Cosa sono i prodotti via cavo, definizione e classificazione

Tutti i prodotti via cavo possono essere ridotti ai seguenti tipi principali:

• fili scoperti;

• fili e cavi isolati di vario tipo;

• cavi di diverso tipo.

I fili nudi hanno una sola parte strutturale: un'anima di metallo solido o un'anima attorcigliata da singoli fili. I fili isolati hanno, oltre al filo conduttore di corrente, uno strato di isolamento sul filo e coperture schermanti dalla luce, ad esempio treccia. Un cavo è caratterizzato dalla presenza di due o più conduttori isolati flessibili intrecciati tra loro in una guaina comune.

Cavo elettrico caratterizzato da tre elementi strutturali:

• nucleo conduttivo (uno o più);

• strato isolante;

• gusci e coperture protettive.

Lo scopo del cavo è la trasmissione e la distribuzione di energia elettrica.

L'origine delle parole "cavo" e "conduttore"

Nel 13° secolo, i marinai francesi chiamavano le funi delle navi o le funi dell'ancora «Kabel», gli inglesi le chiamavano »kabel», e questa parola entrò nella lingua tedesca contemporaneamente a »Kabel«.

Poiché la tecnologia di posa delle linee telegrafiche sottomarine e delle comunicazioni telegrafiche transatlantiche è collegata alle navi (posa di cavi) nonché a tamburi simili a quelli utilizzati per le funi delle navi e i cavi di ancoraggio, queste linee telegrafiche sono chiamate cavi.

Ben presto gli inglesi trasformarono un verbo da un sostantivo se si trattava di trasmettere un telegramma all'estero via cavo - "to sable «(trasmettere via cavo),» kabeIn" (lo stesso in tedesco) - una vera e propria formazione di parole del XIX secolo.

I termini "cavo" e "cablaggio" sono apparsi per la prima volta nel gergo marino. Ma ben presto il termine «cavo» divenne un nome generico per una linea conduttiva isolata.

Anche la parola "tel" ha una sua storia, la cui origine va ricercata nei navigatori, piloti (in greco antico "accompagnatore" che guida le navi attraverso difficili fairway vicino ai porti).

Il concetto di "condurre" è stato formato dalla parola "scorta", conferendole il colore di una scorta "protetta" o "assicurata". In questo caso è presente la comprensione tecnica del termine "filo", in quanto si riferisce a un conduttore isolato e schermato.

Classificazione dei cavi

Tutti i cavi possono essere divisi in due gruppi in base alla potenza trasmessa:

• cavi di alimentazionecaratterizzato da elevata potenza trasmessa;

• cavi di comunicazione e cavi di segnaleè caratterizzato da una potenza di trasmissione molto bassa.

Le strutture, i materiali utilizzati per realizzare i cavi e il processo di fabbricazione sono al centro della tecnologia dei cavi.

Migliorare la qualità dei prodotti in cavo, l'uso economico di metalli e materiali isolanti utilizzati nella produzione di cavi, l'introduzione di sostituti per materie prime scarse insieme all'ampliamento della gamma di prodotti in cavo: queste sono le direzioni principali in cui i cavi moderni la tecnologia si sta sviluppando.

Il calcolo delle principali caratteristiche del cavo (elettriche, termiche e meccaniche) costituisce la base della teoria del cavo, che consente di prevedere il comportamento del cavo in servizio e la scelta più economica del progetto, la dimensione del parti principali e il modo di funzionamento.

I principali elementi strutturali di un cavo elettrico

1. Fili conduttori, uno o più, di varie dimensioni e forme

Lo scopo del nucleo è la direzione del flusso di energia elettrica nel cavo e la dimensione della sezione trasversale del nucleo determina la quantità di perdite nei nuclei di riscaldamento dalla corrente che li attraversa. Per ottenere una maggiore flessibilità del cavo, se necessario, non sono realizzati da un filo, ma da diversi intrecciati insieme.

2. Uno strato di materiale isolante (isolante) che separa i conduttori tra loro e dall'eventuale guaina metallica esterna

Lo scopo dello strato isolante è quello di contrastare le forze del campo elettrico tra i conduttori e la guaina del cavo che tendono a creare corrente di dispersione (nei cavi di comunicazione) e scarica (guasto) nei cavi ad alta tensione. L'isolamento del cavo deve sempre essere sufficientemente flessibile da consentire la flessione del cavo durante la produzione e durante l'installazione.

L'isolamento dei cavi di potenza operanti in alta tensione deve innanzitutto avere un'elevata resistenza elettrica, che garantisca l'affidabilità del cavo in esercizio. Tuttavia, non sempre è richiesta un'elevata rigidità dielettrica dell'isolamento del cavo.

Ad esempio, i cavi di comunicazione di solito funzionano a bassa tensione e qui le perdite di dispersione sono critiche, pertanto i materiali isolanti con la dispersione più bassa possibile, ad es. con elevata resistenza di isolamento e basso valore della tangente di perdita dielettrica, vengono utilizzati per isolare i cavi di comunicazione.

