CAVO

CAVO

(IX, p. 570; App. II, I, p. 540)

Le due grandi famiglie in cui sono divisi i c. elettrici sono tuttora quelle dei c. per il trasporto di potenza e dei c. per telecomunicazioni, anche se per i c. a fibre ottiche, appartenenti a questa ultima famiglia, a rigore non si applica il termine ''c. elettrici'', che infatti tende a essere sostituito con quello di ''c. ottici''. La struttura dei c. di potenza è stata modificata in modo essenziale negli ultimi trent'anni dall'avvento dei materiali polimerici, sia plastici che elastomeri. I c. per telecomunicazioni hanno subito un'evoluzione ancora più incisiva nell'ultimo decennio per l'avvento delle fibre ottiche, per cui i già accennati c. ottici stanno oggi rimpiazzando pressoché completamente i c. coassiali. Inoltre stanno avendo sempre più rilevanza industriale i c. superconduttori che, seppure in buona parte ancora allo stato di sperimentazione, sono già ampiamente in uso in alcune applicazioni specialistiche.

Cavi per il trasporto di potenza. - Questi c. si possono oggi suddividere a loro volta in diverse categorie, di cui le più rappresentative sono: c. per impianti interni a bassa tensione, c. per distribuzione a bassa tensione e per impieghi industriali, c. per media tensione, c. per trasmissione ad alta e altissima tensione.

Cavi per impianti interni a bassa tensione. - Sono quelli che s'impiegano all'interno di edifici civili (abitazioni, uffici, ecc.) e industriali (opifici, stabilimenti, magazzini, ecc.), comprendendovi tuttavia anche la loro estensione all'esterno degli edifici stessi (piazzali, giardini, ecc.). I c. sono per la maggior parte costituiti da conduttori isolati mediante applicazione a trafila (v. IX, p. 571) o, come più comunemente detto, mediante estrusione di mescole a base di cloruro di polivinile (PVC). I conduttori isolati (anime) sono a loro volta protetti da rivestimenti (guaine) realizzati con altre mescole di caratteristiche meccaniche superiori, sempre a base di PVC. Per pose fisse, in situazioni meccanicamente protette, la guaina esterna può mancare.

Negli ultimi dieci anni, per impianti soggetti al pericolo d'incendio, si sono sviluppati c. che non propagano il fuoco (autoestinguenti). Essi sono isolati e protetti con guaine cosiddette ''non propaganti la fiamma'', in generale ottenute mediante apposite mescole in PVC addizionate con opportune ''cariche'' inorganiche.

D'altro canto i prodotti gassosi di queste mescole, in caso di combustione, sono tossici, a causa della presenza del cloro, e per di più opachi, creando problemi di nocività e di visibilità per le persone coinvolte. Pertanto, in caso di edifici e di servizi pubblici (musei, teatri, cinematografi, metropolitane, ecc.) in cui si deve considerare l'eventuale affollamento di persone, si sono introdotti c. che, oltre a essere autoestinguenti, sono costruiti con materiali che evitano queste gravi conseguenze. Nell'isolamento e soprattutto nelle guaine di tali c. sono stati completamente eliminati gli alogeni, come appunto il cloro. La non propagazione della fiamma è ottenuta mediante polimeri o elastomeri contenenti cariche che producono acqua durante la decomposizione causata dalla fiamma (tipicamente l'idrato di alluminio, o l'idrato di magnesio).

Sono stati anche sviluppati c. ''resistenti al fuoco'' e cioè in grado di rimanere elettricamente efficienti per un dato tempo anche se investiti direttamente dalla fiamma (il tipico esempio di applicazione di questi è appunto la segnalazione di un principio d'incendio).

Sono in generale c. isolati con nastri di mica, o con gomma siliconica, o con filati o tessuti di vetro impregnati di grassi siliconici che, in condizioni di emergenza, possono sopportare temperature fino a 180 °C. Inoltre, se bruciano, cosa che avviene con difficoltà, non vanno fuori servizio per almeno un certo tempo in quanto la cenere delle gomme siliconiche, e dei relativi grassi, è isolante. Un campo tipico di applicazione di questi c. è a bordo delle navi.

Infine, il tipo di c. che risulta più di ogni altro resistente al fuoco è quello a isolamento minerale formato con polveri di ossido di magnesio fortemente compresse entro una guaina di rame. Si tratta però di un c. assai costoso e di difficile installazione, per tale motivo è usato solo per impieghi molto speciali.

