Guida alla scelta dei cavi armati: quando sono necessari? Come sceglierli? Come installarli?

In ogni progetto elettrico, qualcuno si chiede: "Abbiamo davvero bisogno di un cavo armato in questo caso?". La domanda sembra semplice, ma implica fattori come l'ambiente di installazione, i carichi meccanici, le condizioni elettromagnetiche, il budget e le prassi di installazione. Piuttosto che affermare genericamente che "il cavo armato è più resistente", è più utile analizzare il reale processo decisionale e scomporre ogni scelta critica.

Decisione 1: Il cavo resisterà agli urti?

La variabile più importante per decidere se è necessaria un'armatura è se il cavo subirà danni fisici durante la sua vita utile.

Se l'intero percorso si snoda all'interno di un edificio, su canaline o tubi protettivi, in un ambiente asciutto e privo di carichi pesanti o rischio di infestazione da roditori, un cavo standard non armato è perfettamente adeguato ed economico. Tuttavia, se si verifica una delle seguenti condizioni, l'armatura merita di essere presa seriamente in considerazione:

• Sepoltura direttaLa pressione del terreno, l'assestamento del suolo, le rocce appuntite e gli scavi accidentali possono, un giorno, causare la rottura del rivestimento.
• All'aperto o semi-espostoDegradazione dovuta ai raggi UV, sbalzi di temperatura, pioggia e vento, oltre al calpestio e al possibile impatto sul sito.
• Siti industrialiVibrazioni, olio, schizzi di sostanze chimiche e forti impatti sono all'ordine del giorno nelle miniere, nelle acciaierie, negli impianti chimici e nei porti.
• Sottomarino o subacqueoLe cinghie di ancoraggio, gli attrezzi da pesca, la corrosione dell'acqua di mare e la crescita di organismi marini richiedono una corazza più robusta, in genere costituita da un doppio filo d'acciaio.
• Ferrovia e trasporto pubblico: i percorsi devono resistere sia allo schiacciamento che alle interferenze elettromagnetiche, il che impone requisiti particolari al materiale di armatura e alla messa a terra.
• Linee a lunga distanza rinnovabiliI percorsi dei collettori dei parchi eolici e solari attraversano spesso terreni difficili con un'alta percentuale di interramento diretto, rendendo le protezioni antischegge una pratica standard.

In sintesi: Lasciate che la giacca gestisca ciò che è in grado di fare; aggiungete protezioni solo quando la giacca non ce la fa.

Decisione 2: Quale tipo di armatura?

Quando si rende necessaria una protezione, la domanda successiva è: filo d'acciaio, nastro d'acciaio o alluminio? La scelta non dovrebbe basarsi sul principio "abbiamo sempre usato X", ma dipende dalla forza predominante a cui sarà sottoposto il cavo.

Tensione prima → Armatura in filo d'acciaio (SWA). I fili di acciaio zincato sono avvolti elicoidalmente attorno all'anima, garantendo un'eccezionale resistenza alla trazione. Il sistema SWA è preferito per grandi campate, pozzi verticali, interramenti diretti a lunga distanza e terreni ondulati. È il tipo più comune nell'industria mineraria, cementiera, metallurgica e in altri settori dell'industria pesante.

Compressione prima → Armatura con nastro d'acciaio (STA). Il nastro d'acciaio per cavi elettrici (STA) eccelle nella resistenza alla pressione radiale, ai morsi di roditori e agli attacchi di termiti. È comunemente utilizzato nelle reti di distribuzione urbane, negli aeroporti e nei porti, dove i carichi superficiali sono elevati. Si noti che il nastro d'acciaio non è progettato per elevate tensioni di trazione assiale: il controllo della trazione durante l'installazione deve essere più rigoroso.

Circuiti unipolari → Armatura in filo di alluminio (AWA).Se su un cavo unipolare si utilizza un'armatura in acciaio magnetico, questa genera correnti circolanti e perdite per correnti parassite, sprecando energia e potenzialmente causando surriscaldamento locale. Il filo di alluminio è non magnetico e leggero, il che lo rende la scelta standard per i cavi unipolari. Cavo di alimentazioneS.

Schermatura e leggerezza → Corazzatura con nastro di alluminio (LAP). Nelle applicazioni di comunicazione, segnalazione o sensibili alla compatibilità elettromagnetica, il nastro di alluminio offre una protezione meccanica moderata con schermatura elettromagnetica, risultando al contempo significativamente più leggero dell'armatura in acciaio.

Flessioni ripetute → Armatura a treccia metallica.Controllo e Cavo di strumentazioneA volte, durante il funzionamento, è necessario che le armature si muovano o si flettano. Le armature a treccia offrono una protezione meccanica inferiore rispetto alle armature avvolte, ma garantiscono una flessibilità ineguagliabile da altri tipi.

In pratica, SWA e STA coprono la maggior parte delle esigenze relative ai cavi di alimentazione. Una semplice regola: SWA per la tensione, STA per la compressione, AWA per l'anima singola, LAP per la schermatura, treccia per la flessibilità.

Decisione 3: Vale la pena pagare la differenza di prezzo per l'armatura?

