Cavi elettrici bassa tensione, caratteristiche e impiego

La corrente elettrica che arriva nelle nostre case è trasportata da opportuni cavi elettrici. Vediamone le caratteristiche e il funzionamento.

Passaggio da alta a bassa tensione

La corrente elettrica viene distribuita in alta tensione (con valori di tensione nominale superiori ai 30 kV) e, in prossimità delle città e dei centri abitati, vi è un primo passaggio a media tensione (valori di tensione compresi tra 1 kV e 30 kV) e poi un passaggio alla bassa tensione (al di sotto di 1kV). Il passaggio dalla media alla bassa tensione avviene tramite cabine di trasformazione all’interno delle quali si trova un quadro elettrico contenente un interruttore generale e i contatori di misura dell’energia elettrica fornita. Dal punto di fornitura si diramano più linee locali che conducono direttamente agli impianti utilizzatori, ovvero alle abitazioni civili, e tali linee hanno sempre lunghezze contenute al fine di ridurre le cadute di tensione.

Portata e dimensionamento dei cavi in bassa tensione

Al passaggio della corrente elettrica, il cavo presenta una resistenza R che fa aumentare la temperatura dissipando nell’ambiente circostante, per effetto joule, una potenza pari a P=RI2. Poiché il valore della resistenza di un cavo dipende dalle sue dimensioni fisiche e dalla resistività del materiale, la dimensione dei cavi va calcolata in base al valore della tensione a cui sono sottoposti e della corrente che li attraversa: ad esempio, un cavo con una sezione maggiore avrà una resistenza minore e quindi sopporterà meglio alti valori di corrente.
Allo stesso modo viene fatto un dimensionamento anche sugli isolanti utilizzati per la protezione dei cavi: anche essi devono poter sopportare le temperature di servizio senza compromettere le loro prestazioni isolanti e meccaniche. In particolare, si chiama “durata dell’isolante” il tempo che un isolante impiega per deteriorarsi ad una certa temperatura, definita come massima temperatura di servizio.
Infine, i cavi devono essere protetti contro le sovracorrenti che, rappresentando un aumento della corrente, determinano un conseguente aumento anche della temperatura. Allo stesso modo, i cavi elettrici devono essere protetti contro le correnti di cortocircuito, anch’esse molto pericolose per i cavi stessi e per i carichi alimentati dalla corrente elettrica.
In entrambi i casi, i dispositivi di protezione sono generalmente i fusibili o gli interruttori automatici, tutti dispositivi in grado di interrompere immediatamente il circuito nel momento in cui viene attraversato da un valore di corrente superiore a quella di normale funzionamento. Dimensionando opportunamente le correnti nominali di intervento, è possibile inoltre fare in modo che il fusibile intervenga per correnti di cortocircuito elevate mentre l’interruttore automatico solo per quelle basse. Si ha così una doppia protezione e si ha il vantaggio di dover sostituire il fusibile solo in caso di guasto grave.