EuroWire May 2017

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Articolo tecnico
Maggio 2017 70
Controllo e analisi del
materiale XLPE e HPTE nella
produzione di cavi a media e
alta tensione
A cura di Harry Prunk, Sikora AG, Brema, Germania
Riassunto
Le materie plastiche utilizzate per
l’isolamento dei cavi a media, alta e
altissima tensione devono rispettare
rigorosissimi standard di purezza. In
genere, viene utilizzato il materiale XLPE
(polietilene reticolato) per l’isolamento dei
cavi.
Per la reticolazione dello XLPE, il
cavo passa attraverso un tubo CV
(vulcanizzazione continua) dove viene
esposto ad elevate temperature per il
processo di reticolazione.
Generalmente, nella produzione di questi
tipi di cavi, il tubo CV viene riempito di
azoto e fatto funzionare a una pressione
di 10 bar. Prima che il cavo possa essere
sottoposto a ulteriore trattamento, come
ad es. l’applicazione di una schermatura e
di guaine esterne, è necessario effettuare
un degasaggio che può richiedere fino a
10 giorni.
Comunemente, la linea è costruita come
una linea CCV o VCV (vulcanizzazione
continua catenaria o vulcanizzazione
continua verticale). La tecnologia è ben
collaudata in quanto è utilizzata da
decenni, ma comporta costi elevati per la
costruzione e la linea di produzione.
Inoltre, esiste un altro metodo avanzato,
che utilizza l’elastomero termoplastico
ad alto rendimento (High Performance
Thermoplastic Elastomer o HPTE ) a base di
polipropilene come materiale isolante.
Questa nuova tecnologia è stata messa
a punto da Prysmian e viene presentata
come la cosiddetta tecnologia “P-Laser”.[1]
Il materiale presenta buone proprietà
elettriche e termo-meccaniche, para-
gonabili e per alcuni aspetti persino
superiori a quelle del materiale XLPE. Il
materiale HPTE non richiede una sezione
reticolabile né alcun trattamento di
degassificazione.
Ciò significa che il cavo completo può
essere fabbricato nell’ambito di un
processo di produzione in linea, in cui
potrebbero essere applicate anche
la schermatura e la guaina esterna in
un’unica fase di produzione.
Indipendentemente dall’approccio adot-
tato, i requisiti di rigidità dielettrica dei
materiali XLPE e HPTE restano elevati e
devono essere assicurati. Importante a tale
riguardo è la pulizia del materiale isolante.
È a questo punto che vengono messi a
fuoco il sistema avanzato di controllo della
purezza e di selezione.
Il presente articolo illustrerà un sistema
di controllo in linea e di selezione che
rileva la contaminazione all’interno e
sulla superficie dei pellet come ad es.
contaminanti metallici od organici,
variazioni di colore, agglomerati,
contaminazioni incrociate e pellet estranei.
Il sistema presentato comprende la
combinazione unica della tecnologia a
raggi X e un sistema ottico per ottenere
la massima capacità di rilevamento per
qualsiasi tipo di contaminazione. Pertanto,
la qualità del materiale XLPE o HPTE e di
conseguenza il processo di produzione
risultano ottimizzati e i costi ridotti.
Nell’articolo si farà inoltre un breve cenno
su un sistema fuori linea innovativo, che
ispeziona e analizza piccoli lotti di pellet.
Ciò è anche importante per verificare
pellet che sono stati selezionati mediante
il sistema di controllo e di selezione in
linea.
Cavo a media e alta
tensione isolato con
materiale XLPE e HPTE
Oggi il materiale isolante più utilizzato
per i cavi a media tensione (MV) e alta
tensione (HV) è il polietilene reticolato
(XLPE).
Questo materiale viene prodotto da
polietilene ad alta pressione con l’aggiunta
di perossidi organici come additivi. La
reticolazione avviene in presenza di calore
e pressione.
Le singole catene molecolari vengono
collegate tra loro, ottenendo così una
trasformazione del materiale termo-
plastico in un materiale elastico.
Un vantaggio che presenta il materiale
XLPE come isolante per cavi a media
e alta tensione è la loro bassa perdita
dielettrica e le loro eccellenti proprietà
elettriche e fisiche per la trasmissione
dell’elettricità. Siccome il materiale XLPE
è resistente alla deformazione termica e
all’invecchiamento, un cavo XLPE permette
di trasportare correnti di alta intensità.
Un’altra caratteristica è rappresentata dalla
facilità d’installazione dei cavi XLPE.
Questo materiale sopporta raggi di
curvatura stretti ed è inoltre leggero.[2]