I cinque vantaggi principali dell’installazione dei cavi elettrici nel condotto

Molti cavi elettrici in tutto il mondo vengono installati per soddisfare la domanda sempre crescente di elettricità. Una gran parte di questi cavi viene installata sottoterra perché in questo modo il cavo è più protetto, le operazioni di riparazione sono più fluide e le installazioni sotterranee sono più esteticamente e ambientalmente appropriate rispetto ai cavi aerei. Poiché molte aziende di servizi energetici stanno passando dagli impianti aerei a quelli sotterranei, devono scegliere il miglior approccio di installazione per ottimizzare le prestazioni della rete elettrica.

Esistono tre pratiche di installazione dei cavi comunemente utilizzate per realizzare i vantaggi delle installazioni sotterranee: Cavo a interramento diretto in trincea, condotto posizionato nella trincea, quindi installazione del cavo; perforazione orizzontale direzionale (HDD) del condotto, quindi installazione del cavo. Gli ultimi due approcci utilizzano un condotto, che offre vantaggi aggiuntivi rispetto al cavo a interramento diretto. Di seguito verranno descritti cinque dei vantaggi più citati dei cavi installati in condotti.

1 Costi di manutenzione/esercizio inferiori
2 Durata estesa e riutilizzabilità
3 Migliore coordinamento e flessibilità dell’installazione dei cavi
4. Dinamica di calore del cavo installato nel condotto
5. Sicurezza ambientale e del personale

Costi di manutenzione e di funzionamento inferiori

I sistemi di condotti riducono significativamente i tempi e i costi associati alla riparazione di cavi elettrici sotterranei. A differenza delle installazioni a interramento diretto, non è necessario alcuno scavo per accedere ai guasti dei cavi. Il cavo danneggiato può essere semplicemente scollegato, tirato dal condotto e sostituito. Ciò riduce il tempo necessario per individuare la guasto ed elimina la necessità di scavare la trincea, rimuovere la sezione danneggiata e quindi installare una sezione cavo per unire le estremità del cavo esposte utilizzando due giunzioni, come sarebbe necessario in un’installazione a interramento diretto.

Anche il vantaggio di avere meno giunzioni nel cavo può significare una maggiore affidabilità. Le giunzioni sono ben note come punti deboli nei sistemi a media e alta tensione. Sono costosi da installare, richiedono kit specializzati e sono sensibili alla qualità della lavorazione. Ogni giunzione aggiuntiva non solo aumenta i costi del sistema, ma riduce anche l’affidabilità della rete a lungo termine. Riducendo al minimo la necessità di giunzioni, i sistemi di condotti migliorano direttamente le prestazioni del sistema, riducendo al contempo i costi di manutenzione e funzionamento.

I vantaggi di un accesso più semplice ai guasti e di un ripristino più rapido del circuito di potenza si riflettono negli indici di affidabilità standard del settore:

• SAIDI (Indice medio della durata di interruzione del sistema, System Average Interruption Duration Index): durata media di interruzione per cliente all’anno.
• SAIFI (indice medio di frequenza di interruzione del sistema, System Average Interruption Frequency Index): numero medio di interruzioni per cliente all’anno.
• CAIDI (indice medio della durata di interruzione del cliente, Customer Average Interruption Duration Index): tempo medio per ripristinare il servizio dopo un’interruzione.

Le aziende di servizi pubblici vedono prestazioni in costante miglioramento su questi indici con cavi installati nei condotti rispetto alle installazioni a interramento diretto, traducendosi in una qualità del servizio più elevata e costi di sistema più bassi.

Durata estesa e riutilizzabilità

I sistemi di condotti forniscono infrastrutture a lungo termine che possono essere riutilizzate per più cicli di vita dei cavi. Sebbene la durata media dei cavi elettrici a media e alta tensione sia di circa 50 anni, i condotti correttamente installati possono durare più di un secolo. Ciò significa che quando i cavi raggiungono la fine della vita, possono essere sostituiti senza i costi, l’interruzione o lo sforzo dati dall’installazione di nuovi condotti.

La riutilizzabilità dei condotti semplifica anche gli aggiornamenti, consentendo alle aziende di servizi di distribuire cavi di maggiore capacità o tecnologie più recenti senza duplicare la costruzione civile. Ciò riduce sia la spesa in conto capitale che i tempi di realizzazione del progetto.

