Spiegazione delle passerelle per cavi: tipi, usi e dimensioni standard

Cosa sono le passerelle portacavi negli impianti elettrici?

Una passerella portacavi è una struttura di supporto rigida realizzata in fabbrica, aperta nella parte superiore, progettata per trasportare e organizzare gruppi di cavi elettrici lungo un percorso definito attraverso un edificio o una struttura. A differenza della canalina, che racchiude i cavi all'interno di un tubo sigillato, una passerella portacavi lascia i cavi accessibili dall'alto in qualsiasi punto della sua lunghezza. Questa accessibilità è uno dei vantaggi pratici più importanti: i cavi possono essere aggiunti, rimossi o reindirizzati senza smontare il sistema di supporto.

Le passerelle portacavi sono regolate da standard inclusi NEMA VE1 (Stati Uniti), CEI 61537 (internazionale) e Norma UNI EN 61537 (Regno Unito/Europa). Questi standard definiscono i valori di carico, le dimensioni, i metodi di prova e i requisiti dei materiali per garantire che un vassoio classificato per un determinato carico e ambiente funzioni effettivamente come specificato in servizio.

Il termine "sistema di passerelle portacavi" si riferisce all'assemblaggio completo: le sezioni stesse del passerelle, più i raccordi che consentono i cambi di direzione (curve orizzontali e verticali, raccordi a T, croci), i supporti che sospendono o montano a parete il passerelle e le coperture utilizzate dove è necessaria protezione meccanica o schermatura EMI.

Le passerelle portacavi non devono essere confuse con canalizzazione dei cavi (canali rettangolari completamente chiusi, generalmente utilizzati per cavi più piccoli negli ambienti d'ufficio) o scale per cavi (una variante più pesante della passerella a scala, progettata per cavi molto pesanti in ambienti industriali: la distinzione tra passerella a scala e passerella portacavi è in parte legata alla capacità di carico e alla profondità della guida).

A cosa servono le passerelle portacavi?

Le passerelle portacavi sono la soluzione principale per la gestione dei cavi praticamente in ogni grande progetto commerciale, industriale e infrastrutturale. Le loro applicazioni specifiche abbracciano un'ampia gamma di settori e tipologie di cavi.

Cavi di distribuzione elettrica

L'uso più comune è il trasporto di cavi di alimentazione di medie e grandi dimensioni, in genere con sezione trasversale da 16 mm² a 400 mm², da quadri e quadri di distribuzione a impianti e apparecchiature. In un edificio per uffici commerciali, questi sono i cavi che corrono sopra i controsoffitti dal quadro principale di bassa tensione ai quadri di distribuzione a livello del pavimento. In un data center trasportano alimentazioni elettriche ad alta densità alle file di server. I supporti a scala sono preferiti per i cavi di alimentazione pesanti perché i pioli aperti consentono la circolazione dell'aria attorno alle guaine dei cavi, prevenendo l'accumulo di calore che altrimenti richiederebbe il declassamento del cavo.

Cablaggio telecomunicazioni e dati

Per il cablaggio strutturato (Cat 6, Cat 6A, fibra ottica) vengono utilizzati vassoi separati, solitamente a rete metallica o di tipo perforato. I cavi dati sono mantenuti fisicamente separati dai cavi di alimentazione per evitare interferenze elettromagnetiche (EMI). Un approccio standard negli edifici di grandi dimensioni consiste nel far passare i vani alimentazione e i vani dati in parallelo a diverse altezze o sui lati opposti di un corridoio, con una separazione minima di 200 mm per i cavi dati non schermati in cui la tensione di rete viene trasportata nel vano di alimentazione.

Impianti industriali e di processo

Raffinerie, impianti chimici e impianti di produzione fanno molto affidamento sui portacavi per gestire contemporaneamente cavi per strumenti, cavi di controllo e alimentazioni elettriche pesanti. In questi ambienti, i sistemi a vassoio possono correre per centinaia di metri lungo pipe rack ad altezze di 4–10 m. I vassoi in acciaio zincato a caldo sono standard; in ambienti corrosivi (strutture costiere, chimiche o di lavorazione alimentare), sono specificati vassoi in acciaio inossidabile (grado 316L) o plastica rinforzata con vetro (GRP/fibra di vetro).

Installazioni sopraelevate e sottopavimento

Mentre le installazioni sopraelevate a livello del soffitto sono più comuni, gli ambienti con pavimento sopraelevato, in particolare data center e piani commerciali, utilizzano passerelle portacavi sotto il pavimento per instradare i cavi di alimentazione e dati sulle singole piastrelle del pavimento. In queste installazioni, il vassoio viene generalmente invertito oppure viene utilizzato un tipo a rete metallica per consentire il massimo flusso d'aria sotto il pavimento sopraelevato.

