Cavi monofase o multifase: come scegliere il tipo giusto

Nel mondo del cablaggio elettrico, una delle scelte fondamentali da affrontare riguarda l'utilizzo di un cavo unipolare o multipolare. Un cavo unipolare ha un solo conduttore (isolato e spesso rivestito da una guaina). Un cavo multipolare ha due o più conduttori, ciascuno isolato, all'interno di un'unica guaina esterna. Ogni tipo presenta vantaggi, limitazioni e applicazioni ideali. Una scelta errata può comportare costi maggiori, difficoltà di installazione e persino problemi di prestazioni. Questo articolo illustra le differenze tra cavi unipolari e multipolari e fornisce indicazioni su come scegliere il tipo più adatto al proprio progetto.

1. Che cos'è un cavo unipolare?

Un cavo unipolare contiene un solo conduttore, in genere di rame o alluminio, circondato dal suo isolamento e, in molti casi, da una guaina esterna. È la forma più semplice di cavo.

Applicazioni comuni:

• Trasmissione di energia ad alta tensione (dove grandi correnti vengono trasportate su lunghe distanze).

• Conduttori di messa a terra.

• Cablaggio interno di quadri elettrici e pannelli di controllo.

• Linee di alimentazione per apparecchiature pesanti (motori, generatori, trasformatori).

• Cavi sottomarini e sotterranei.

Caratteristiche principali:

• Un conduttore per cavo.

• Disponibile in sezioni di grandi dimensioni (fino a 2500 mm² o più).

• Solitamente più flessibili dei cavi multipolari con la stessa sezione totale del conduttore (perché il singolo conduttore può essere suddiviso in trefoli per una maggiore flessibilità).

• Più facile da installare in spazi ristretti.

• Richiede cavi separati per ciascuna fase, neutro e terra.

2. Che cos'è un cavo multicore?

Un cavo multipolare contiene due o più conduttori, ciascuno isolato separatamente, all'interno di un'unica guaina esterna. I conduttori possono avere la stessa sezione (ad esempio, un cavo a 4 conduttori per la trifase più terra) o sezioni diverse (ad esempio, per applicazioni di controllo). I conduttori sono spesso intrecciati tra loro o disposti parallelamente, e l'intero assemblaggio è avvolto da materiale di riempimento e da una guaina esterna protettiva.

Applicazioni comuni:

• Impianto elettrico dell'edificio (illuminazione, prese di corrente).

• Circuiti di controllo e strumentazione.

• Distribuzione di energia trifase (ad esempio, cavi a 4 conduttori per trifase + terra).

• Cavi per apparecchiature portatili.

• Cavi di comunicazione e dati.

Caratteristiche principali:

• Conduttori multipli in un unico cavo.

• Compatto e facile da installare in un unico condotto.

• Riduce i tempi e lo spazio necessari per l'installazione.

• Può includere conduttori di diverse sezioni per diverse funzioni (ad esempio, alimentazione e controllo).

• Meno flessibili dei cavi unipolari con la stessa sezione totale del conduttore (perché i conduttori sono raggruppati).

3. Differenza principale: numero di conduttori

La differenza più evidente è il numero di conduttori.

4. Installazione e spazio

I cavi unipolari richiedono più spazio perché sono necessari cavi separati per ogni fase, neutro e terra. Per un sistema trifase, sarebbero necessari almeno tre cavi unipolari (e spesso un cavo di terra separato). Questo può rappresentare una difficoltà in canaline, condotti o trincee dove lo spazio è limitato.

I cavi multipolari sono più compatti perché tutti i conduttori sono contenuti all'interno di un'unica guaina. Ciò riduce il diametro complessivo e semplifica il passaggio dei cavi. Per il cablaggio degli edifici, i cavi multipolari (ad esempio, 3 conduttori + terra) sono lo standard.

Suggerimento: negli spazi ristretti, i cavi multicore sono generalmente la scelta migliore.

5. Flessibilità e installazione

I cavi unipolari sono generalmente più flessibili perché ogni conduttore è indipendente. Questo è importante nelle applicazioni in cui il cavo deve curvare attorno agli angoli o essere instradato in spazi ristretti. I cavi unipolari sono anche più facili da far passare attraverso i condotti perché hanno un coefficiente di attrito inferiore rispetto ai cavi multipolari in fascio.

