Isolamento XLPE o PVC: a confronto i valori a 90 e 70 gradi

Due mescole, due limiti di temperatura

La maggior parte dei cavi di energia a bassa tensione in una rosa di fornitura usa una di due mescole isolanti. Il PVC (cloruro di polivinile) è un materiale termoplastico: si ammorbidisce quando si scalda e può essere rifuso. L'XLPE (polietilene reticolato) parte da polietilene, ma dopo l'estrusione viene reticolato, quindi le sue molecole sono legate in una rete che non rifluisce in liquido quando si scalda. Quella differenza chimica sta dietro ai due numeri che gli acquirenti vedono su ogni scheda tecnica: una temperatura massima del conduttore in servizio continuo di 90 C per l'XLPE contro 70 C per il PVC, e un limite di cortocircuito di 250 C per l'XLPE.

Sono temperature del conduttore, non dell'ambiente. Dicono all'ingegnere di progetto quanto caldo può diventare il rame o l'alluminio in servizio normale, e quanto può scaldarsi per pochi secondi durante un guasto, prima che l'isolamento inizi a degradarsi. Non dicono, da soli, quanta corrente possa portare un cavo. Dipende dal metodo di posa, dal raggruppamento, dalla temperatura ambiente e dalle condizioni del suolo, e si calcola per metodo di posa secondo IEC 60364-5-52, BS 7671 o NEC a seconda dei casi, con conferma dell'ingegnere di progetto.

Fianco a fianco

I valori di riferimento vengono da un catalogo di stabilimento partner e sono tipici per le loro categorie; la costruzione per il vostro ordine viene confermata sulla scheda tecnica. Il modello di riferimento BT completo è nella pagina sui cavi di energia BT, e le opzioni di mescola per ogni strato sono nella pagina su isolamenti e guaine.

Cosa compra il valore di temperatura più alto

Poiché l'XLPE tollera un conduttore più caldo, un cavo in XLPE di solito può portare più corrente di un cavo in PVC con lo stesso conduttore nella stessa installazione. In pratica può significare un conduttore una sezione più piccola per lo stesso carico, oppure più margine alla stessa sezione. L'ingegnere verifica comunque la caduta di tensione e la tenuta al cortocircuito, quindi il vantaggio non è automatico; sui tratti lunghi la caduta di tensione spesso decide la sezione qualunque sia l'isolamento. L'articolo sulla scelta della sezione del cavo percorre i tre controlli.

Il limite di cortocircuito di 250 C conta sui feeder maggiori. Durante un guasto il conduttore si scalda in una frazione di secondo, e il cavo deve sopravvivere finché il dispositivo di protezione non interrompe. Una temperatura di guasto ammessa più alta aiuta il cavo a superare quel controllo a una data sezione del conduttore.

L'XLPE ha anche perdite dielettriche minori e migliori proprietà elettriche del PVC, motivo per cui ogni cavo di media tensione secondo IEC 60502-2 usa XLPE (o un'altra mescola reticolata) anziché PVC. A bassa tensione la differenza elettrica conta meno di quella termica.

Dove il PVC resta sensato

Il PVC resta la scelta normale per il filo da edilizia, i cordoni flessibili e il cavo di comando. È facile da lavorare, accoglie bene il colore, accetta una stampa netta ed è flessibile agli spessori usati per i conduttori piccoli. La famiglia 60227 IEC 01 (H07V-U, H07V-R, H07V-K) e il cordone H05VV-F sono costruzioni in PVC, e lo è anche il cavo di comando tipo KVV nel catalogo dello stabilimento partner. Per i piccoli circuiti finali il limite di 70 C raramente è il vincolo.

Alcuni mercati si aspettano cavi di energia in PVC per abitudine o per norma locale, per esempio le costruzioni tipo NYY in parti del Sud-est asiatico. In quei casi la decisione è una questione di mercato anziché tecnica; l'articolo NYY contro CV copre quel confronto per i progetti thailandesi.

Guaina, fumo e alogeni: una questione a parte

Isolamento e guaina sono strati diversi, e gli acquirenti a volte presumono che un cavo XLPE sia automaticamente a bassa emissione di fumi e senza alogeni. Non lo è. Un cavo YJV ha isolamento in XLPE e guaina esterna in PVC, quindi in un incendio libera comunque acido cloridrico dalla guaina. Un cavo è LSZH solo quando anche la guaina, i riempitivi e i nastri sono senza alogeni, e ciò si dimostra con rapporti di prova IEC 61034 e IEC 60754, non con il nome dell'isolamento. L'articolo sulla guaina LSZH spiega quelle prove.

Anche il comportamento alla fiamma è una proprietà a livello di cavo. Entrambe le costruzioni possono essere fatte ritardate alla fiamma secondo IEC 60332-1-2 per rapporto di prova, e nell'UE la classe CPR dichiarata sul DoP si applica al cavo finito, non alla mescola isolante.

Invecchiamento, qualità e come specificare

Le mescole isolanti falliscono quando la formulazione è sbagliata, non solo quando il cavo lavora caldo. Un richiamo australiano 2013-2014 ampiamente riportato ha riguardato cavo da edilizia il cui isolamento in PVC non rispettava i requisiti di invecchiamento: circa 4.000 km di cavo e circa 40.000 abitazioni e attività interessate, secondo l'ACCC. Il problema era la mescola, non la sezione del conduttore. È il motivo per cui il desk chiede i risultati dell'invecchiamento termico e delle prove termiche nel rapporto di prova di tipo, non solo la resistenza del conduttore.

Per l'XLPE, la verifica corrispondente è il grado di reticolazione, di solito verificato con una prova di hot set nel programma di prove di tipo e su campione. Un XLPE poco reticolato si comporta ad alta temperatura più come polietilene semplice. Una prova di tensione o di scintilla di routine non rivelerà nessuno dei due problemi, motivo per cui la pagina su prove e ispezioni elenca le registrazioni di prove su campione e di tipo accanto alle prove di routine.

Una riga di isolamento chiara nell'ordine d'acquisto suona così:

1. Mescola e valore: XLPE, 90 C al conduttore, oppure PVC, 70 C.
2. Norma: IEC 60502-1 per il cavo di energia 0.6/1 kV, IEC 60227 per filo da edilizia e cordoni, o l'equivalente nazionale.
3. Spessore: spessore nominale dell'isolamento secondo la norma, con lo spessore minimo verificato sul campione.
4. Registrazioni: prove di routine per bobina, più il rapporto di prova di tipo che copre l'invecchiamento e, per l'XLPE, l'hot set.

Inviate l'elenco dei cavi con quelle quattro righe tramite il modulo di richiesta; MOQ per sezione e lunghezza bobina sono trattati nella pagina su MOQ e tempi di consegna.