianto.
SCHERMO METALLICO
GUAINA
PVC
ISOLANTE PRIMARIO
SEMICONDUTTORE
SCHERMO METALLICO
CAVO A TRE GUAINE DI PIOMBO
Viene utilizzato per livelli di tensione uguali o superiori a 15 kV e
si compone di tre cavi unipolari, completi sino alla guaina
metallica o ad una guainetta protettiva, riuniti assieme o spiralati
con un passo opportuno.
Per conferire al cavo un’opportuna consistenza meccanica, il
complesso dei tre cavi viene arrotondato con riempitivi fibrosi e
guaina esterna di natura termoplastica. L’eventuale armatura,
interposta tra i riempitivi e la guaina esterna, è sempre più
raramente utilizzata, ma quando la posa si snoda in terreni franosi
o comunque dove un’azione meccanica sollecita il cavo oltre le
condizioni normali, essa assolve sempre un’importante funzione.
CAVO TRIPOLARE DI TIPO CINTURATO
Si utilizza per livelli di tensione uguali o inferiori a 15 kV e si
compone di solito di 3 conduttori sagomati (forma settorale) isolati
e riuniti con l’ausilio di riempitivi, sempre in carta impregnata, e
fasciati con un ulteriore spessore isolante (cintura). Una guaina in
lega di piombo di conveniente spessore assicura l’integrità
dell’isolante primario, mentre la guaina in PVC evita eventuali
alterazioni o fenomeni di degradazione sulla guaina metallica
dovuti alle molteplici condizioni di posa.
La spiralatura delle fasi, l’impregnazione dell’isolante e
l’estrusione delle guaine (metallica e termoplastica) segue lo stesso
procedimento visto per i precedenti tipi.
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CONDUTTORE
SEMICONDUTTORE
CONDUTTORE
ISOLANTE PRIMARIO
Connessione e Terminazione di cavi in bassa tensione
CAVO TRIPOLARE SCHERMATO
Rappresenta l’unione di tre cavi unipolari sprovvisti della guaina
protettiva in PVC e costituenti un complesso tripolare.
I riempitivi consentono l’arrotondamento del sistema ed una più
agevole applicazione della guaina esterna.
Per la rimozione dello schermo elettrico di questi cavi è opportuno
tenere presente i seguenti punti:
tipo con semiconduttore nastriforme: rimuovere il nastro e
pulire con l’ausilio di una raspa o apposito solvente l’isolante
primario per evitare depositi di tracce conduttive ad esso ancorati;
tipo con semiconduttore estruso: incidere con un coltello in
senso longitudinale e trasversale il semiconduttore posto alla
periferia dell’isolante per una profondità pari allo spessore,
individuabile con la differenza dei colori, rimuoverlo con l’ausilio
di una pinza. I segmenti di pellicola semiconduttrice, che si
eliminano alla stessa stregua delle bucce di banana, lasciano
l’isolante primario perfettamente pulito e privo di tracce
pericolose.
ISOLANTE PRIMARIO
GUAINA
PVC
SEMICONDUTTORE
SCHERMO METALLICO
RIEMPITIVI
SEMICONDUTTORE
CARTA
METALLIZZATA
GUAINA
PVC
GUAINA
DI PIOMBO
ARMATURA
GUAINA
DI PIOMBO
CONDUTTORE
ISOL.
PRIMARIO
RIEMPITIVI
CINTURA
ISOL.
PRIMARIO
CONDUTTORE
GUAINA
PVC
CONDUTTORE
ISOL.
PRIMARIO
RIEMPITIVI
GUAINA
DI PIOMBO
Connessione e Terminazione di cavi in media tensione
CAVO UNIPOLARE SCHERMATO
È una elaborazione della versione di bassa tensione, con l’aggiunta
del semiconduttore, sia sul conduttore che sull’isolante primario e
dello schermo fisico.
Le versioni più ricorrenti tengono conto di semiconduttori
nastriformi imbevuti di sostanze conduttive, che si depositano
anche sull’isolante primario, o di tipo estruso riportati direttamente
durante il processo di formazione del cavo.
Isolamento, Protezione e Cablaggio
Strutture dei cavi di media tensione più diffusi in Italia