Cavi per distribuzione di bassa tensione. - Sono impiegati nella distribuzione secondaria e alimentano i singoli utenti direttamente, senza interposizione di trasformatori. Tipi analoghi di c. sono anche usati per impieghi industriali o nei casi in cui si richiede un elevato margine di sicurezza (edifici pubblici e privati di particolare importanza, stabilimenti, ecc.). Pertanto, benché destinati alla bassa tensione, tipicamente 380 V, questi c. sono progettati con un livello d'isolamento più elevato.

Per essi l'isolante in carta impregnata usato fino agli anni Cinquanta è stato pressoché completamente sostituito dall'isolante ''estruso''. Questo termine, divenuto comune dalla metà degli anni Sessanta, designa gli isolanti ottenuti per estrusione con mescole a base di polimeri sia elastomerici (o elastomeri) che termoplastici.

Il primo termine, elastomeri, designa dei polimeri, analoghi alla gomma naturale, che richiedono, dopo l'applicazione mediante trafila, un trattamento analogo al processo di vulcanizzazione della gomma naturale (v. IX, p. 571) che ne migliori le caratteristiche meccaniche e le stabilizzi anche a temperature relativamente alte. Gli elastomeri così trattati non hanno più una temperatura caratteristica di fusione, ma degradano progressivamente alle elevate temperature, con perdita delle loro proprietà meccaniche. Il processo in questione oggi viene denominato, più generalmente e con riferimento al fenomeno chimico che lo caratterizza, reticolazione.

Il termine termoplastici designa invece altri polimeri, come il già citato cloruro di polivinile (PVC) o il ben noto polietilene (politene), sia a bassa che ad alta densità (rispettivamente LDPE e HDPE, acronimi delle denominazioni ingl. Low Density PolyEthylene e High Density PolyEthylene), che non richiedono la successiva reticolazione, in quanto hanno già buone caratteristiche meccaniche alle temperature previste per il funzionamento, ma sono caratterizzati da una ben definita temperatura di fusione più o meno elevata. Come vedremo in seguito, anche alcuni materiali termoplastici possono essere reticolati con vantaggio per incrementare la temperatura di esercizio.

C. di distribuzione isolati con elastomeri sono impiegati per la posa cosiddetta aerea, al posto dei conduttori nudi che, necessitando di spazi maggiori, sarebbero assai più ingombranti e antiestetici. In questo caso l'isolante è tipicamente polietilene reticolato (detto brevemente XLPE dall'ingl. Cross-Linked Low Density PolyEthylene), usato per le sue elevate caratteristiche meccaniche e protetto con guaina a base di PVC. Tre singoli c. (monofase) sono avvolti a elica attorno a una corda portante (c. precordati). I conduttori sono di alluminio, la corda portante è costruita con una lega di alluminio di elevata resistenza meccanica, a sua volta isolata con XLPE.

Per posa sotterranea, sono oggi molto diffusi i c. cosiddetti a neutro concentrico (fig. 1) e in particolare un tipo di c. isolato con mescole a base di gomma etilenpropilenica (EPR), in cui i conduttori possono essere di alluminio a sezione settorale (anziché rotondi), caratterizzati dal fatto che il conduttore di neutro concentrico è realizzato con fili di rame, non a contatto tra di loro, disposti a elica serpeggiante e collegati elettricamente per mezzo di un nastro di rame che li avvolge. Questi fili sono immersi in una sostanza tamponante che impedisce la propagazione dell'umidità in senso longitudinale al cavo. La forma ondulata dei fili di neutro di questa costruzione (detta ceander) permette di allontanarli facilmente dalle anime sottostanti sulle quali si può quindi operare senza interrompere gli stessi fili. La guaina esterna è in generale di mescole a base di PVC.

Anche nei c. per impieghi industriali gli isolanti estrusi predominano. Si usano mescole di PVC, che sono le meno costose, ma che essendo termoplastiche non possono sopportare temperature di corto circuito (per la durata di pochi secondi) superiori a 150÷160 °C, oppure ancora mescole a base di EPR o di XLPE. Con questi ultimi materiali si possono raggiungere temperature di corto circuito di 220÷250 °C.

Le temperature di servizio continuativo dei c. sopra descritti variano tra 85 e 90 °C per i c. isolati con elastomeri, mentre sono di 70 °C per i c. isolati in PVC.