I cavi multipolari sono più rigidi perché i conduttori sono raggruppati insieme e spesso contengono materiali di riempimento per mantenerne la rotondità. Questo li rende più difficili da piegare e installare in spazi ristretti. Per applicazioni che richiedono un'elevata flessibilità (ad esempio, robotica, turbine eoliche), si preferiscono spesso i cavi unipolari con trefoli sottili.

Suggerimento: se il cavo deve flettersi frequentemente o essere installato in uno spazio ristretto, è consigliabile utilizzare cavi unipolari.

6. Costi ed economia

A prima vista, un cavo unipolare sembra più economico di un cavo multipolare della stessa sezione. Tuttavia, è necessario considerare il costo totale dell'installazione:

• Per un circuito trifase, sono necessari tre cavi unipolari. Il costo totale di tre cavi unipolari è spesso superiore al costo di un singolo cavo multipolare a 4 conduttori con la stessa sezione totale.

• Tuttavia, i cavi unipolari sono più facili da installare, il che può ridurre i costi di manodopera.

• I cavi multipolari sono più compatti e richiedono meno spazio, il che può ridurre i costi di canaline e tubi protettivi.

Suggerimento: confronta il costo totale (cavi + installazione) per il tuo progetto specifico, non solo il prezzo al metro.

7. Compatibilità elettromagnetica (EMC) e induzione

I cavi unipolari trasportano corrente in un solo conduttore (per una data fase). Il campo magnetico attorno a un cavo unipolare può indurre correnti nelle parti metalliche adiacenti (correnti parassite), causando surriscaldamento. Questo è particolarmente importante per i cavi unipolari di grandi dimensioni che trasportano correnti elevate. Per evitare ciò, i cavi unipolari dovrebbero essere installati con una configurazione a trifoglio (tre cavi a contatto tra loro) per annullare i campi magnetici, oppure distanziati con fissaggi non magnetici.

I cavi multipolari hanno conduttori che trasportano corrente in direzioni opposte (ad esempio, in uscita e in ritorno). I campi magnetici si annullano a vicenda, riducendo il rischio di correnti parassite. Ciò li rende più adatti per installazioni in cui le interferenze magnetiche rappresentano un problema.

Suggerimento: per circuiti ad alta corrente, utilizzare cavi multipolari per ridurre gli effetti del campo magnetico.

8. Armatura e protezione meccanica

Sia i cavi unipolari che quelli multipolari possono essere armati per la protezione meccanica.

Per i cavi multipolari si utilizza comunemente un'armatura in filo d'acciaio (SWA). Per i cavi unipolari, l'armatura in acciaio non è adatta perché il campo magnetico provocherebbe il surriscaldamento dell'armatura stessa. In questi casi, i cavi unipolari utilizzano invece un'armatura in filo di alluminio (AWA) o in acciaio inossidabile.

Suggerimento: se devi proteggere un cavo con un'armatura, verifica il tipo di armatura richiesto per la tua applicazione.

9. Schermatura e messa a terra

I cavi unipolari sono spesso schermati per contenere il campo elettrico e prevenire le interferenze. La schermatura è in genere costituita da un nastro di rame o da una treccia di fili.

I cavi multipolari possono essere schermati complessivamente oppure ciascun conduttore può essere schermato individualmente. La schermatura individuale è comune nei cavi di strumentazione per prevenire la diafonia.

Messa a terra: Nei cavi unipolari, la schermatura deve essere messa a terra a una o entrambe le estremità. Nei cavi multipolari, la schermatura o l'armatura nel suo complesso viene messa a terra.

Suggerimento: per segnali sensibili, utilizzare conduttori schermati singolarmente in un cavo multipolare.

10. Quale scegliere? Una guida alla decisione

11. Errori comuni da evitare

I cavi unipolari e multipolari hanno ciascuno i propri punti di forza e di debolezza. Non esiste un tipo universale migliore: la scelta giusta dipende dalla specifica applicazione.

• Scegli i cavi unipolari quando hai bisogno di sezioni trasversali elevate, grande flessibilità o controllo di fase separato.

• Scegli i cavi multicore quando hai bisogno di compattezza, facilità di installazione o riduzione degli effetti del campo magnetico.

Comprendendo le differenze e considerando i fattori descritti in questa guida, potrete prendere una decisione consapevole che tenga conto di prestazioni, costi e praticità di installazione. La prossima volta che scegliete un cavo, fermatevi un attimo a riflettere: monoconduttore o multiconduttore? La scelta giusta vi farà risparmiare tempo, denaro e grattacapi in futuro.