Un altro vantaggio è la capacità di rimuovere e riciclare i cavi ritirati. I cavi a interramento diretto sono spesso abbandonati in loco a causa dell’elevato costo degli scavi. Al contrario, i cavi installati nel condotto possono essere facilmente tirati fuori, creando opportunità di recupero e riciclaggio dei materiali che compensano parzialmente i costi di sostituzione.

Migliore coordinamento e flessibilità dell’installazione dei cavi

L’uso di condotti sotterranei migliora significativamente la flessibilità e il coordinamento dei progetti di installazione dei cavi elettrici. Questa flessibilità è particolarmente preziosa nei progetti in cui più parti interessate, compresi i servizi di pubblica utilità, gli appaltatori civili e i fornitori di attrezzature, devono lavorare insieme per soddisfare scadenze ristrette e limiti di budget, riducendo al minimo le interruzioni del pubblico e delle infrastrutture circostanti.

Le installazioni di cavi sotterranei comportano una complessa sequenza di attività: progettazione del percorso, negoziazioni di permessi e diritti di accesso (ROW), acquisto di cavi e accessori, logistica di consegna, scavo, posizionamento del condotto e infine installazione e terminazione del cavo. I ritardi in uno di questi passaggi possono portare a sforamenti dei costi e conflitti di pianificazione se non gestiti efficacemente.

I sistemi di cavi canalizzati offrono un vantaggio strategico nella gestione di queste incertezze. A differenza delle installazioni a interramento diretto, dove la trincea e la posa dei cavi devono avvenire in una sequenza ben coordinata, i condotti consentono di disaccoppiare queste attività. La trincea può essere scavata, i condotti installati e l’area riempita molto prima della consegna del cavo. Quando il cavo arriva in loco, può essere rapidamente tirato attraverso il condotto preinstallato senza i rischi e le complicanze logistiche associate a trincee aperte.

Questo disaccoppiamento delle opere civili dall’installazione dei cavi offre ai servizi di pubblica utilità e agli appaltatori una maggiore flessibilità nella pianificazione, migliora la sicurezza e riduce l’esposizione a ritardi meteorologici o logistici; in ultima analisi supporta una consegna del progetto più affidabile.

Migliori dinamiche di calore dei cavi installati nei condotti

Esistono idee sbagliate persistenti sulle perdite di I²R (Joule) nei cavi elettrici installati nei condotti. Una convinzione comune è che la parete del condotto agisce come barriera isolante, intrappolando il calore all’interno del condotto e riducendo così la portata del cavo. Questa premessa può allontanare la progettazione di un’installazione di cavi dai vantaggi dei cavi installati nel condotto.

In pratica, i sistemi di condotti spesso migliorano la dissipazione del calore rispetto ai cavi interrati direttamente nel terreno. La maggiore massa termica del condotto crea un involucro di raffreddamento espanso nel terreno circostante. Questo campo termico più ampio migliora il trasferimento di calore al terreno e riduce al minimo la formazione di zone asciutte – aree in cui l’umidità del terreno evapora, riducendo la sua conduttività termica. Le zone asciutte sono un problema frequente con i cavi a interramento diretto e contribuiscono principalmente al surriscaldamento localizzato.

Mitigando la formazione delle zone asciutte, i condotti aiutano a mantenere un’efficienza della conduttività termica all’interno del condotto, nonché nel terreno circostante, impedendo un eccessivo accumulo di calore nel cavo e supportando una maggiore portata. Oggi, la modellazione termica avanzata consente agli ingegneri di prevedere con precisione in che modo diversi metodi di installazione influenzano la generazione e la dissipazione del calore. Queste analisi aiutano a identificare la configurazione ottimale per un dato progetto, migliorando l’affidabilità del cavo, prolungando la vita utile e stabilizzando la capacità di trasporto corrente in diverse condizioni operative.

Sicurezza ambientale e personale

Ridotto impatto ambientale

Dopo l’installazione iniziale di condotti sotterranei, è possibile prevenire future interruzioni dell’ambiente naturale. A differenza delle installazioni di cavi a interramento diretto, che richiedono scavi estesi sia per operazioni di manutenzione che di riparazione, i condotti consentono di sostituire o aggiornare i cavi con un minimo disturbo del terreno. Ciò preserva la vegetazione, mantiene la struttura del terreno e protegge gli habitat locali, vantaggi particolarmente importanti nelle aree sensibili.