Cavi per media tensione. - Sono quelli la cui tensione massima tra le fasi del sistema trifase è compresa tra 7,2 e 36 kV. Essi sono impiegati soprattutto per la distribuzione primaria nelle grandi città, formando una rete i cui nodi sono le sottostazioni di trasformazione alle quali arrivano le linee aeree o sotterranee ad alta e altissima tensione e da cui si dipartono le linee a media tensione. I c. per media tensione sono però anche usati in altri campi, come per es. nelle stazioni di generazione dell'energia elettrica, per alimentare grossi motori o impianti industriali, ecc.

In Italia si usano per la distribuzione a 20 kV c. isolati in carta impregnata sotto guaina di piombo a sua volta protetta da una guaina di PVC. Tre c. unipolari di questo tipo sono avvolti assieme a elica (c. a spirale visibile) per costituire il sistema trifase. All'estero, in Germania, Gran Bretagna, Spagna, sono pure usati c. in carta per la distribuzione primaria, assieme a un'aliquota crescente di c. a isolante estruso. Questi ultimi sono impiegati in modo pressoché esclusivo in Francia e negli Stati Uniti. Per consentire le alte temperature di esercizio (85÷90 °C) i c. in questione sono in generale isolati con polimeri reticolati, in particolare XLPE e mescole di EPR.

L'isolamento basato sull'EPR fornisce c. più flessibili e non necessita di protezione metallica contro la penetrazione dell'acqua esterna, in quanto prove di lunga durata hanno dimostrato la sostanziale stabilità elettrica di mescole, opportunamente confezionate, basate su questo polimero. Esso è pertanto usato in particolare per applicazioni industriali e sottomarine (tipico esempio il collegamento di piattaforme petrolifere in mare tra di loro e con la terraferma). In questi casi, in uno degli spazi lasciati liberi dopo la riunione delle tre anime del c. di potenza, è possibile inserire un c. a fibre ottiche (v. oltre), data la completa insensibilità di queste ultime alle perturbazioni elettromagnetiche, realizzando così un sistema capace di trasmettere contemporaneamente potenza e dati.

Cavi per trasmissione di potenza ad alta e altissima tensione. - Nonostante l'avvento dei c. in isolante estruso di cui si è già parlato, il c. in carta (v. IX, p. 572) a respirazione d'olio o, come oggi si preferisce dire, a pieno impregnamento o a olio fluido (abbreviato in ''cavo OF''), domina le altissime tensioni alternate (220 kV e oltre) per l'affidabilità intrinseca del dielettrico stratificato e il conseguente eccellente stato di servizio.

Le sezioni dei conduttori sono cresciute fino a 2500 mm², e c. operanti a 525 kV con potenza trasportata pari a 1400 MVA, sia terrestri che sottomarini, sono stati installati negli ultimi anni con risultati ampiamente soddisfacenti. Un c. per tensione alternata a 1050 kV (fig. 2) è stato sperimentato con successo per diversi anni alla stazione sperimentale ENEL di Suvereto (Italia); gli elementi del conduttore sono sagomati a conci, in modo da non richiedere l'elica interna di supporto. Questo c., per le enormi potenze che potrà essere chiamato a trasportare (fino a 9000 MVA), è dotato di raffreddamento artificiale, ottenuto sia mediante tubi, installati nel terreno vicino al c., nei quali circola acqua fredda, sia mediante circolazione e raffreddamento esterno dell'olio isolante contenuto nel canale del c. stesso. Altri sistemi di c. raffreddati con acqua per la tensione alternata di 400 kV sono già stati installati e sono operanti in Gran Bretagna, Germania (Berlino), Austria (Vienna).

Sono stati sviluppati in Italia anche c. OF impregnati con un olio resistente alla fiamma e non tossico, adatti per installazione in pozzi o gallerie, dove permettono di ridurre i rischi d'incendio e il costo dei relativi sistemi di protezione.

Infine, per ridurre ulteriormente le perdite nel dielettrico, recentemente è stato proposto di sostituire i nastri di carta di cellulosa con strutture composite formate da un nastro termoplastico di polipropilene inserito tra due sottili nastri di carta. La tecnologia di applicazione di questo isolante è molto complessa; comunque in Giappone sono stati installati alcuni collegamenti di questo tipo per 275 e 550 kV.

