Due compiti, una parola
Uno schermo di cavo (detto spesso shield nell'uso statunitense) è uno strato conduttivo che circonda una o più anime isolate. A cosa serve dipende dal cavo:
- Schermi di energia nel cavo di media tensione tengono l'esterno dell'isolamento a potenziale di terra, così che il campo elettrico resti dentro l'isolamento e distribuito uniformemente. Lo schermo metallico porta anche la corrente capacitiva e, durante un guasto a terra, la corrente di guasto alla sorgente. È uno strato di sicurezza e di prestazione, dimensionato dal progettista.
- Schermi EMC nella strumentazione, nel comando, nei dati e nel coassiale riducono l'interferenza elettrica. Impediscono al rumore esterno di raggiungere i segnali deboli e ai segnali del cavo di irradiarsi. Qui la misura è la copertura e l'impedenza di trasferimento anziché la corrente di guasto.
Entrambi usano rame o alluminio, entrambi si mettono a terra, ed entrambi compaiono sulla scheda tecnica come «schermo». Ma uno schermo a nastro di rame progettato per un cavo MT non è un sostituto di una treccia in un cavo di strumentazione, e vale altrettanto il contrario.
Tipi di schermo fianco a fianco
| Tipo di schermo | Cavo tipico | Scopo principale | Cosa specificare |
|---|---|---|---|
| Schermo a nastro di rame (CTS) | Cavo di energia MT secondo IEC 60502-2 | Potenziale di terra, correnti capacitive e di guasto | Spessore e sovrapposizione del nastro secondo norma; requisito di corrente di guasto dal progettista |
| Schermo a fili di rame | Cavo di energia MT, spesso unipolare | Come sopra, con capacità di corrente di guasto maggiore nelle sezioni maggiori | Sezione dello schermo in mm2 secondo il calcolo del guasto del progettista |
| Treccia di fili di rame | Cavo di strumentazione e comando (tipo KVVP) | Protezione dall'interferenza, flessibile | Materiale e copertura della treccia secondo scheda tecnica |
| Foglio di alluminio o rame con filo di drenaggio | Coppie di strumentazione, cavo dati schermato | Copertura completa contro il rumore ad alta frequenza | Tipo di foglio, dimensione del filo di drenaggio, schermo totale o individuale |
| Foglio più treccia | Cavo coassiale come RG6, alcuni cavi dati industriali | Schermatura a larga banda di frequenza | Materiale e copertura della treccia secondo scheda tecnica |
La panoramica degli strati di schermo e armatura è nella pagina su armature e schermi.
Media tensione: nastro o fili di rame
La costruzione MT di riferimento della nostra pagina sui cavi di energia MT è un cavo 8.7/15 kV Cu/XLPE/CTS/PVC 3x95 mm2 da un catalogo di stabilimento partner: conduttore in rame compattato, schermo sul conduttore, 4,5 mm di XLPE, schermo sull'isolamento, poi uno schermo a nastro di rame su ciascuna anima, cordate con riempitivi sotto una guaina in PVC da 2,8 mm, circa 61 mm complessivi. Il nastro di rame sta sopra lo schermo semiconduttivo dell'isolamento, spiegato nell'articolo sugli strati semiconduttivi.
Il nastro di rame è compatto e comune sui cavi tripolari. Uno schermo a fili di rame, spesso con un nastro in controelica, è comune sui cavi unipolari e dove la corrente di guasto a terra della rete è alta, perché la sezione dello schermo si aumenta semplicemente aggiungendo fili. La sezione richiesta dello schermo viene dal livello e dalla durata del guasto a terra della rete, che conoscono solo il progettista o il distributore. Un acquirente non dovrebbe mai scegliere lo schermo MT per abitudine; la specifica deve dichiararlo, e lo stabilimento deve confermare la costruzione nella propria copertura di prove di tipo.
