Cavi polarizzati e non polarizzati, tipi di cavi comuni e guida ai cavi di alimentazione

Cavi di alimentazione polarizzati e non polarizzati: cosa significa effettivamente la differenza

La differenza tra cavi di alimentazione polarizzati e non polarizzati dipende dalla possibilità di inserire la spina in una presa con un solo orientamento o con uno qualsiasi degli orientamenti. A spina polarizzata ha due lame di larghezza diversa: la lama neutra è leggermente più larga della lama calda, quindi può adattarsi a una presa polarizzata solo in un modo. A spina non polarizzata ha due lame di identica larghezza e può essere inserita in entrambe le direzioni.

Questa distinzione è importante perché l'alimentazione CA in un circuito standard a due fili non è simmetrica. Un conduttore è il filo caldo (porta tensione sotto tensione, tipicamente 120 V in Nord America) e l'altro è il filo neutro (al potenziale di terra o in prossimità di esso). In una connessione polarizzata, il filo caldo si collega sempre al terminale caldo del dispositivo e il neutro al terminale neutro. In una connessione non polarizzata, invertendo la spina si inverte quale terminale interno riceve tensione attiva, una condizione chiamata polarità inversa .

per molti carichi resistivi semplici (lampadine a incandescenza, elementi riscaldanti, motori di base) l'inversione di polarità non ha alcun effetto funzionale e non comporta ulteriori rischi. Per i dispositivi con interruttori, fusibili o parti conduttrici accessibili, la polarità è importante. Una lampada con cavo polarizzato , ad esempio, garantisce che l'interruttore interrompa il filo caldo, in modo che il guscio del portalampada sia a potenziale neutro quando la lampada è spenta, riducendo il rischio di scosse elettriche quando si sostituisce una lampadina. Se la stessa lampada utilizzasse un cavo non polarizzato inserito al contrario, il portalampada rimarrebbe sotto tensione anche con l'interruttore spento.

Nella pratica di cablaggio nordamericana, la lama neutra di una spina polarizzata corrisponde allo slot più ampio in una presa standard NEMA 1-15 o NEMA 5-15. Il conduttore neutro nel cavo è identificato da una trama scanalata o da un isolamento bianco/grigio; il conduttore caldo è liscio o nero. Le spine a tre poli con messa a terra (NEMA 5-15P e simili) sono intrinsecamente polarizzate dal pin di terra, quindi la distinzione della larghezza della lama si applica specificamente ai cavi a due poli senza messa a terra.

Quando la polarizzazione è necessaria e quando non lo è

I codici elettrici e gli standard di sicurezza del prodotto specificano quali apparecchi richiedono cavi polarizzati. Secondo le linee guida UL e NEC negli Stati Uniti, i cavi polarizzati sono richiesti per:

• Apparecchi (lampade e corpi illuminanti) con prese a vite Edison, dove l'involucro deve essere neutro
• Apparecchi con interruttori unipolari che devono interrompere il conduttore caldo
• Dispositivi in cui un terminale è accessibile e potrebbe essere toccato durante il normale utilizzo

I cavi non polarizzati sono accettabili per:

• Elettroutensili e apparecchi con doppio isolamento in cui i circuiti interni sono isolati dalle superfici accessibili indipendentemente dalla polarità
• Dispositivi con trasformatori o alimentatori a commutazione in cui la polarità CA in ingresso è irrilevante per il comportamento in uscita
• Dispositivi di Classe II (doppio isolamento) certificati per non richiedere un collegamento a terra o polarizzato per la sicurezza

Al di fuori del Nord America, la distinzione della polarizzazione è meno significativa nella pratica perché la maggior parte degli standard internazionali sulle spine (IEC 60083, BS 1363, CEE 7/4, ecc.) utilizzano spine a tre pin con messa a terra o design con pin protetti che impongono la corretta polarità in base alla geometria, rendendo superflua la codifica separata della larghezza della lama.

