La temperatura massima dei cavi elettrici è un parametro fondamentale per progettare impianti sicuri e affidabili. La scelta e il dimensionamento dei cavi elettrici non si basa solo sulla corrente da trasportare, ma anche sulla temperatura massima che il cavo può sopportare senza compromettere la sicurezza o le prestazioni dell’impianto. La temperatura massima di un cavo elettrico è il valore oltre il quale l’isolamento e i materiali conduttivi iniziano a deteriorarsi in modo irreversibile. Il superamento di questi limiti può portare a perdita di isolamento, cortocircuiti o pericoli d’incendio.
Ogni materiale impiegato nei cavi ha un limite termico oltre il quale si verificano degradi chimici e meccanici.
Cos'è un Cavo Unipolare Resistente alle Alte Temperature?
Il medesimo ragionamento deve essere fatto anche per i cavi, per i quali c’è un “vestito” diverso a seconda delle occasioni: la guaina, ovvero il rivestimento protettivo esterno di un cavo. La guaina ha diverse composizioni di materiali a seconda dell'uso previsto. Il segreto è trovare il giusto mix, ma questo richiede molta esperienza.
Ecco alcuni esempi di come gli ingegneri dei materiali progettano le guaine in base alle proprietà necessarie dei cavi:
- PVC: Il materiale, più comunemente, scelto per la guaina del cavo è il PVC (polivinilcloruro). È tra i più economici e può essere facilmente tagliato, rendendo più facile rimuovere la guaina per “spelare” il cavo e collegare il connettore. Il PVC, con le sue varie mescole, può arrivare a resistere anche a temperature superiori a 100°C.
- Altri materiali: A temperature significativamente più alte, i cavi in PVC non sono più performanti e sono necessari cavi con la guaina in materiali diversi. A seconda della gamma di temperature, i produttori utilizzano il copolimero di poliolefina, il fluoroetilene propilene, il politetrafluoretilene o il silicone; questi materiali sono in grado di resistere a temperature fino a 260°C.
Oltre al materiale della guaina, un altro fattore da tenere in considerazione nella scelta di un cavo adatto a temperature elevate è la costruzione del cavo, che risulta completamente diversa rispetto ai cavi per uso a temperature normali.
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Fino ai 260 °C, il materiale utilizzato per l’isolamento dei conduttori, solitamente, corrisponde a quello selezionato per la guaina esterna. Per temperature più elevate, sia i fili conduttori che l'intero cavo possono essere avvolti da un nastro di mica e da una treccia di fibra di vetro. Questa costruzione permette al cavo di resistere a temperature molto più elevate fino a 650°C. Ulteriori migliorie rendono alcuni cavi in grado di sopportare più di 1500°C per un breve periodo.
Materiali e Caratteristiche
In commercio troviamo cavi per alte temperature con isolamento in teflon e silicone. La scelta di uno o l’altro si basa sul tipo di applicazione e sulle condizioni ambientali. I cavi per alte temperature con isolamento in silicone hanno come caratteristica peculiare il fatto di essere flessibili. Per questo motivo trovano largo impiego in ambienti di difficile accesso e quindi con poco spazio o passaggi complicati.
I cavi resistenti al calore Salcavi sono progettati per applicazioni critiche dove elevate temperature sono un fattore determinante. Realizzati in resine fluorocarboniche (ETFE, FEP, MFA, PFA), sono disponibili in versioni unipolari e multipolari con temperatura sul conduttore fino a 260°C. Alcuni modelli possiedono certificazioni IMQ, VDE, UL e CSA. Salcavi produce questi cavi con materiali selezionati e processi avanzati, garantendo resistenza termica, robustezza meccanica e prestazioni elettriche ottimali.
Dove si Usano i Cavi Unipolari per le Alte Temperature?
Ovunque ci siano temperature "normali", non sono necessari cavi resistenti al calore: i cavi con guaina in PVC possono anche resistere al caldo di una giornata estiva, per esempio in un impianto fotovoltaico. In questo caso, tuttavia, caso sono richieste altre proprietà, come la resistenza ai raggi UV.
I cavi resistenti al calore sono utilizzati ovunque le parti di una “macchina” o di un impianto possono creare temperature elevate, oltre 100°C. Questo è il caso, per fare un esempio familiare alla nostra vita quotidiana, del vano motore delle automobili, quando i cavi per i sensori vengono fatti passare davanti alle parti calde del motore.
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Nell'industria, ci sono temperature completamente diverse rispetto a quelle del nostro quotidiano. Un classico cavo unipolare LAPP di controllo e comando è l'ÖLFLEX® HEAT 180 SiHF, ideale per l'ingegneria meccanica. Con il suo ampio intervallo di temperatura da -60°C a +180°C, copre la stragrande maggioranza delle applicazioni, comprese quelle in cui viene richiesta una resistenza a oli, alcoli e molte sostanze chimiche.