Un altro sviluppo la cui importanza strategica va crescendo continuamente è quello dei c. sottomarini, sempre in carta impregnata, per il trasporto di potenza in corrente continua, mediante i quali si possono trasferire grandi potenze attraverso tratti di mare di larghezza anche rilevante (fino a 300÷400 km).

Il sistema di trasmissione è composto da una o più coppie di c. in corrente continua a tensioni che possono variare da ± 200 a ± 400 kV. Citiamo, per es., il collegamento con due c. a ± 200 kV tra Sardegna, Corsica e Italia (potenza trasmessa 200 MW, sezione del conduttore 420 mm², profondità massima dell'attraversamento tra la Corsica e l'Italia 450 m, lunghezza del collegamento 119 km), che è stato il primo di questo tipo, e il recente collegamento tra Francia e Inghilterra attraverso lo stretto della Manica, composto da 4 coppie di c. tensione ± 270 kV, potenza massima trasmessa 2000 MW con conduttore di sezione 900 mm², lunghezza del collegamento 50 km. Recenti esperimenti eseguiti in Italia hanno dimostrato la possibilità di posare sul fondo del mare c. di questo tipo fino a 2000 m di profondità.

Anche i c. per corrente alternata possono essere impiegati per collegamenti sottomarini su tratti relativamente brevi: ricordiamo per tutti il collegamento trifase (composto da c. unipolari) a 400 kV attraverso lo stretto di Messina (fig. 3), con potenza massima trasportata di 1200 MVA, e il collegamento tra la Columbia Britannica e l'isola di Vancouver (Canada) per una lunghezza totale di 39 km, composto da 2 terne di c. unipolari a 525 kV, ciascuna delle quali può trasportare fino a 1400 MVA. Nel c. indicato in fig. 3 si noti l'armatura esterna a piattine metalliche che, per c. di questo tipo in corrente alternata, devono essere di rame per ragione elettriche. La trasmissione in corrente alternata è essenzialmente limitata dalla capacità del c. per cui, con queste tensioni, non è utilizzabile per lunghezze superiori ai 40÷50 km.

Condizione essenziale per fabbricare c. sottomarini è la possibilità di costruirne lunghezze pari a decine di km senza giunzioni (che rappresentano sempre un punto debole). Occorrono pertanto stabilimenti appositi, posti sulla riva del mare, per poter trasferire direttamente i c. dalla fabbrica alla nave posacavi. Un'idea dei problemi connessi con questa tecnologia si può avere considerando che un c. sottomarino può pesare fino a 70 kg/m, essere lungo fino a 30 km ed essere posato con una tensione meccanica applicata di 30÷40 t (che corrisponde all'incirca a 400÷500 m di profondità).

I sostanziali miglioramenti degli ultimi anni nella tecnologia di fabbricazione dei c. a isolante estruso hanno permesso loro di conquistare tensioni sempre più elevate nella trasmissione di potenza in corrente alternata.

In Francia sono stati messi in servizio brevi tratti di c., isolati in polietilene termoplastico a 420 kV, mentre, sempre nella stessa nazione, la relativa tecnologia può considerarsi consolidata per la tensione di 220 kV. In diversi paesi sono in corso prove su c. isolati in polietilene reticolato rispettivamente a 275 e 230 kV. Occorre notare che in tutti questi casi il c. è protetto da una guaina metallica che impedisce la penetrazione dell'acqua. Anche c. isolati con mescole di gomma etilenpropilenica hanno dimostrato di poter raggiungere la tensione di 220 kV. Quest'ultimo materiale ha il vantaggio, almeno in linea di principio, di non aver bisogno di una guaina metallica per essere protetto dalla penetrazione dell'acqua.

Per quanto riguarda la trasmissione in corrente continua, i c. a isolante estruso sembrano invece avere delle limitazioni di base che ne hanno precluso fino a oggi l'applicazione oltre i 150 kV.

Cavi per telecomunicazioni. - Fibre ottiche e loro fabbricazione. - Per il funzionamento elettromagnetico delle fibre ottiche, che più correttamente dovrebbero essere chiamate ''guide ottiche'' (v. optoelettronica, in questa Appendice), qui basti ricordare che le fibre ottiche sono in generale costituite da un cilindro di silice del diametro di 125÷140 μm (mantello o, in ingl., cladding) che racchiude un nucleo (core) a più elevato indice di rifrazione, ottenuto drogando la silice con ossido di germanio. Altri materiali possono essere addizionati, come il fluoro che abbassa l'indice di rifrazione della silice, l'anidride fosforica, l'ossido di titanio, l'allumina che lo innalzano, per facilitare la lavorazione e migliorare le proprietà delle fibre.

