Due valori, due sollecitazioni diverse
Le norme IEC sui cavi esprimono la tensione nominale come U0/U. U0 è la tensione tra conduttore e terra o schermo metallico; U è la tensione tra due conduttori di fase qualsiasi. Un cavo 0.6/1 kV è quindi progettato per 0,6 kV tra conduttore e terra e 1 kV tra conduttori. La IEC 60502-1 aggiunge un terzo valore tra parentesi, 0.6/1 (1.2) kV, dove 1,2 kV è la tensione massima del sistema a cui il cavo può essere esposto in servizio.
La distinzione conta perché l'isolamento è sollecitato in due modi. Tra conduttore e terra, la sollecitazione grava su una sola parete isolante. Tra due conduttori, grava su due pareti in serie. Un cavo con tensione nominale U0/U è costruito in modo che entrambe le sollecitazioni restino entro ciò che lo spessore e la mescola dell'isolamento possono sostenere durante il servizio.
L'errore comune è leggere 0.6/1 kV come «per sistemi da 600 V a 1.000 V». Un altro è confrontare direttamente una tensione statunitense di 600 V con una tensione IEC di 0.6/1 kV. Provengono da sistemi diversi, usano regimi di prova diversi e non sono intercambiabili in un progetto senza l'accordo del progettista.
Le tensioni nominali che vedrete nelle offerte
| Tensione nominale | Norma tipica | Prodotti tipici |
|---|---|---|
| 300/500 V | IEC 60227, EN 50525 | Cavi flessibili con guaina come H05VV-F; cavo britannico «twin and earth» secondo BS 6004 |
| 450/750 V | IEC 60227, GB/T 9330, TIS 11 | Fili unipolari da edilizia (H07V-U/R/K), cavi di comando e strumentazione |
| 600 V | UL 83, UL 44 | Fili da edilizia statunitensi: THHN/THWN-2, XHHW-2 |
| 0.6/1 kV | IEC 60502-1, BS 5467, BS 6724 | Cavi di energia BT, cavi armati e in alluminio, cavi di energia resistenti al fuoco |
| DC 1.5 kV | EN 50618, IEC 62930 | Cavo fotovoltaico H1Z2Z2-K |
| 600 / 1000 / 2000 V | UL 4703 | PV Wire statunitense |
| da 3.6/6 a 18/30 kV | IEC 60502-2 | Cavi di energia MT con strati semiconduttivi e schermo metallico |
Le costruzioni di riferimento di questo sito seguono lo stesso schema: il filo da edilizia di riferimento è 450/750 V, il cavo flessibile 300/500 V, il cavo di energia BT 0.6/1 kV e il cavo MT 8.7/15 kV. Le costruzioni complete sono nelle pagine sui fili da edilizia e sui cavi di energia BT.
Cosa significa in pratica 8.7/15 kV
Le tensioni nominali di media tensione seguono la stessa logica U0/U. Un cavo 8.7/15 kV è progettato per 8,7 kV tra ciascun conduttore e il proprio schermo metallico e 15 kV tra le fasi. La IEC 60502-2 elenca le coppie normalizzate 3.6/6, 6/10, 8.7/15, 12/20 e 18/30 kV. Il catalogo dello stabilimento partner usato per i nostri riferimenti copre tensioni fino a 8.7/15 kV; i progetti che richiedono 12/20 o 18/30 kV vengono abbinati a un altro stabilimento dotato delle linee di estrusione e delle apparecchiature di prova adeguate.
Due aspetti colgono di sorpresa gli acquirenti. Primo, il valore di U0 conta quanto quello di U. Quale U0 sia adatto a una rete dipende dalla tensione di sistema, dal modo in cui il sistema è messo a terra e dalla rapidità con cui vengono eliminati i guasti a terra, quindi il progettista sceglie la tensione nominale in base ai dati della rete e non solo alla tensione nominale del sistema. Secondo, lo spessore dell'isolamento cresce rapidamente con la tensione: il cavo di riferimento 8.7/15 kV 3x95 mm2 ha 4,5 mm di XLPE contro 0,9 mm del riferimento 0.6/1 kV 4x25 mm2. Quel materiale in più, insieme agli strati semiconduttivi e allo schermo, spiega perché il cavo MT costa molto di più al metro a parità di sezione. La pagina sui cavi di energia MT mostra la costruzione.