Strumentazione e comando: treccia e foglio
I segnali di strumentazione come anelli da 4-20 mA, linee a termocoppie e sensori lavorano a livelli bassi accanto a cavi di energia e azionamenti, quindi richiedono protezione dall'interferenza. La costruzione di strumentazione di riferimento della nostra pagina sui cavi di strumentazione è un cavo 450/750 V 4x1.5 mm2 con schermo totale (tipo KVVP): conduttori in rame, isolamento PVC da 0,7 mm, riempitivi, un nastro di poliestere, una treccia di fili di rame e una guaina in PVC da 1,2 mm, con diametro esterno non superiore a 12,2 mm.
Una treccia è flessibile e robusta e lavora bene contro l'interferenza a frequenza più bassa; la sua efficacia sale con la copertura, dichiarata per scheda tecnica. Il foglio dà copertura completa e lavora bene alle frequenze più alte, ma è sottile e di solito si accompagna a un filo di drenaggio nudo per poterlo terminare. Molti impianti di processo specificano coppie schermate singolarmente più uno schermo totale, costruiti secondo norme come EN 50288-7 o PAS 5308. Quelle costruzioni sono fuori dal catalogo partner alla base della nostra pagina di strumentazione e si abbinano a stabilimenti specializzati.
Come si mette a terra lo schermo del segnale è una decisione di progetto. La messa a terra monopunto degli schermi di strumentazione è prassi comune per evitare anelli di terra, ma la norma di strumentazione del progetto fissa la regola.
Dati e cavo coassiale
Il cavo dati di categoria arriva non schermato (U/UTP, come il Cat6 di riferimento della nostra pagina su cavi LAN e coassiali) o con schermi a foglio e treccia in varie combinazioni, trattati nell'articolo UTP contro FTP contro S/FTP. Il cavo coassiale come RG6 ha sempre uno schermo, perché lo schermo è il conduttore esterno della linea di trasmissione: la costruzione RG6 di riferimento usa foglio di alluminio legato più una treccia, con materiale e copertura della treccia dichiarati per scheda tecnica. In entrambe le famiglie, un cavo schermato funziona come previsto solo quando connettori e pannellini continuano lo schermo a terra.
Gli schermi cambiano anche il cavo fisico. Foglio e treccia aggiungono diametro, peso e rigidità, quindi un cavo dati schermato riempie passerelle e tubi più in fretta e richiede un raggio di curvatura maggiore dell'equivalente non schermato. Il materiale della treccia è un altro punto da confermare: alcuni cavi coassiali e dati a basso costo usano treccia di alluminio o alluminio-magnesio dove un acquirente potrebbe aspettarsi rame. Nessuno dei due è sbagliato per ogni uso, ma la scheda tecnica dovrebbe dichiararlo e il campione dovrebbe corrispondere. All'ispezione pre-spedizione il desk taglia una breve estremità da una bobina e verifica gli strati dello schermo contro la costruzione concordata.
Come verificare gli schermi su un ordine
- Dichiarate lo scopo: schermo per corrente di guasto MT, oppure schermo EMC per segnali.
- Dichiarate la costruzione: nastro di rame, fili di rame, treccia, foglio con filo di drenaggio, o foglio più treccia, e se lo schermo è totale, individuale per coppia o entrambi.
- Dichiarate i numeri che contano: sezione dello schermo per l'MT; copertura della treccia e dimensione del filo di drenaggio per il cavo di strumentazione, secondo scheda tecnica.
- Verificate le registrazioni: per l'MT, prove di tensione e di scariche parziali di routine per bobina; per il cavo segnaletico schermato, continuità dello schermo all'ispezione.
I cavi schermati aggiungono un passaggio di processo, quindi il tempo di consegna può essere più lungo che per le costruzioni semplici; si conferma per iscritto per ogni ordine, con gli intervalli tipici nella pagina su MOQ e tempi di consegna. Inviate l'elenco dei cavi con il requisito dello schermo tramite il modulo di richiesta.