Scopri Tutto sul Cavo di Alimentazione: Definizione, Standard e Caratteristiche Essenziali!

Ti sei mai chiesto quanti tipi di cavi di alimentazione esistono in commercio? La risposta è da ricercare nei singoli standard emessi dagli enti internazionali preposti. Ciascuno standard, infatti, norma insiemi di cavi di alimentazione più o meno ampi a seconda delle specifiche e dei tipi di connettori maschio e femmina adottati.

Standard Italiani ed Europei

Prendendo come riferimento la norma italiana dei cavi di alimentazione CEI 23-50, abbiamo 6 tipi di prese elettriche e 11 tipi di spine che differiscono per forma, dimensione e spaziatura dei contatti. In Italia si utilizzano in particolare le forme:

Tipo C
Tipo E
Tipo F
Tipo L

Ad esempio, la spina CEI 23-50 S31 è la spina Schuko che segue lo standard europeo CEE 7/7, il quale è stato concepito per includere e superare le differenze delle spine di tipo F e di tipo E. La spina CEI 23-50 S32 è, invece, la CEE 7/17 utilizzata in apparecchi di classe II.

Non meno diffusi in Italia sono i tipi di cavi di alimentazione che seguono lo standard IEC 60320, i quali si differenziano per tipo di configurazione maschio/femmina (C1/C2, C5/C6, C7/C8, ecc.).

Dimensionamento di un Cavo Elettrico

Per poter dimensionare correttamente un cavo elettrico è necessario essere a conoscenza dei seguenti dati:

la tensione di esercizio
la corrente di impiego e il fattore di potenza dell’utilizzatore
le condizioni di posa
la lunghezza

Tensione nominale è rappresentata da U0/U e costituisce il grado di isolamento del cavo. In particolare U0 rappresenta il valore efficace della tensione tra uno qualsiasi dei conduttori e il rivestimento metallico del cavo o la terra dell’ambiente circostante, U rappresenta il valore efficace della tensione tra due conduttori qualsiasi del cavo.

Caduta di tensione è considerata fra l’origine di un impianto e qualunque punto di utilizzazione e dipende:

dalla corrente di fase
dalla lunghezza, dalla resistenza e dalla reattanza della linea
dal fattore di potenza dell’utilizzatore

Condizioni di Impiego e Modalità di Posa

Le norme CEI 64-8 con la parte 5 si occupano della scelta ed installazione dei componenti elettrici, in particolare nel capitolo 52, viene definita la scelta e la messa in opera dei cavi in funzione dei tipi di posa ammessi ad esempio:

cavi senza guaina in tubi protettivi annegati nella muratura
cavi multipolari in tubi protettivi annegati nella muratura
cavi posati in aria libera
cavi multipolari in tubi protettivi non circolari posati su pareti
cavi multipolari immersi in acqua
cavi posati su passerelle perforate
cavi posati su passerelle non perforate
cavi unipolari con guaina e multipolari in tubi protettivi interrati od in cunicoli interrati

Per quanto riguarda la posa interrata, è considerata diretta se il cavo è posato direttamente a contatto con il terreno, mentre è considerata indiretta se il cavo è interrato posato in tubo, condotto o cunicolo. E’ considerata posa interrata anche quella effettuata sotto il pavimento di locali coperti posti al piano terra, come ad esempio cantine e/o autorimesse, se è ipotizzabile la presenza di acqua per lunghi periodi.

Un cavo, se installato in passerella forata per più del 30% della sua superficie di base, si considera posato in aria libera.

Componenti di un Cavo Elettrico

Un cavo elettrico è composto da diversi elementi, ciascuno con una funzione specifica:

Il conduttore è generalmente un complesso di fili metallici elementari sistemati a spirale al fine di ridurre l’effetto pelle, destinato a condurre corrente. Il materiale del conduttore può essere:

rame ricotto, nudo o rivestito
alluminio o lega di alluminio, nudo

Con il termine “rivestito” si intende un sottile strato di un metallo conduttore quale stagno, lega di stagno o lega di piombo, che ricopre il conduttore.