tipi comuni di cavi utilizzati nelle applicazioni elettriche

Il termine "cavo" nell'uso elettrico si riferisce specificamente a un gruppo flessibile multiconduttore destinato al collegamento di apparecchiature portatili o semiportatili a una fonte di alimentazione. I cavi si distinguono dal cablaggio fisso per la loro flessibilità, portabilità e la presenza di una spina stampata o fissata. I tipi di cavi più comuni riscontrati in ambienti residenziali, commerciali e dell'industria leggera sono:

Cavo della lampada (SPT-1 / SPT-2)

Il tipo di cavo più leggero, costituito da due conduttori paralleli con rivestimento termoplastico, utilizzato in lampade, piccoli elettrodomestici e illuminazione decorativa. SPT-1 ha un isolamento più sottile (parete da 0,030 pollici); SPT-2 ha un isolamento più spesso (parete da 0,045 pollici) e una maggiore resistenza all'abrasione. Entrambi hanno una tensione nominale di 300 V e in genere sono 18 AWG. Le versioni polarizzate hanno un conduttore neutro scanalato per l'identificazione.

Cavo dell'apparecchio (SVT / SJT / ST)

Un'ampia categoria che comprende cavi di media portata per elettrodomestici, utensili elettrici e apparecchiature. SVT (tipo di cavo per aspirapolvere) è un cavo termoplastico a tre conduttori da 300 V. SJT è un cavo junior per servizi gravosi con isolamento del conduttore individuale più spesso, con tensione nominale di 300 V, utilizzato in elettrodomestici e apparecchiature portatili. ST (servizio intenso) è un cavo di calibro più pesante da 600 V, adatto per apparecchiature portatili più esigenti e per uso esterno.

Cavo di prolunga

Una prolunga è un cavo con una spina su un'estremità e una o più prese sull'altra, utilizzato per estendere la portata da una presa fissa. La sicurezza della prolunga dipende in modo critico dall'adattamento del calibro: l'utilizzo di una prolunga sottodimensionata con un apparecchio ad alta corrente provoca un riscaldamento resistivo che può superare la valutazione termica del cavo. Per gli apparecchi ad alto wattaggio (stufe, utensili elettrici), è necessario un cavo da 14 AWG o 12 AWG; 16 AWG è il minimo per l'uso più generale.

Cavo di accoppiamento per apparecchi staccabile (cavo IEC)

Un cavo rimovibile standardizzato con un connettore IEC 60320 sull'estremità dell'apparecchio, utilizzato su computer, monitor, stampanti, apparecchiature audio e alimentatori. La combinazione IEC C13/C14 (la coppia di connettori standard "cavo bollitore") è la più comune, con tensione nominale di 10 A a 250 V. C15/C16 è una variante a temperatura più elevata utilizzata nei bollitori e in alcune apparecchiature server. C19/C20 è una versione da 16 A per carichi pesanti per unità di distribuzione dell'alimentazione montate su rack.

Cavo retrattile

Un cavo a spirale che si allunga sotto tensione e si ritrae quando viene rilasciato, utilizzato in ricevitori telefonici, registratori di cassa, apparecchiature mediche e strumenti industriali dove è importante una gestione ordinata del cavo. Indicato per cicli di flessione frequenti.

Diversi tipi di Cavi di alimentazione per costruzione e rating

I cavi di alimentazione sono la categoria più ampia che comprende sia cavi flessibili che cablaggi fissi. Le variabili chiave che definiscono un tipo di cavo di alimentazione sono il materiale e il calibro del conduttore, il materiale isolante e la tensione nominale, il rivestimento per la protezione ambientale e se l'insieme è destinato all'installazione fissa o all'uso portatile. I principali tipi riscontrati nelle applicazioni commerciali, industriali e infrastrutturali sono:

Cavo con guaina non metallica (NM / Romex)

Il tipo di cavo standard per il cablaggio fisso residenziale in Nord America. È costituito da due o tre conduttori isolati più un filo nudo di terra racchiuso in una guaina esterna termoplastica. 600 V nominali, disponibile da 14 AWG a 6 AWG per applicazioni su circuiti derivati. Non adatto per ambienti umidi, interramento diretto o condotti esposti.