L’ÖLFLEX® HEAT 650 SC è un altro dei nostri migliori prodotti e può resistere a 650°C in funzionamento continuo. Ottiene le sue proprietà sorprendenti da un isolamento in fibra di vetro posto su un conduttore in rame nichelato. Ideale per l'uso in centrali elettriche, su altiforni o in motori, ma anche per moduli di riscaldamento e sistemi di cottura.
L’ÖLFLEX® HEAT 125 MC/C MC, invece, può gestire "solo" 125°C, ma la materia plastica è priva di alogeni, quindi il cavo è particolarmente adatto sia nell'industria che negli edifici pubblici. Il cavo ha una guaina in materiale plastico reticolato per una migliore resistenza agli sbalzi di calore.
Parlando di cavi con isolamento in silicone non possiamo non citare i cavi ÖLFLEX® TRAIN HT 150 F, costruiti secondo la EN 50382, che specifica i requisiti generali per i cavi elettrici per materiale rotabile ferroviario ad alta temperatura con prestazioni antincendio speciali. Il nome stesso identifica il fatto che il cavo può lavorare fino a 150°C. Tra questi una menzione speciale per i cavi tipo FX, progettati con conduttori extra flessibili (class 6) per essere utilizzati come cavo di collegamento tra veicoli (JUMPER).
Cavi Unipolari Senza Alogeni
Come suggerisce il nome, i cavi senza alogeni sono privi di fluoro, il cloro, il bromo, lo iodio e astato nella composizione della mescola plastica. Questi elementi sono chiamati alogeni e appaiono nel settimo gruppo della tavola periodica degli elementi. Si trovano in molti composti chimici, per esempio nel PVC, materiale molto versatile e durevole, motivo per cui viene usato in molti prodotti tecnici, così come materiale per l'isolamento dei cavi e nella costruzione della guaina.
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Il cloro e altri alogeni sono spesso inclusi come additivi per migliorare la reazione al fuoco delle materie plastiche, ma questa pratica ha un prezzo. Se i cavi dovessero bruciare a causa di un incendio, i fumi della combustione risulterebbero densi e scuri, impedendo la visibilità delle vie di fuga. Inoltre, gli alogeni sono dannosi per la salute e per questo motivo, le materie plastiche prive di alogeni sono sempre più utilizzate per i cavi da utilizzarsi soprattutto in installazioni di ingegneria edilizia o in alcune particolari destinazioni d’uso come metropolitane, tunnel, aeroporti, dove ci sia un’alta concentrazione di persone o di beni strumentali.
Cavi Unipolari per Alte Temperature LAPP
LAPP dispone di un’offerta completa di cavi particolarmente adatti alle elevate temperature e anche resistenti al fuoco. ETHERLINE® FIRE, è uno dei nostri cavi dati per ethernet industriale, che raggiunge velocità di trasmissione dati molto elevate fino a 10 Gbit/s con un'alta qualità del segnale fino a 100 metri di lunghezza.
Cavi Resistenti al Calore per Manutenzione Minima e Alta Affidabilità Funzionale
Ovunque la produzione comporti un'elevata intensità di calore, un cavo resistente al calore offre sicurezza. È progettato per aree estreme e dimostra il suo valore in qualsiasi area in cui siano richieste sia resistenza al calore che flessibilità, come nell'uso di catene portacavi per lunghe distanzedi viaggio.
igus® offre prodotti in plastica altamente sviluppati per uso professionale. Durante lo sviluppo, viene posta particolare attenzione a garantire che tutti i prodotti e i sistemi siano armonizzati tra loro. Un funzionamento affidabile anche sotto carichi elevati e una lunga durata utile sono prerequisiti per sviluppi e innovazioni da immettere nella produzione in serie. Per garantire che un cavo resistente al calore sia completamente funzionale per un lungo periodo di tempo, viene prodotto presso igus® utilizzando il processo chainflex®(R). L'espansione e la contrazione del calore quando le temperature scendono vengono assorbite dal materiale e i segni di affaticamento vengono prevenuti dall'elevata flessibilità. Questa struttura della guaina di alta qualità è completata dall'interno del cavo, poiché anche l'anima, il filo intrecciato e la trefolatura sono ottimizzati per il movimento.
Queste preziose proprietà di utilizzo rendono un cavo resistente al calore di igus® un favorito laddove controlli e lavori di manutenzione costanti sono difficili e comporterebbero costi elevati. I campi di applicazione includono l'industria siderurgica, la lavorazione della plastica, ma anche la costruzione di saune. I cavi resistenti al calore di igus® sono il partner ideale per il filamento ibus Trigo, che può resistere a temperature fino a 180 °C. Tuttavia, ogni cavo può essere buono solo quanto lo consentono i suoi accessori e parti supplementari.
