Cavo di alimentazione isolato XLPE: Guida completa a tipi, standard, dimensionamento e installazione
Cos'è un cavo di alimentazione isolato in XLPE?
Il cavo di alimentazione isolato in XLPE è un cavo di distribuzione di potenza il cui conduttore è isolato con polietilene reticolato. Durante la reticolazione, le lunghe catene di polietilene sono legate chimicamente in una rete tridimensionale termoindurente. A differenza del PVC o del PE termoplastico, l'isolamento non si ammorbidisce e non scorre più quando si scalda, quindi un cavo di alimentazione isolato in XLPE può funzionare continuamente con una temperatura del conduttore di 90 °C e resistere a un picco di cortocircuito di 250 °C per un massimo di cinque secondi.
Questa singola proprietà del materiale spiega perché l'XLPE ha sostituito i design isolati in carta e isolati in PVC nella maggior parte delle reti a bassa e media tensione: maggiore capacità di trasporto di corrente per la stessa dimensione del conduttore, minori perdite dielettriche, giunzione più facile e una maggiore durata utile.
Costruzione del cavo in sintesi
- Conduttore — rame o alluminio solido di classe 1 o intrecciato di classe 2, prodotto secondo IEC 60228.
- Schermo conduttore — nastro semiconduttivo o strato estruso, richiesto da 6/10 kV in su per livellare il campo elettrico.
- Isolamento — polietilene reticolato, normalmente 0,7 mm per piccole dimensioni 0,6/1 kV e fino a 4,5 mm per 26/35 kV.
- Guaina e armatura — guaina interna opzionale più nastro d'acciaio o armatura di filo d'acciaio per protezione meccanica.
- Rivestimento esterno — composto in PVC ST2 nero, o composto LSZH dove sono specificate le prestazioni antincendio.
Tipi comuni e designazioni
I mercati cinese e IEC utilizzano brevi designazioni che comprimono l'intera costruzione in poche lettere. La tabella seguente mappa i tipi di cavi di alimentazione isolati in XLPE più frequentemente ordinati.
| Designazione | Costruzione | Applicazione tipica |
|---|---|---|
| YJV | Conduttore in rame, isolamento in XLPE, guaina in PVC | Distribuzione interna, in canalina e interrata, 0,6/1 kV e MT |
| YJLV | Conduttore in alluminio, isolamento in XLPE, guaina in PVC | Lunghe tratte dove peso e costo sono importanti |
| YJV22 | Rame, XLPE, armatura in nastro d'acciaio, guaina in PVC | Interramento diretto dove è probabile un danno meccanico |
| WDZ-YJV | Rame, XLPE, guaina a bassa emissione di fumi e zero alogeni | Tunnel, stazioni, data center, edifici pubblici |
| YJV-8.7/15 kV | Rame, XLPE schermato, guaina in PVC | Linee ad anello di media tensione e alimentatori di sottostazioni |
Standard da indicare nella richiesta
Gli acquirenti che specificano lo standard evitano il 90% delle discussioni tecniche che compaiono nella fase di ispezione. Per i cavi di alimentazione isolati in XLPE, i quattro documenti più importanti sono:
- IEC 60502-1 — cavi per tensioni nominali 1 kV e 3 kV.
- IEC 60502-2 — cavi per tensioni nominali da 6 kV a 30 kV.
- IEC 60228 — classi dei conduttori e limiti di resistenza.
- GB/T 12706.1 — l'equivalente nazionale cinese ampiamente accettato nei progetti asiatici e africani.
Altre versioni nazionali come BS 7870, VDE 0276 e ICEA S-93-639 rimangono disponibili su richiesta, insieme a rapporti di prova di tipo dei laboratori KEMA o TUV.