La fabbricazione delle fibre ottiche è un processo particolarmente critico per la necessità di estrema purezza dei materiali che le compongono. Oggi avviene quasi esclusivamente per via chimica, in fase vapore, partendo da composti molto puri di SiCl₄ e GeCl₄ che vengono bruciati assieme a O₂ formando HCl e polveri di SiO₂ e GeO₂ che si depositano su un opportuno sostegno.

Le prime applicazioni di questo principio furono effettuate utilizzando un tubo prefabbricato di silice, e facendo transitare i vapori e l'ossigeno all'interno del tubo stesso posto in rotazione. Una fiamma che percorre alternativamente l'esterno del tubo, avanti e indietro, fornisce il calore per provocare la reazione, e la polvere di silice o di silice drogata si deposita strato per strato sulle pareti del tubo, nella corretta composizione chimica che garantisce il voluto andamento dell'indice di rifrazione (fig. 4IA).

A deposizione finita, aumentando l'apporto di calore della fiamma, il cilindro cavo collassa in un cilindro pieno trasparente detto ''preforma'' (fig. 4IB). Il processo in questione viene oggi indicato con l'acronimo MCVD (dall'ingl. Modified Continuous Vapour Deposition). Questa preforma è successivamente filata facendola passare attraverso una fornace ad anello, senza alcun contatto fisico con oggetti esterni, fino alla dimensione della fibra finita (fig. 4IC) dove è possibile ritrovare una similitudine geometrica tra la distribuzione d'indice di rifrazione ottenuta nella preforma e quella che si ritrova nella fibra.

La fibra così ottenuta viene raffreddata in serie alla filatura e immediatamente rivestita con l'applicazione di resine (acriliche o siliconiche), reticolate mediante raggi ultravioletti, prima che avvenga il contatto con le strutture su cui viene avvolta sotto tensione meccanica. Questa protezione primaria è necessaria per proteggere la fibra dal rischio di qualsiasi abrasione a causa delle lavorazioni successive, che ne potrebbe danneggiare gravemente le caratteristiche meccaniche.

Oggi il processo di deposizione descritto è superato da un altro in cui la reazione tra SiCl₄ e GeCl₄ da un lato e O₂ dall'altro avviene direttamente nella fiamma prodotta da appositi bruciatori esterni; la silice pura o drogata così ottenuta è depositata su di un mandrino che poi viene sfilato (processo OVD, in ingl. Outside Vapour Deposition, fig. 4II). Il cilindro che così si ottiene ha scarsa consistenza e contiene molta aria e acqua, ma viene ''consolidato'' in apposite fornaci per ottenere la preforma e quindi filato come descritto in precedenza. Una variante di origine giapponese di questo processo, detta VAD (Vapour Axial Deposition), provoca mediante bruciatori disposti opportunamente una crescita assiale, anziché radiale, del cilindro ottenuto per deposizione, che poi viene consolidato come nel caso precedente.

A seconda del regime elettromagnetico che in esse si propaga, le fibre vengono distinte in ''multimodo'' e ''monomodo''. Nel campo delle telecomunicazioni, le fibre multimodo hanno in generale il diametro del nucleo di 50 μm, il diametro del mantello di 125 μm, il diametro sulla protezione primaria di 250 μm; le fibre monomodo hanno le medesime dimensioni esterne, mentre il nucleo ha diametro di 8÷10 μm.

Cavi ottici. - Contrariamente ai c. classici (per energia e per telecomunicazioni), dove sono essenziali i conduttori metallici e i relativi isolamenti, nei c. a fibre ottiche la trasmissione è completamente localizzata nella fibra ottica ed è assolutamente insensibile alle perturbazioni elettromagnetiche esterne. Questo fatto rende inutili le complesse strutture e accorgimenti per la schermatura e il disaccoppiamento che caratterizzavano i c. coassiali (v. App. II, i, p. 540) e a conduttori simmetrici in rame; pertanto la struttura che circonda la fibra o le fibre deve solo fornire la necessaria protezione meccanica e ambientale alle fibre stesse.

