I cavi fungono da vettori principali della trasmissione di potenza e segnale e la scelta dei materiali ha un impatto diretto sull'affidabilità, la durata e la sicurezza del sistema. La pratica ingegneristica a lungo-termine ha prodotto le seguenti informazioni chiave sulle proprietà e sull'adattamento al processo dei materiali centrali dei cavi, come rame, alluminio e isolamento polimerico.
I conduttori in rame rimangono la scelta preferita per i cavi di alimentazione a media- e alta-tensione grazie alla loro eccellente conduttività (circa 5,96×10⁷ S/m) e resistenza meccanica. Nelle applicazioni pratiche, le barre di rame prive di ossigeno-devono avere una purezza maggiore o uguale al 99,97% per garantire una bassa perdita di resistenza, mentre il processo di torsione a più-fili migliora la flessibilità ed è adatto a piegature frequenti. Sebbene i conduttori in alluminio abbiano una densità pari solo al 30% rispetto a quella del rame e siano quindi meno costosi, mostrano una debole resistenza allo scorrimento, richiedendo una maggiore-sezione trasversale (tipicamente 1,5 volte quella del rame) o l'aggiunta di leghe di magnesio o silicio per migliorare la stabilità della connessione. I parametri di temperatura e pressione, in particolare, devono essere rigorosamente controllati durante il processo di crimpatura del terminale. La scelta del materiale isolante deve essere adattata all'ambiente operativo. Il cloruro di polivinile (PVC) è ampiamente utilizzato nei cablaggi a bassa-tensione grazie al suo basso costo e alla resistenza chimica, ma la sua temperatura di funzionamento a lungo-termine non deve superare i 70 gradi. Il-polietilene reticolato (XLPE) utilizza un processo di reticolazione ad alta-temperatura-per aumentare la sua resistenza alla temperatura fino a 90 gradi e offre una maggiore resistenza elettrica, rendendolo la scelta principale per i cavi di media-tensione. Per ambienti umidi o corrosivi, una guaina esterna in polietilene (PE) combinata con un riempitivo che blocca l'acqua (come un filato che blocca l'acqua) può ritardare efficacemente l'invecchiamento dell'albero acquatico.
Inoltre, non bisogna trascurare la progettazione della schermatura del cavo. La treccia di filo di rame o il nastro composito di plastica e alluminio- sopprimono efficacemente le interferenze elettromagnetiche e sono particolarmente critici nei cavi di comunicazione. Durante l'installazione, evitare piegature eccessive (raggio di curvatura minimo maggiore o uguale a 10 volte il diametro del filo) e testare regolarmente la resistenza di isolamento e la continuità del conduttore per prolungare la durata.
In sintesi, la selezione dei materiali dei cavi richiede una considerazione completa delle prestazioni elettriche, delle proprietà meccaniche e della compatibilità ambientale. L'affidabilità a livello di sistema- può essere ottenuta attraverso una selezione precisa e una costruzione standardizzata.