3. Coperture protettive e coperture che proteggono lo strato isolante del cavo da influenze ambientali e danni meccanici

Ciò dovrebbe includere anche vari tipi di rivestimenti anticorrosione, il cui scopo è proteggere le guaine e le coperture dei cavi dalla corrosione ambientale. Diversi tipi di guaine (piombo, gomma, ecc.) differiscono per resistenza meccanica, resistenza alla corrosione e principalmente resistenza all'umidità, poiché la maggior parte dei materiali isolanti per cavi deteriora notevolmente le proprie proprietà isolanti quando è bagnata.

Sergey Antonov, dipinto «Tirando il cavo» 1968.

Materiali utilizzati nella fabbricazione di fili, cavi e cavi

Si distingue tra materiali utilizzati per la produzione del nucleo conduttivo, dello strato isolante e delle coperture esterne con guaine protettive.

Ma la seguente classificazione è più conveniente:

• metalli;

• materiali fibrosi;

• materiali polimerici;

• materiali isolanti liquidi;

• materiali isolanti solidi a base di resine naturali e sintetiche;

• vernici, composti e bitume.

Nella produzione dei cavi vengono utilizzati i metalli: rame e sue leghe, alluminio, piombo e acciaio.Il rame e l'alluminio sono utilizzati principalmente per la produzione di fili conduttori di fili, cavi e funi, mentre il piombo e l'acciaio sono utilizzati per la produzione di involucri e armature protettive.

L'idoneità di questi metalli per la fabbricazione di fili e cavi è determinata principalmente dalle caratteristiche elettriche (resistenza elettrica) e meccaniche (trazione e allungamento).

Sezione trasversale del cavo di alimentazione isolato XLPE da 400 kV. Tale cavo viene utilizzato in una linea di trasmissione aerea da 380 kV a Berlino. Sezione del cavo — 1600 mm2. La linea di 34 chilometri è stata costruita nel 2000.

Classificazione ed etichettatura dei cavi di potenza

Un cavo che può essere utilizzato per terreni interrati

Connettori del cavo di alimentazione

Cavi di rame pesanti

Cavo per impianti pompa olio con conduttori in rame, isolamento in copolimero a blocchi resistente al calore e guaina in fluoroplastica per ognuno dei tre fili conduttori. Secondo la nuova tecnologia di produzione dei cavi, il fluoroplastico viene applicato ai fili conduttivi isolati mediante estrusione: dopo aver lavorato il materiale su attrezzature speciali, la massa polimerica risultante passa attraverso lo strumento di formatura e "avvolge" i fili.

Dalla storia della tecnologia via cavo

La storia della tecnologia dei cavi inizia con i primi tentativi di produrre filo isolato, la cui necessità sorse intorno al 1753 in relazione allo studio dell'elettricità atmosferica.

Il primo periodo nello sviluppo della tecnologia dei cavi durò fino a circa la metà del XIX secolo e fu caratterizzato dai tentativi di realizzare fili e cavi isolati utilizzando tubi di vetro, ceralacca e altri materiali a portata di mano.

Un ruolo importante in questo periodo di sviluppo della tecnologia dei cavi è stato svolto da P.L.Schilling, l'inventore della miniera elettrica. Il merito di PL Schilling è di aver utilizzato per primo il materiale (gomma) per l'isolamento dei cavi, introdotto nella produzione di fili e cavi 60 anni dopo.

A partire dalla metà dell'Ottocento iniziò in Inghilterra e in Germania la produzione di cavi di comunicazione sottomarini isolati con guttaperca (una resina molto simile per composizione alla gomma naturale).

Maggiori dettagli sull'uso di materiali naturali nella tecnologia dei cavi:

L'uso di gomma e materiali in gomma nell'ingegneria elettrica

Coprendo il cavo con guttaperca. Greenwich, 1865-66. Dipinto di RC Dudley

I prodotti via cavo (cavi, fili, cavi) utilizzati nell'elettricità sono classificati secondo i seguenti criteri:

• dalla natura dell'isolamento,
• secondo il materiale delle vene conduttrici,
• dalla forma e dal design del nucleo conduttivo,
• dal tipo di gusci protettivi,
• per caratteristiche produttive e costruttive,
• su appuntamento
• Anche i prodotti in cavo ad alta corrente sono divisi per tensione.

In base alle caratteristiche produttive e progettuali, tutte le tipologie di prodotti in cavo vengono suddivise in base al numero, sezione o diametro delle anime conduttrici, in base alla flessibilità dell'anima, in base al sistema di torcitura, in base alla forma esterna (tonda, triangolari, ecc.), secondo il tipo di rivestimenti esterni e altri.

Informazioni utili: In che modo i fili differiscono dai cavi?