EuroWire May 2017

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Articolo tecnico
Maggio 2017 71
Alcuni anni fa la società Prysmian ideò
un nuovo tipo di cavo in cui si utilizza
il materiale HPTE (Elastomero ad alte
prestazioni) anziché lo XLPE. Questo
materiale presenta caratteristiche equiva-
lenti allo XLPE. La differenza consiste nel
fatto che non vi è reticolazione e pertanto
alcun sottoprodotto, il HPTE è riutilizzabile,
consente tempi di produzione più brevi,
una zona d’installazione ridotta ed è
compatibile con i componenti di rete
esistenti. Entrambi i materiali XLPE e HPTE
sono utilizzati per la produzione di media
e alta tensione del cavo.
Necessità di materiale
plastico pulito per cavi
MV e EHV
La purezza del materiale plastico che
viene utilizzato per l’isolamento di
cavi HV ed EHV (altissima tensione) è
estremamente importante. Quanto più
puro è il composto (Figura 1), tanto minore
è il rischio di un guasto.
Impurità metalliche di 50μm possono di
per sé danneggiare il prodotto finale e
quindi determinare un notevole aumento
dei costi.
Ad esempio, la riparazione di un cavo
sottomarino difettoso che è stato
danneggiato da materiali contaminanti,
può comportare settimane di inattività.
Inoltre, il composto contaminato
dell’isolamento può causare sia difetti nel
cavo, sia guasti conseguenti durante il
test di scarica dielettrica con effetti che si
ripercuotono a livello industriale durante il
processo produttivo.
Nell’ambito della produzione di cavi EHV,
essi sono testati presso lo stabilimento con
una tensione di prova pari a 2,5 volte la
tensione nominale.
Generalmente, ciascun sito di produ-
zione registra approssimativamente da
cinque a sei guasti l’anno (Figura 2) che
causano perdite enormi. Già un solo
guasto provoca costi fino a 150.000 euro
prima ancora che il cavo sia posato nella
posizione prevista.
Inoltre, si perde del tempo prezioso,
non permettendo di rispettare le date
di consegna previste. Spesso, devono
essere utilizzati dei giunti non concordati,
danneggiando così l’immagine di
qualità del produttore con potenziali
sanzioni contrattuali. É per queste
ragioni che alcune norme per cavi ad alta
tensione richiedono che siano escluse
contaminazioni a partire da 75μm nei
materiali lavorati.[3]
Inoltre, i cavi devono essere progettati
secondo le linee guida dell’associazione
AEIC (Association of Edison Illuminating
Companies), in modo tale da essere
utilizzabili per una vita utile di almeno
40 anni. Di conseguenza, è necessario
verificare che il materiale abbia una
purezza del 100% prima che venga inserito
nel prodotto finale.
Le prove a campione non sono sufficienti
per escludere in modo affidabile qualsiasi
tipo di contaminazione.
Oggi i produttori di cavi utilizzano dei
filtri per catturare le impurità nella fusione
dei materiali XLPE e HPTE prima del loro
inserimento nel cavo.
I filtri vengono posizionati direttamente
nel fluido dopo l’estrusore, prima della
testa trasversale.
Tuttavia, questi filtri possono intasarsi
a causa di materiale carbonizzato, o
dell’eccessiva quantità di contaminanti
dopo un certo periodo di funzionamento.
Quindi la pressione del materiale fuso
nell’estrusore può aumentare in modo
significativo fino a richiedere l’arresto
della produzione per sostituire i filtri, il
che significa che successivamente sarà
necessario un giunto in quella posizione.
I giunti, ovvero i punti in cui i cavi
sono saldati insieme sono realizzate
manualmente e sono sempre critiche,
in particolare per quanto riguarda i cavi
sottomarini per le applicazioni offshore.
È per questa ragione che i produttori di
cavi puntano a fornire lunghezze di cavi
consistenti che presentino solo un minimo
numero di giunti poiché questi presentano
un potenziale rischio di guasto.
Siccome i filtri ostruiti riducono la
produttività della linea, vengono richiesti
dei metodi affidabili che consentono di
rilevare e selezionare le contaminazioni
nel materiale di polietilene.
La garanzia di purezza
nei materiali XLPE
e HPTE prima della
lavorazione del
materiale: controllo e
selezione
Oggi, per il controllo dei pellet, vengono
utilizzati dei sistemi sia nei laboratori sia
per il monitoraggio in linea durante il
processo di produzione dei granuli.
La maggior parte di tali sistemi si basa
sulla tecnologia ottica per rilevare le
contaminazioni sul pellet.
Tuttavia, questi sistemi non consentono di
rilevare la contaminazione all’interno dei
pellet.
Il sistema di controllo e selezione descritto
di seguito consente una garanzia di
qualità in linea del 100% utilizzando la
▼
▼ Figura 1: Composto isolante di alta qualità
▼ ▼ Figura 2: Sezione trasversale di un cavo EHV con
guasto
▲ ▲ Figura 3: Sistema di controllo e di selezione
mediante macchina fotografica a raggi X (verde),
ottica (giallo), a infrarossi (rosso) e a colori (blu)