La fibra ottica ricoperta dalla protezione primaria è molto resistente (il carico di rottura è attorno a 6 kg per fibre di diametro 0,125 mm) ed estremamente flessibile (in pratica non si spezza neppure se avvolta sul diametro di 1 cm). D'altro canto però questo carico di rottura si ottiene solo per sollecitazioni rapide, mentre decade per sollecitazioni applicate per tempi lunghi: infatti l'applicazione continua di una sollecitazione, specialmente a trazione, provoca un accrescimento graduale della profondità delle abrasioni superficiali della fibra, e questo fenomeno viene esaltato dall'eventuale presenza di umidità che si sia raccolta sotto la protezione primaria. Inoltre anche le capacità di trasmissione delle fibre sono molto legate all'ambiente che le circonda.

Curvature eccessive (con raggi di curvatura inferiore a 25÷50 mm) riducono la capacità della fibra di guidare la radiazione elettromagnetica, causando aumenti intollerabili di attenuazione (incremento di attenuazione dovuto a ''macrocurvature'', in ingl. macrobendings). Analogamente, curvature anche di raggio relativamente grande ma ripetute periodicamente, come nel caso di una fibra appoggiata con una certa pressione su una superficie ruvida, causano anch'esse aumenti di attenuazione (incrementi di attenuazione dovuti a ''microcurvature'', in ingl. microbendings). Un'altra causa d'incremento di attenuazione è dovuta all'idrogeno (H₂) che si può disciogliere nella fibra causando assorbimento di potenza per effetto delle vibrazioni a cui sono sottoposte le sue molecole, o quelle dei composti chimici che forma con i gruppi SiO e GeO, al passaggio della radiazione.

È pertanto chiaro che il c. dev'essere progettato in modo da proteggere le fibre stesse dagli effetti degli sforzi assiali e delle curvature, in un ambiente opportuno (per es. privo di acqua e d'idrogeno), che si mantenga tale per tutte le condizioni operative previste (costruzione, installazione, ecc.) e per tutta la vita presunta del sistema di cui il c. è un componente essenziale. Questo obiettivo è stato realizzato attraverso la protezione secondaria della fibra e la struttura del c. (fig. 5).

La protezione secondaria della fibra è fornita da materiali plastici ed è sostanzialmente di due tipi. Nel primo tipo la fibra è protetta estrudendo sopra la sua protezione primaria un apposito rivestimento aderente, che ha i due compiti precipui di rinforzare la resistenza meccanica assiale della fibra e di proteggerla dalle sollecitazioni trasversali, possibili cause di microcurvature.

In generale questo rivestimento consiste di due strati: quello interno composto da un materiale soffice (tipicamente gomma siliconica), quello esterno composto da un materiale a elevato modulo elastico. Più fibre così protette vengono avvolte a elica su un supporto centrale metallico o di vetroresina, e la struttura così ottenuta viene integrata con filati ad alta resistenza meccanica, ottenendo c. di dimensioni molto ridotte. Si noti però che con questa costruzione le deformazioni assiali del cavo vengono totalmente trasmesse alle fibre.

Nel secondo tipo di protezione secondaria la fibra è invece protetta (almeno fino a un certo limite) da ogni sollecitazione esterna, sia assiale che trasversale, perché è contenuta in modo lasco o flottante in una struttura plastica a elevata resistenza meccanica.

Questa struttura può essere ottenuta con tubetti (fig. 5A), avvolti a elica attorno al supporto centrale del c. o mediante un cilindro in cui sono scavate delle scanalature elicoidali, entro cui le fibre rimangono flottanti (figg. 5B e 5C). Normalmente nelle strutture lasche, sia a tubetti che a scanalature, possono essere contenute una o più fibre per cavità, fino a 10÷12, permettendo così la costruzione di c. con diverse decine, o addirittura centinaia di fibre. Il tipo di struttura lasco è oggi il più comunemente usato per le telecomunicazioni in Europa e negli Stati Uniti, mentre la protezione aderente è usata soprattutto in Giappone. La protezione aderente è inoltre usata comunemente per i c. monofibra o bifibra in uso nelle centrali telefoniche e in molti c. per applicazioni speciali.