I cavi armati costano sensibilmente di più al metro rispetto a quelli non armati, e i team addetti agli acquisti spesso subiscono pressioni per "risparmiare un po'". La soluzione richiede di guardare oltre il prezzo di acquisto e di considerare il costo totale.

I vantaggi nascosti dell'armatura includono:

• Risparmio di materiale e manodopera per la realizzazione dei condotti.: l'armatura è strutturale, quindi i cavi interrati direttamente o instradati in canaline spesso non necessitano di ulteriori condotti in acciaio, riducendo sia i costi dei materiali che quelli di installazione.
• Minori tassi di guasto nel corso della vita utileI danni fisici sono una delle principali cause di guasti ai cavi. L'armatura riduce direttamente questo rischio, il che significa meno interruzioni di corrente, meno scavi per le riparazioni e meno sostituzioni di cavi.
• Durata di servizio prolungataIn ambienti umidi, corrosivi o con carichi elevati, l'armatura combinata con una guaina esterna adeguata può prolungare la durata del cavo di anni o addirittura decenni.
• Schermatura EMI integrataL'elevata permeabilità magnetica dell'armatura in acciaio fornisce naturalmente una schermatura magnetica. Se posata accanto a circuiti a bassa tensione, può ridurre le interferenze e talvolta eliminare la necessità di misure di schermatura separate.

Tenendo conto di questi fattori, il costo totale di proprietà di un cavo armato in ambienti difficili è spesso inferiore rispetto a un'alternativa "cavo non armato con tubo protettivo". Naturalmente, in un ambiente interno asciutto e controllato, privo di rischi meccanici, il sovrapprezzo per l'armatura potrebbe non essere giustificato: la scelta deve quindi tenere conto dello scenario specifico, anziché applicare una regola generale.

Decisione 4: Quali sono le insidie ​​dell'installazione?

Scegliere il cavo giusto non è sufficiente; un'installazione non corretta può comunque causare guasti. Le seguenti quattro aree sono quelle in cui i problemi si verificano più frequentemente in loco:

Raggio di curvatura. I cavi armati sono rigidi. Forzare una curvatura più stretta di quanto consentito dal produttore può deformare l'armatura e danneggiare internamente l'isolamento. Potrebbe superare i test iniziali, ma presentare un difetto dopo un periodo di funzionamento. Verificare sempre il raggio di curvatura minimo prima della posa e utilizzare pulegge di guida negli angoli.

Messa a terra e terminazione dell'armatura. L'armatura deve essere fissata meccanicamente e collegata elettricamente tramite pressacavi o giunti. La modalità di messa a terra, con collegamento a una sola estremità o a entrambe, dipende dalla lunghezza del percorso e dai calcoli di cortocircuito. Una messa a terra inadeguata non solo compromette l'efficacia della schermatura, ma può anche generare pericolose tensioni di contatto durante un guasto.

Corrispondenza con l'ambiente. In ambienti costieri con salsedine, corrosione chimica o immersione permanente, il normale filo di acciaio zincato potrebbe non essere sufficiente. Potrebbero essere necessarie guaine di piombo, rivestimenti esterni in PE o armature con gradi di resistenza alla corrosione superiori. Valutare l'ambiente corrosivo prima di effettuare l'ordine è molto più economico che sostituire l'intero percorso dopo cinque anni.

Controllo della forza di trazione. L'elevata resistenza della corazza non giustifica una manipolazione brusca. Utilizzare lubrificanti di trazione, rulli per cavi e tensiometri adeguati per mantenere la trazione entro i limiti consentiti, evitando deformazioni del passo della corazza o graffi al rivestimento.

Domande frequenti

I cavi armati possono sostituire completamente i tubi protettivi? Laddove le normative lo consentano, le installazioni interrate direttamente o con canalina in genere sono possibili, ma gli attraversamenti stradali, gli ingressi degli edifici o le sezioni con requisiti speciali di resistenza al fuoco potrebbero comunque richiedere una protezione aggiuntiva.

I termini SWA e STA sono intercambiabili? No. Gestiscono forze in direzioni diverse: SWA resiste alla trazione mentre STA resiste alla compressione. Scambiarli può danneggiare il cavo durante l'installazione.

L'armatura può fungere da conduttore di terra? Dipende dalle normative locali e dalle specifiche del cavo. In alcuni cavi armati, la sezione dell'armatura e la conduttività soddisfano i requisiti dei conduttori PE, ma ciò deve essere verificato tramite calcolo, non dato per scontato.

I cavi armati sono più pesanti: è necessario rinforzare la canalina portacavi?Sì. Soprattutto quando sono multipli Cavo SwaSe gli elementi vengono utilizzati in parallelo, la capacità di carico dei vassoi e dei supporti deve essere ricontrollata con un margine adeguato.

Riflessioni conclusive

Il cavo armato non è "una versione più costosa del cavo ordinario". È una soluzione sistematica contro i danni meccanici e le minacce ambientali. La chiave per la scelta non sta nel memorizzare le specifiche di cinque tipi di armatura, ma nel comprendere a cosa il cavo sarà effettivamente sottoposto in loco: tensione, compressione, corrosione, interferenze elettromagnetiche o una combinazione di queste. Valutare attentamente l'ambiente, analizzare le forze dominanti ed eseguire l'installazione con cura. È così che il cavo armato offre il valore per cui è stato progettato.