Tensioni nominali dei cavi di cablaggio sotto 1 kV
Sotto 1 kV, le tensioni nominali della IEC 60227 e dei codici armonizzati sembrano modeste ma contano altrettanto. Un filo unipolare 450/750 V come l'H07V-R è destinato al cablaggio fisso entro tubi o canali; un cavo flessibile 300/500 V come l'H05VV-F è destinato agli apparecchi e ai collegamenti per servizio leggero. La tensione inferiore comporta pareti di isolamento e guaina più sottili: il cavo flessibile di riferimento 3x1,5 mm2 ha isolamento in PVC da 0,7 mm e guaina da 0,9 mm. Usare un cavo flessibile 300/500 V dove il progetto prevede un cavo 450/750 V è una non conformità anche se la tensione del circuito è di soli 230 V, perché le norme legano ogni tensione nominale a impieghi e condizioni di posa specifici.
Anche i cavi di comando e strumentazione secondo GB/T 9330 hanno tipicamente tensione nominale 450/750 V. Trasportano segnali e circuiti di comando anziché energia, ma la tensione nominale deve comunque essere adeguata alla tensione più alta presente nel quadro o nella passerella. Dove le anime di comando condividono il percorso con cavi di energia 0.6/1 kV, è il progettista a decidere se servano segregazione o un cavo con tensione nominale superiore. Le distinte miste sono comuni nei progetti di ingegneria, e il desk verifica che ogni riga riporti la tensione nominale indicata dai disegni.
Come si provano le tensioni nominali
Una tensione nominale ha senso solo se il cavo viene provato rispetto a essa. Ogni bobina di ogni classe di tensione è sottoposta a una prova di tensione o di scintilla sull'isolamento durante o dopo la produzione. I cavi di media tensione richiedono di più: la IEC 60502-2 prevede una prova di tensione di routine a 3,5 U0 per 5 minuti e una prova di routine delle scariche parziali, misurata con il metodo della IEC 60885-3, in cui la scarica a 1,73 U0 non deve superare la sensibilità dichiarata di 10 pC o migliore. Le prove di tipo, eseguite una volta per costruzione, comprendono prove di tensione più lunghe e severe e prove di invecchiamento. La pagina su prove e ispezioni elenca ciò che il desk verifica per ogni ordine.
Scegliere la tensione nominale per il vostro ordine
Una sequenza pratica per gli acquirenti che non sono i progettisti:
- Prendete la tensione nominale dai disegni o dalla distinta: il progettista ha già scelto U0/U per la rete. Se la distinta dice solo «cavo 1 kV», chiedete se si intende 0.6/1 kV secondo IEC 60502-1.
- Abbinate la norma al mercato: un cavo 0.6/1 kV secondo IEC 60502-1, BS 5467 o una norma nazionale può differire per guaina, marcatura e dettagli di prova.
- Non aumentate né riducete la tensione nominale senza approvazione: una tensione superiore comporta isolamento più spesso, diametro maggiore e pressacavi diversi; una inferiore non è ammessa.
- Per i circuiti solari in corrente continua usate un cavo idoneo alla corrente continua: l'H1Z2Z2-K ha tensione nominale DC 1.5 kV secondo EN 50618; si veda la pagina sui cavi fotovoltaici.
- Fatela stampare sulla guaina: la tensione nominale va stampata nella dicitura della guaina, così che installatore e ispettore possano leggerla.
La tensione nominale è distinta dalla portata di corrente. La sezione del conduttore per un dato carico dipende dal metodo di posa e si determina secondo IEC 60364-5-52, BS 7671 o NEC a seconda dei casi, con conferma del progettista. Fissati entrambi, inviate designazione e quantità tramite il modulo di richiesta e il desk conferma la costruzione per iscritto prima che qualsiasi stabilimento prenoti il rame.