Dati tecnici: Cavo in rame XLPE 0,6/1 kV (Estratto)
Valori rappresentativi per cavo YJV monofase e trifase, conduttore in rame, portata continua 90 °C, temperatura ambiente 30 °C e resistività termica del suolo 20 °C di 2,5 K·m/W.
| Sezione trasversale | Spessore isolamento | Diametro esterno approssimativo | Portata in aria | Portata nel terreno | Resistenza DC a 20 °C |
|---|---|---|---|---|---|
| 4 mm² | 0,7 mm | 7 mm | 44 A | 56 A | 4,61 Ω/km |
| 25 mm² | 0,9 mm | 10 mm | 130 A | 155 A | 0,727 Ω/km |
| 95 mm² | 1,1 mm | 16 mm | 300 A | 320 A | 0,193 Ω/km |
| 240 mm² | 1,7 mm | 25 mm | 550 A | 540 A | 0,0754 Ω/km |
| 400 mm² | 2,0 mm | 31 mm | 745 A | 695 A | 0,0470 Ω/km |
Come dimensionare un cavo XLPE in cinque passaggi
- Calcolare la corrente di progetto dal carico, dal fattore di diversità e dal fattore di potenza.
- Scegliere una sezione trasversale dalla tabella di portata del produttore e applicare la riduzione per temperatura ambiente, resistività del suolo, raggruppamento e profondità di interramento.
- Verificare la caduta di tensione — normalmente limitata al 5% della tensione nominale tra origine e carico.
- Verificare la resistenza al cortocircuito rispetto al tempo di intervento della protezione utilizzando la temperatura ammissibile del conduttore di 250 °C.
- Confermare i limiti di installazione — raggio di curvatura, tensione di trazione e riempimento della canalina.
L'esempio pratico e le tabelle complete dei fattori di riduzione si trovano nella nostra Guida alla selezione dei cavi XLPE.
Regole di installazione che prevengono guasti
La maggior parte dei guasti dei cavi XLPE si verifica nella prima settimana dopo l'installazione, non dopo vent'anni di servizio. Tre regole sono importanti:
- Raggio di curvatura — 12×D per cavi trifase 0,6/1 kV, 15×(d+D) per cavi MT trifase e 20×(d+D) per cavi MT monofase.
- Nessun cavo monofase in canaline magnetiche — le correnti parassite indotte surriscaldano la guaina; utilizzare fascette non magnetiche e formazione a trifoglio.
- Test di tensione dopo la giunzione — un test AC di 3,5 kV / 5 min su cavo 0,6/1 kV conferma l'isolamento e le terminazioni prima dell'energizzazione.
Se stai ancora confrontando dielettrici, leggi Cavo isolato XLPE vs PVC prima di definire la specifica.
Domande frequenti
Qual è la differenza tra cavo YJV e YJLV?
Solo il conduttore: YJV usa rame, YJLV usa alluminio. L'alluminio riduce peso e costo ma richiede una sezione del conduttore una o due misure più grande per la stessa corrente nominale.
I cavi XLPE possono essere interrati direttamente nel terreno?
Sì, a condizione che il circuito sia calcolato per le condizioni del terreno e che il cavo sia armato (YJV22) o posato in un letto di sabbia con piastrelle e nastro di avvertimento.
Qual è la temperatura massima del conduttore dell'isolamento XLPE?
90 °C continui, 130 °C in sovraccarico di emergenza e 250 °C per un cortocircuito di cinque secondi o meno.
Quale standard dovrebbe apparire sul rapporto di prova di tipo?
IEC 60502-1 per BT e IEC 60502-2 per MT, testato da un laboratorio indipendente riconosciuto come KEMA o TUV.
Acquisto di cavi di alimentazione isolati in XLPE da un produttore
Shanghai Shenghua Electric Wire & Cable Co., Ltd. produce cavi di alimentazione isolati in XLPE dal 1997 con 5.000-6.000 dipendenti e il 70-80% della produzione esportata. La gamma copre conduttori in rame e alluminio da 1,5 mm² a 1000 mm², da 0,6/1 kV a 26/35 kV, certificati ISO, CE, CCC, KEMA e TUV, con una capacità di fornitura di 100 km a settimana e un tempo di consegna standard di dieci giorni su tamburi di legno.
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