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EuroWire – Marzo 2012
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Articolo tecnico
I materiali di qualità
possono migliorare
l’affidabilità dei cavi
di distribuzione
A cura di Peter Pang, Shawn Miao, Simon Leung e Simon Sutton, di Dow Electrical & Telecommunications, unità commerciale
della società Dow Chemical Company
Introduzione
Non tutti i materiali sono uguali. Si tratta
di un concetto semplice, ma vero, che
deve essere preso in considerazione e
accettato per tutta la catena di valore.
Le prestazioni sono essenziali per la
funzionalità complessiva della rete e
si possono ottenere solo con materiali
che vengono sottoposti a delle prove. I
redattori di specifiche che richiedono cavi
di distribuzione che offrono decenni di
prestazioni elettriche affidabili devono
mantenere il passo con lo sviluppo
dei materiali.
Se si scelgono materiali per ragioni
diverse dalle prestazioni, come il prezzo,
la disponibilità o l’origine regionale, le
conseguenze possono essere guasti
precoci e frequenti. Ciò si traduce in spese
e tempi aggiuntivi per quanto riguarda la
riparazione e/o la sostituzione e in una
minore sicurezza del consumatore.
È stato dimostrato che i cavi a media
tensione che utilizzano materiali di
polietilene reticolato che ritarda la
formazione di arborescenze (TR-XLPE o
Tree
Retardant Crosslinked Polyethylene
)
mantengono
proprietà
elettriche
eccellenti, come la resistenza ACBD, dopo
molti anni di funzionamento, garantendo
così una lunga durata e migliorando
l’affidabilità per le reti di distribuzione.
Oltre ai materiali di isolamento che
possono
ritardare
naturalmente
la
formazione di arborescenze, è stato inoltre
dimostrato che i materiali di schermatura
semiconduttivi
ad
elevata
purezza
migliorano le proprietà elettriche dei cavi
sottoposti a invecchiamento in condizioni
di laboratorio.
Per ottenere un successo a lungo termine,
si raccomanda che i fabbricanti di cavi
e gli utenti finali (imprese di servizi
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Figura 1
: Comparazione della resistenza alla rigidità dielettrica fra i cavi TR-XLPE e XLPE
Anni di servizio
Rigidità dielettrica CA (kV/min.)
pubblici) specifichino i cavi che sono
costruiti con materiali di alta qualità e
che soddisfano criteri di prova specifici.
L’installazione dovrebbe essere effettuata
da professionisti esperti che conducono
anche delle prove dopo l’installazione per
garantire le prestazioni nell’intero sistema.
I prezzi possono e devono essere valutati
mediante un’analisi dei costi del ciclo
di vita.
Guasti e prevenzione
Generalmente, i guasti dei cavi di potenza
precoci sono causati da difetti che non
vengono rilevati durante le prove di
officina e a causa di una esecuzione
scadente durante la preparazione e
l’installazione delle connessioni e delle
terminazioni dei cavi. Durante la maggior
parte della vita utile di un sistema di cavi,
i guasti sono generalmente provocati da
fattori esterni come scavi accidentali.
Nelle fasi successive, normalmente i cavi
si guastano a causa dell’invecchiamento
dei materiali di isolamento. I meccanismi
tipici delle fasi finali comprendono la
formazione iniziale di arborescenze (water
trees) che successivamente generano
arborescenze elettriche, causando una
scarica parziale e guasti nei cavi.
In alcuni studi recenti condotti da Shanghai
Municipal Electric Power Company di
SGCC è stata riscontrata la presenza di
arborescenze (water trees) di diverse
lunghezze in cavi invecchiati sul campo.
TR-XLPE
EPR
Curva adeguata per XLPE
Curva adeguata per TR-XLPE
Curva adeguata per EPR