Cavo armato (AC/BX) e cavo rivestito in metallo (MC)

Cavi di cablaggio fissi con armatura metallica avvolta a spirale su conduttori isolati, che forniscono protezione meccanica e una certa schermatura EMI. Il cavo CA utilizza l'armatura metallica come percorso di terra; Il cavo MC include un conduttore di terra isolato verde dedicato all'interno dell'armatura. Utilizzato nell'edilizia commerciale, negli impianti industriali e nei luoghi in cui il cavo NM non è consentito dal codice.

Filo THHN / THWN nel condotto

Conduttori isolati individuali tirati attraverso un condotto metallico o in PVC. THHN (rivestimento in nylon termoplastico ad alta resistenza al calore) è valutato a 90°C a secco; THWN aggiunge l'idoneità ai luoghi umidi. Questo è il metodo di cablaggio dominante nelle costruzioni commerciali e industriali grazie alla sua flessibilità nell'instradamento e alla facilità di sostituzione dei conduttori. Disponibili da 14 AWG a 1000 kcmil per applicazioni con alimentatori di grandi dimensioni.

Cavo per sepoltura diretta USO-2/URD

Ingresso di servizio sotterraneo e cavi di distribuzione residenziale sotterranei progettati per l'interramento diretto senza condotto. USE-2 è valutato a 90°C umido e secco; URD è un design concentrico neutro utilizzato dai servizi pubblici per la distribuzione di energia residenziale sotterranea. Entrambi utilizzano sistemi di isolamento resistenti all'umidità in grado di resistere indefinitamente ai prodotti chimici del suolo e all'umidità del suolo.

Cavo di alimentazione portatile SOOW / SJOOW

Cavi di alimentazione portatili per carichi pesanti utilizzati per l'alimentazione temporanea nei cantieri edili, in teatri ed eventi e per macchinari industriali che richiedono frequenti riposizionamenti. La designazione codifica il tipo di rivestimento (S = servizio gravoso), resistenza all'olio (OO = rivestimento e isolamento resistenti all'olio) e grado di protezione in ambienti umidi (W). 600 V nominali, disponibile da 18 AWG a 2 AWG, con versioni a quattro conduttori (per applicazioni a 240 V o trifase) comuni.

Cavo di media tensione e alta tensione

I cavi di alimentazione per la distribuzione a 5 kV, 15 kV, 35 kV e superiori utilizzano isolamento in polietilene reticolato (XLPE) o gomma etilene-propilene (EPR) con strati semiconduttori di controllo dello stress, schermatura metallica e rivestimenti esterni armati. Si tratta di cavi per infrastrutture industriali e di pubblica utilità utilizzati per alimentatori di sottostazioni, circuiti di distribuzione sotterranei e distribuzione di energia per impianti industriali superiori a 600 V.

Confronto dei cavi di alimentazione per applicazione

Come leggere un cavo di alimentazione o la designazione di un cavo

Le designazioni dei cavi e dei cavi di alimentazione nordamericani seguono un sistema di codici a lettere standardizzato da UL e citato nel NEC. Comprendere il codice evita di selezionare un cavo sottodimensionato o inappropriato per una determinata applicazione. Gli elementi principali sono:

• S — Servizio gravoso (isolamento e rivestimento più pesanti). L'assenza di S indica un servizio junior o leggero (ad esempio, prefisso SJ rispetto al prefisso S).
• J — Servizio rigido junior (300 V nominali rispetto a 600 V per cavi di servizio rigido non J).
• O — Guaina resistente all'olio; OO — guaina e isolamento del conduttore resistenti all'olio.
• W — Adatto per ambienti umidi e uso esterno.
• T — Isolamento termoplastico; P — costruzione parallela (piatta); V — struttura del cavo dell'aspirapolvere.
• Conteggio conduttori e AWG — Espresso come, ad esempio, "3/14" che significa tre conduttori da 14 AWG. I numeri AWG più piccoli indicano conduttori più grandi e con maggiore capacità di corrente.

Una corda segnata SJOOW 3/12 , ad esempio, è un cavo junior per servizi gravosi con rivestimento e isolamento resistenti all'olio, classificato per ambienti umidi, con tre conduttori da 12 AWG, adatto per il collegamento di strumenti portatili o apparecchiature per carichi medi in un ambiente industriale umido o oleoso.