Cavi Imprigionati

Definizione
Un cavo a olio è definito come un cavo in cui viene mantenuto sotto pressione un olio a bassa viscosità, sia all'interno dello stesso rivestimento del cavo che in un tubo contenitore. In tutte le condizioni di carico variabile, l'olio nel cavo riempie i vuoti nella carta impregnata di olio. Storicamente, erano comunemente utilizzati oli minerali, ma più recentemente, gli alchilati come il benzene decilico lineare e il benzene nonilico ramificato hanno guadagnato popolarità. Questo è dovuto alla loro bassa viscosità e alla loro capacità di assorbire i vapori d'acqua rilasciati durante l'invecchiamento della cellulosa.
I cavi a olio vengono utilizzati per la trasmissione di energia elettrica a lunga distanza o in luoghi dove i cavi aerei sono impraticabili, come sott'acqua (ad esempio, nei mari), nelle centrali idroelettriche sotterranee o nelle sottostazioni elettriche con ostacoli d'acqua.

Vantaggi dei Cavi a Olio

La pressione all'interno del cavo viene mantenuta collegando il canale dell'olio del cavo a un serbatoio di olio. Per mantenere la pressione, il canale dell'olio è posizionato a una certa distanza dal serbatoio di olio. La pressione dell'olio riduce la formazione di vuoti nell'isolante. A confronto con i cavi solidi, i cavi a olio offrono i seguenti vantaggi:

• Possono sopportare maggiore stress dielettrico operativo.

• Hanno una temperatura di lavoro superiore e una maggiore capacità di portata corrente.

• La qualità dell'impregnazione è superiore a quella dei cavi solidi.

• L'impregnazione può essere effettuata anche dopo il processo di rivestimento.

• La formazione di vuoti è eliminata.

• La loro dimensione è inferiore a quella dei cavi pieni a causa del loro strato dielettrico più sottile.

• I difetti possono essere facilmente rilevati attraverso perdite di olio.

Tipi di Cavi a Olio

I cavi a olio sono principalmente categorizzati in tre tipi:

• Cavo a Olio Tipo Circolare Autonome

• Cavo a Olio Tipo Piatto Autonome

• Cavo a Olio per Tubazione

• Cavo a Olio Autonome

Per i cavi a olio autonome, la sezione trasversale del conduttore è approssimativamente di 150 - 180 millimetri quadrati ed è realizzata in stagno. Il diametro dei canali dell'olio in tali cavi è intorno ai 12 mm. Questo tipo di cavo è prevalentemente utilizzato per tensioni fino a 110 - 220 kV.
Vantaggi dei Cavi a Olio Autonome
A confronto con altri cavi a olio, i cavi a olio autonome offrono i seguenti benefici:

• La presenza di canali dell'olio permette una dimensione del conduttore più piccola.

• L'installazione è semplice.

• I costi sono inferiori.

• Invece di pompe, sono necessari solo serbatoi di olio per l'operazione.

• A causa di questi vantaggi, i cavi a olio autonome sono ampiamente utilizzati.

Cavo a Olio Tipo Piatto

Nei cavi a olio tipo piatto, tre nuclei isolati sono disposti orizzontalmente l'uno accanto all'altro. Non c'è materiale filtrante; invece, lo spazio è riempito con olio sotto pressione. I lati piatti del rivestimento di piombo sono rinforzati con nastri o fasce metalliche dure e fili avvolgenti. Le fasce di supporto sono scanalate per migliorare la flessibilità del cavo.

Quando il cavo è caricato, la sua temperatura aumenta, causando l'espansione dell'olio e una leggera deformazione dei lati piatti del rivestimento. Con la diminuzione del carico, l'olio si contrae e le fasce resilienti riducono le deflessioni. Ciò minimizza la formazione di vuoti nell'isolante durante il raffreddamento.

Questi cavi presentano canali dell'olio completamente riempiti con olio. L'olio è mantenuto sotto pressione, con una forza di 180 kV/cm. In questo tipo di cavo, tutto lo spazio libero tra i nuclei è disponibile per il flusso dell'olio. L'olio riempie gli spazi liberi all'interno dell'isolante, migliorando così la resistenza dell'isolante.

I serbatoi di olio sono posizionati a intervalli appropriati lungo il percorso del cavo per ospitare l'espansione e contrazione termica. Quando il cavo è caricato, viene generato calore, spingendo l'olio dal cavo verso i serbatoi di olio. Al contrario, quando il carico diminuisce, l'olio torna nel cavo. Questo meccanismo previene efficacemente la formazione di vuoti.

Cavi a Olio Tipo Tubazione

Un cavo a olio tipo tubazione comprende tre nuclei individuali schermati con carta installati all'interno di un tubo d'acciaio. Il tubo è riempito con olio isolante mantenuto a una pressione compresa tra 1.38×10⁶ e 1.725×10⁶ N/m². L'olio ad alta pressione svolge un duplice ruolo: inibisce la formazione di vuoti e aiuta a dissipare il calore dal cavo. Nota bene, in questo tipo di cavo, un canale dell'olio per il conduttore non è necessario.