Cavi per Alte Temperature: Applicazioni Specifiche
L’obiettivo del cavo per alte temperature è quello di resistere al calore estremo senza perdere efficienza. In fabbrica, nei laboratori, in impianti in cui forni, resistenze, motori e sensori lavorano per ore a livelli termici importanti, il collegamento elettrico diventa un punto sensibile. Quando queste condizioni sono presenti, le linee funzionano correttamente e aumenta la sicurezza dell’ambiente produttivo.
Il cavo per alte temperature non è un semplice conduttore con guaina più robusta. Mette insieme, invece, un’anima conduttrice (spesso rame stagnato o nichelato, ma in alcune applicazioni anche leghe dedicate) con stratificazioni di isolamento e rivestimenti pensati per resistere a calore, agenti chimici, abrasione e cicli termici particolari. A seconda dell’area di utilizzo e della temperatura, possono cambiare i materiali. A volte la parte esterna protegge da tagli e sfregamenti, in altre situazioni serve una schermatura per contenere disturbi elettromagnetici su linee di segnale.
Spostando l’attenzione sugli impianti, il cavo per alte temperature trova spazio in contesti molto diversi tra loro. Si possono fare, a questo proposito, alcuni esempi di applicazione. Inoltre, nel settore alimentare supportano linee con sterilizzazioni a caldo, nell’ambito automotive restano accanto a motori, marmitte o banchi prova, nell’industria aerospaziale riescono a sopportare temperature particolarmente alte e vibrazioni.
Chi progetta quadri, linee e macchine sa bene che il cavo giusto non si sceglie in maniera casuale, perché la decisione corretta va presa quando si valutano la temperatura continua, i picchi, la presenza di oli, vapori, polveri, l’eventuale contatto con parti mobili, il raggio di curvatura e la necessità di schermatura. Si può pensare, per esempio, a ciò che accade nel caso di un forno metallurgico. Un cavo specifico per forni industriali con rivestimenti, guaina esterna e protezione apposita resiste al calore e a contatti accidentali con superfici calde. Anche la sicurezza ne guadagna, grazie all’isolamento integro, alle perdite ridotte, al contenimento del rischio di incendi, ai cablaggi che non si consumano nel ciclo caldo-freddo.
Gli impianti di produzione necessitano sempre più di una densità di potenza elevata, di spazi ridotti, di cicli rapidi e di sensori diffusi. Si lavora, quindi, sulla tracciabilità dei lotti, sui controlli di produzione e su test accelerati che riproducono anni di esercizio in tempi brevi. L’obiettivo consiste nel poter contare su continuità e stabilità anche quando l’ambiente impone curve strette e temperature elevate.
I nostri cavi sono costruiti con materiali di alta qualità, ideali per resistere a condizioni estreme. I cavi multipolari sono costituiti da più conduttori isolati tra loro, protetti da una guaina esterna. La guaina può essere realizzata in gomma silicone, fibra di poliestere, fibra di vetro standard e speciale. Questa tipologia è dotata di schermatura in alluminio/poliestere, rame stagnato, acciaio zincato o acciaio inox che riduce le interferenze elettromagnetiche ed elettrostatiche. I cavi elettrici multipolari per alte temperature sono progettati per il trasporto di energia in condizioni termiche estreme.
Esempio di Ventilatore per Canna Fumaria
Il top della gamma offerta da Gemi è il modello professionale in rame, resistente fino a 700°, dotato di una garanzia di 10 anni e capace di aspirare 3800 m³/h. La ventola in acciaio inox resiste alla corrosione e alla salsedine. Il modello professionale resiste fino a 700 gradi (quindi anche in caso di incendio di canna fumaria) ed è consigliato se si ha una canna fumaria inferiore a 3 metri. Il modello acciaio è costruito in acciaio Inox Aisi 304, materiale capace di assicurare maggiore resistenza alla corrosione e alla salsedine e perciò nel tempo.
Conduttori Elettrici Speciali
La società Bernardi mette a disposizione della propria clientela un vasto assortimento di conduttori elettrici unipolari e multipolari con rivestimenti speciali realizzati dai più prestigiosi costruttori mondiali adatti per tutte le applicazioni elettromeccaniche ed elettrotecniche come motori e trasformatori elettrici. Le eccellenti caratteristiche chimico-fisiche delle materie prime utilizzate e cicli produttivi costantemente controllati e certificati ISO 9002 permettono ai nostri cavi di superare brillantemente i più severi test previsti per le omologazioni VDE, UL, CSA etc.
I cavi per alte temperature sono cavi o fili elettrici che possiedono un alto valore della temperatura nominale e nello specifico di 125 gradi centigradi e più. Troviamo infatti anche cavi che possono trovare impiego fino a una temperatura di 300 gradi centigradi. Questa tipologia di cavo presenta una grande varietà di applicazione e di specifiche. Le applicazioni possono andare da: forni, raffinerie e centrali elettriche. Sebbene utile per le applicazioni ad alte temperature, questi cavi trovano il loro impiego anche per temperature estremamente basse.
Fattori da considerare
- Tipo di posa: interrata, in aria, in tubo, in canalina.
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