L’isolante è un involucro di materiale dielettrico posto intorno al conduttore e destinato a sopportare la tensione elettrica, è una parte fondamentale del cavo che ne determina le prestazioni in termini di tensione nominale, portata, comportamento termico; è formato dalla mescola di materiali opportunamente scelti e dosati, può essere secondo le tensioni di esercizio: PVC, gomma, carta impregnata, resine sintetiche.

Lo schermo consiste in un sottile nastro di rame avvolto a spirale e applicato sull’insieme delle anime o singolarmente attorno all’isolante di ciascuna ed è necessario per i cavi con tensione nominale di isolamento verso terra maggiore di 3,6 kV. Le norme CEI, per i cavi con tensione nominale di isolamento verso terra maggiore di 8 kV, prescrivono la schermatura di ogni singola anima del cavo.

La guaina esterna - l’isolante esterno - l’armatura metallica sono rivestimenti esterni che hanno il compito di proteggere la cintura e le anime del cavo dalle sollecitazioni meccaniche e dagli agenti esterni. Per la guaina esterna e l’isolante esterno si usa PVC, PE, gomma, altri tipi di resine termoplastiche, treccia tessile; per l’armatura metallica si usano fili o nastri di acciaio, tubo di piombo o di alluminio.

Cavi in Parallelo

La distribuzione in cavo permette una grande flessibilità e praticità di utilizzo soprattutto quando le correnti da trasportare sono elevate, ad esempio per evitare di utilizzare cavi di sezione eccessiva e difficilmente manovrabili, non disponibili sul mercato oppure per aumentare la corrente da trasferire utilizzando collegamenti già esistenti, si possono usare cavi collegati in parallelo.

I cavi in parallelo sono in genere protetti da un unico interruttore di corrente nominale uguale o inferiore alla somma delle portate dei cavi di ogni fase, per questo motivo i cavi in parallelo devono avere la stessa sezione, la stessa lunghezza e devono essere costituiti dallo stesso materiale, in modo che la corrente si distribuisca in parti uguali su ciascun cavo evitando così che alcuni di essi vengano percorsi da correnti diverse.

Oltre una certa sezione, in genere 70 mm2, la reattanza non è più trascurabile rispetto alla resistenza, per cui occorre renderla uniforme disponendo i cavi di una stessa fase in modo il più possibile simmetrico rispetto al centro ideale del fascio di cavi.

Designazione dei Cavi Elettrici

I cavi elettrici vengono designati per mezzo di sigle alfanumeriche appositamente stabilite dalle norme, e vengono poi riportate in fase di costruzione sulla guaina esterna, generalmente ogni metro, con stampigliatura per mezzo di inchiostri speciali indelebili per facilitarne l’individuazione anche dopo la posa.

Normative Tecniche

In ogni campo tecnico, in particolare nel settore elettrico, è condizione sufficiente anche se non necessaria per la realizzazione di impianti “a regola d’arte”, il rispetto di tutte le relative norme giuridiche e tecniche. Una conoscenza precisa delle norme tecniche è quindi presupposto sufficiente ma non obbligatorio (chi non le applica non commette né un illecito né un reato) ai fini di una corretta esecuzione di un impianto elettrico, che deve comunque essere realizzato in modo da garantire nel tempo un livello di sicurezza sufficiente.

Tuttavia, gli scambi commerciali internazionali e l’Unione Europea, non consentono ad un paese di adottare norme difformi da quelle degli altri paesi, per questo motivo con l’intento di giungere ad una normalizzazione sono sorti l’IEC (International Electrotechnical Commission) che raccoglie i paesi industrializzati di tutto il mondo, il CEN (European Committee for Standardization) ed il CENELEC (European Committee for Electrotechnical Standardization), l'ente normativo europeo per il settore elettrico del quale sono membri i Comitati Elettrici Nazionali di tutti gli stati europei.