Altri tipi di strutture composite prevedono le fibre sistemate parallelamente in un nastro plastico che poi, unito con altri nastri e opportunamente protetto, viene direttamente utilizzato come c., oppure viene a sua volta inserito in apposite scanalature di un nucleo cilindrico. C. secondo questa costruzione, con grandi quantità di fibre, sembrano prestarsi particolarmente per gli impianti di distribuzione a causa della semplicità di giunzione inerente alla struttura a nastri.

I c. a fibre ottiche per collegamenti sottomarini, come quelli transoceanici, hanno una costruzione particolare per resistere alle elevate sollecitazioni di pressione e trazione, tipiche dell'impiego.

Un c. sottomarino di questo tipo, di costruzione italiana (fig. 5D), ha un nucleo centrale ottico che contiene le fibre lasche, in numero di 6 o 12, in una struttura con scanalature a elica ed è circondato da una struttura portante di fili o piattine di acciaio che conferiscono al c. la necessaria resistenza a trazione e alla compressione radiale. Questa struttura è a sua volta racchiusa in una guaina di rame che, oltre a impedire la penetrazione radiale dell'acqua, ha il compito fondamentale di condurre la corrente continua necessaria ad alimentare i ripetitori. Segue una guaina di polietilene, con il compito d'isolare il conduttore di rame dall'acqua. In generale vi è inoltre una successiva protezione costituita da un nastro di alluminio e un'ulteriore guaina per proteggere l'isolamento da danneggiamenti di ogni tipo (particolarmente pericolosi quelli dovuti a morsi degli squali che vengono attratti dalla corrente di alimentazione dei ripetitori). Per i tratti posati vicino alle coste o a basse profondità, dove sono da temere anche i rischi di ancore o di reti da pesca, sono previste ulteriori armature a fili d'acciaio il cui compito è quello d'irrobustire il c. a fronte delle sollecitazioni trasversali.

Bibl.: P. V. Hunter, J. Temple Hazel, Development of power cables, Londra 1956; L. Heinhold, Power cables and their application, Berlino 1970; CSELT, Optical fibre communications, Torino 1980; D. McAllister, Electric cables handbook, New York 1982; J. Senior, Optical fibre communications, Londra 1985.

Cavi superconduttori. - Sono c. che, avendo resistitività nulla, possono essere percorsi da una densità di corrente molto elevata, tipicamente dell'ordine delle migliaia di A/mm², e sono utilizzati nella costruzione di magneti superconduttori ad alto campo diffusi soprattuto negli acceleratori di particelle, negli spettrometri basati sulla risonanza magnetica nucleare (RMN), nella fusione termonucleare.

Poiché il fenomeno della superconduttività si manifesta a temperature molto basse, i c. devono essere posti a contatto con un fluido refrigerante, che solitamente è elio liquido a 4,2 K; alcuni di essi sono forniti di una apposita canalizzazione per la refrigerazione.

C. superconduttori per il trasporto di potenza sono ancora in fase di studio e, in ogni caso, i tipi di c. che vengono proposti sono notevolmente diversi da quelli usati per la costruzione dei magneti: infatti, ai fini dell'economicità del trasporto, è essenziale adoperare leghe superconduttrici che possano funzionare a temperature ben più elevate dell'elio liquido anche se hanno un campo critico non elevato, non essendovi problemi di funzionamento in presenza di campi magnetici molto alti.

I c. superconduttori adoperati per la costruzione di magneti sono costruiti componendo, secondo varie geometrie, fili superconduttori (strands) i quali a loro volta sono conduttori compositi costituiti da molti filamenti; in fig. 6 sono indicati schematicamente due tipi di c.; si noti come i fili superconduttori siano generalmente intrecciati o trasposti.

I fili superconduttori sono costruiti partendo da una matrice di rame a elevata purezza nella quale sono posti numerosi filamenti superconduttori formati da leghe di niobio; le matrici di rame hanno geometrie standard di tipo rettangolare o circolare e contengono un numero di filamenti superconduttori variabile da poche decine a qualche migliaio. Un c. è formato utilizzando un numero di conduttori compositi variabile da 10 a 100. Nella tav. f.t. sono indicati alcuni fili superconduttori e tipi di c.; in particolare si noti il c. superconduttore (costruz. Europa Metalli LMI Spa) adoperato per il magnete SULTAN costruito per una portata di 12.000 A a 5 T, che si compone di 33 fili superconduttori, contenente ciascuno 120 filamenti di Nb/Ti, avvolti e brasati attorno a un tubo di rame nel quale circola l'elio liquido. Vedi tav. f. t.