Non solo i sistemi canalizzati aiutano a ridurre l’impatto delle zone asciutte sulla portata come discusso sopra, ma aiutano anche a mantenere proprietà termiche a lungo termine del terreno. Riducendo la formazione di zone asciutte – aree in cui l’umidità del terreno evapora e la conduttività termica diminuisce – i condotti favoriscono una dissipazione del calore più stabile, che aiuta a preservare l’equilibrio dell’umidità del terreno e protegge la vita vegetale vicina dal degrado termico.

Poiché i condotti proteggono i cavi dall’invecchiamento precoce, prolungano la durata di vita utile e riducono la frequenza delle riparazioni e delle sostituzioni. Meno riparazioni o sostituzioni significano meno attività di costruzione, meno produzione di rifiuti e un minore impatto ambientale durante il ciclo di vita del sistema.

Maggiore sicurezza pubblica e del personale

Il condotto stesso agisce come barriera protettiva, isolando i cavi sotto tensione dal contatto diretto con il terreno e le attività di costruzione. Ciò riduce il rischio di scariche accidentali durante gli scavi, limita l’esposizione alle alte temperature superficiali e riduce il rischio di incendio che interessano le infrastrutture e il personale adiacenti.

Dal punto di vista della manutenzione, i sistemi canalizzati consentono interventi più sicuri e più rapidi. I cavi danneggiati o invecchiati possono essere rimossi e sostituiti con scavi minimi, riducendo il tempo trascorso dalle squadre in condizioni pericolose. L’accesso attraverso tombini o scatole di tiraggio migliora ulteriormente la sicurezza rispetto alle installazioni a interramento diretto, che richiedono scavi aperti e comportano rischi più elevati di danni accidentali durante la riparazione.

I condotti migliorano anche la sicurezza pubblica. In caso di guasto, gli effetti termici ed elettrici sono in gran parte confinati all’interno del condotto, impedendo l’esposizione diretta al terreno o alle strutture circostanti. Questo contenimento riduce i rischi per le aziende di servizi pubblici, gli edifici e le persone nelle vicinanze.

Combinando una riduzione dell’impatto ambientale con una maggiore sicurezza dei lavoratori e delle persone, le installazioni canalizzate offrono chiari vantaggi rispetto ai cavi interrati direttamente. Proteggono gli ecosistemi, prolungano la durata dei cavi, riducono al minimo gli sprechi e forniscono un ambiente di lavoro più sicuro per le squadre di servizi, migliorando al contempo l’affidabilità per i clienti che servono.

I molti vantaggi dei cavi installati nel condotto

Importanti vantaggi operativi, di sicurezza ed economici vengono creati quando i cavi di alimentazione vengono installati in condotti anziché essere direttamente interrati nel terreno. I costi di manutenzione sono inferiori nei cavi canalizzati, facilitando il posizionamento e la riparazione dei guasti dei cavi. La riutilizzabilità del condotto esistente può ridurre i costi e i tempi per l’aggiornamento o la sostituzione dei cavi. La separazione delle opere civili dall’installazione dei cavi mediante condotti consente alle aziende di servizi e agli appaltatori una maggiore flessibilità nella pianificazione, una maggiore sicurezza e una minore esposizione ai ritardi meteorologici o logistici durante il processo di installazione dei cavi. In alcuni casi, l’installazione di cavi elettrici nel condotto può mantenere livelli di portata più elevati tramite una migliore dissipazione del calore e la creazione di un grande involucro di raffreddamento nel terreno. Oltre a proteggere le squadre di manutenzione e il pubblico, i condotti svolgono anche un ruolo importante nella protezione del cavo dall’esposizione a caratteristiche del terreno, acqua e danni causati dai parassiti.

I vantaggi dei cavi elettrici installati in condotti stanno diventando sempre più evidenti in tutto il mondo. Man mano che un numero maggiore di aziende di servizi passa dai sistemi aerei ai sistemi sotterranei, la domanda rimane: i cavi devono essere interrati direttamente o installati nel condotto? Coloro che scelgono il condotto spesso invocano il proverbio tedesco, “Wer Billig kauft, kauft zweimal” – “Chi compra a buon mercato, compra due volte”. Vedono i sistemi di condotti come un investimento a lungo termine in affidabilità e resilienza. Tuttavia, alcuni responsabili rimangono scettici, soppesando i costi iniziali rispetto al valore a lungo termine. Nel tempo, tuttavia, la protezione, la longevità e le prestazioni superiori dei sistemi canalizzati continuano a fornire una prova convincente, difficile da ignorare mentre dà forma all’infrastruttura elettrica del futuro.

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