Documenti EN (European Norm) sono norme che devono essere adottate, da parte di tutti i paesi dell'Unione Europea, senza nessuna aggiunta e/o modifica e devono essere ritirate tutte le norme nazionali che riguardano la stessa materia. Norme sperimentali ENV (European Norm Vorubergehend) sono norme in via sperimentale che hanno durata limitata durante la quale gli stati membri possono presentare le proprie proposte.

Esempi di normative CEI EN:

CEI EN 50363 Materiali isolanti, di guaina e di rivestimento per cavi di emergenza di bassa tensione.
CEI 20-65 Cavi elettrici isolati con materiale elastomerico termoplastico e isolante minerale per tensioni nominali non superiori a 1000 V in corrente alternata e 1500 V in corrente continua.

Precauzioni nell'Uso dei Cavi

I cavi devono essere adatti alle condizioni di servizio previste dal costruttore e devono essere adeguatamente protetti da eventuali agenti esterni come calore eccessivo, acqua, sostanze chimiche, sollecitazioni meccaniche, flora, fauna.
I cavi non devono essere danneggiati: da eventuali sistemi di fissaggio; durante le operazioni di posa, trasporto e movimentazione; durante l’immagazzinaggio. Non devono essere sottoposti a sforzi di trazione eccessivi, schiacciamenti, abrasioni, torsioni e in particolare a piegature ad angolo vivo che possono danneggiare l’isolamento, specialmente alle basse temperature.
Per le portate di corrente, in mancanza di dati tecnici forniti dal costruttore, consultare le norme CEI UNEL 35024, 35026, 35027 e CEI 20-21, 20-42. Qualora nel cavo si verifichi una sovracorrente prolungata nel tempo, questa deve essere assunta come corrente di impiego in servizio continuo.
Nella realizzazione di canalizzazioni in tubo protettivo, il progettista deve porre particolare attenzione al coefficiente di stipamento, cioè il diametro interno delle tubazioni deve essere minimo 1,3 volte il diametro del cerchio circoscritto al fascio dei cavi in esso contenuti. Questo perché il tubo deve essere sufficientemente grande da permettere di sfilare e reinfilare i cavi in esso contenuti con facilità e senza che ne risultino danneggiati, a tale proposito è bene che il percorso delle tubazioni, sia a vista che interrate e/o murate, non preveda più di due curve a 90 gradi, percorsi troppo lunghi e con un numero maggiore di curve pregiudicano la corretta installazione dei cavi e soprattutto favoriscono un eccessivo aumento della temperatura interna riducendo nel tempo la portata dei cavi. Ad ogni brusca deviazione resa necessaria dalla struttura muraria o del terreno, ad ogni derivazione da linea principale a linea secondaria e soprattutto in ogni locale, la tubazione deve essere interrotta con apposite cassette di derivazione o pozzetti rompi tratta.
L’uso dei colori dell’isolante del conduttore è prescritto dalla tabella CEI UNEL 00722 e dalle norme CEI 16-4 “Individuazione dei conduttori tramite colori o codici numerici” e CEI 16-6 “Codice letterale per la designazione dei colori per l’individuazione dei conduttori”, in particolare per quanto riguarda i cavi in bassa tensione, il colore blu compreso l’azzurro (codice letterale BU) deve essere usato solo ed esclusivamente per individuare il conduttore di neutro, il colore verde-giallo (codice letterale GNYE) deve essere usato solo ed esclusivamente per individuare il conduttore di terra e/o di protezione e/o di equipotenzialità, mentre i colori nero (codice letterale BK), marrone (codice letterale BN) e grigio (codice letterale GY) sono raccomandati per individuare i conduttori di fase.
I cavi non adatti per la posa in esterno devono essere immagazzinati all’interno di ambienti asciutti, mentre quelli adatti per la posa all’esterno, se immagazzinati all’aperto devono avere le estremità sigillate in modo da evitare la penetrazione di umidità.

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