Quali sono i 3 tipi principali di passerelle portacavi?

I tre tipi differiscono principalmente nella struttura della base, che determina le dimensioni dei cavi che supportano meglio, gli ambienti a cui si adattano e la quantità di ventilazione che forniscono attorno ai cavi.

1. Vassoio della scala

Il vassoio della scala è costituito da due binari laterali paralleli collegati da pioli distanziati a intervalli regolari, in genere 150 mm, 225 mm o 300 mm. Questa costruzione è la più aperta dei tre tipi, fornisce la massima circolazione dell'aria e rende facile vedere e accedere ai singoli cavi in ​​qualsiasi punto lungo la corsa.

Il vassoio a scala è la scelta preferita per:

• Cavi elettrici pesanti (i cavi di grande sezione necessitano di supporto a intervalli di pioli per evitare cedimenti e necessitano di ventilazione per disperdere il calore)
• Lunghe corse orizzontali in impianti industriali
• Installazioni in cui l'identificazione dei cavi e le modifiche future sono priorità frequenti

La spaziatura dei pioli è importante per il supporto del cavo. La norma IEC 61537 raccomanda che i cavi con un diametro esterno inferiore a 9 mm non vengano trasportati su portascale con una distanza tra i pioli di 300 mm, poiché i cavi piccoli possono piegarsi tra i pioli e danneggiarsi. Per cavi di piccole dimensioni, è più appropriata una distanza tra i pioli più ravvicinata (150 mm) o un tipo di passerella diverso.

2. Vassoio perforato (fondo pieno).

Il vassoio perforato ha una base piatta continua con fori perforati, in genere un'area aperta del 10–30%, fiancheggiata da guide laterali solide o leggermente rialzate. Negli Stati Uniti viene spesso chiamato vassoio a "fondo solido", sebbene un vassoio a fondo solido non abbia alcuna perforazione (utilizzato dove è necessaria la protezione antigoccia). Nell'uso comune, "vassoio perforato" descrive il tipo con base perforata.

La base forata supporta cavi di tutte le dimensioni senza rischio di cedimento, rendendola adatta per:

• Cavi di piccola e media potenza
• Cavi per strumenti e controllo che necessitano di supporto completo per tutta la loro lunghezza
• Installazioni di cavi misti in cui sia i cavi grandi che quelli piccoli condividono lo stesso vassoio
• Aree in cui è auspicabile un certo grado di protezione dalla polvere o dal gocciolamento

La ventilazione è più bassa rispetto al vassoio della scala, quindi potrebbe essere necessario ridurre la potenza dei cavi di alimentazione più grandi se completamente interrati in uno strato profondo di cavi. NEC 392.80 (USA) e IEC 60364-5-52 forniscono fattori di declassamento basati sul numero di strati di cavo e sulla percentuale di riempimento del vassoio.

3. Vassoio in rete metallica (cestino per cavi)

Il vassoio in rete metallica, chiamato anche cestello per cavi o vassoio per cestello in filo metallico, è realizzato in filo di acciaio saldato anziché in lamiera stampata. È estremamente leggero, sufficientemente flessibile da adattarsi a piccole deviazioni del sito senza tagliare e veloce da installare. Un vassoio in rete metallica può essere piegato a mano sul posto per creare curve delicate o cambiamenti di angolo che altrimenti richiederebbero un montaggio in fabbrica.

Il vassoio in rete metallica è la scelta dominante per:

• Data center e sale IT: leggeri, consentono il massimo flusso d'aria, facili da riconfigurare
• Edifici per uffici e interni commerciali: aspetto ordinato, facile installazione sopra controsoffitti
• Cablaggio strutturato (da Cat 5e a Cat 8, fibra ottica) dove flessibilità e peso ridotto contano più dell'elevata capacità di carico

La capacità di carico è significativamente inferiore rispetto alla scala o al vassoio forato. La maggior parte dei sistemi a rete metallica sono classificati per 15–50 kg/mq, rispetto ai 50–300 kg/m per le scale a scala pesante. Il vassoio in rete metallica non è adatto per cavi di alimentazione di grandi dimensioni.

Quali sono le dimensioni standard delle passerelle portacavi?

Le passerelle portacavi sono prodotte secondo dimensioni standardizzate per consentire la combinazione di componenti di diversi fornitori in un progetto e per fornire agli ingegneri dati prestazionali prevedibili per i calcoli del carico. Le dimensioni chiave sono larghezza, profondità (altezza della sponda laterale) e lunghezza della sezione.

Larghezze standard

La larghezza è la dimensione più importante per la pianificazione della capacità: determina quanti cavi possono essere installati uno accanto all'altro. Le larghezze standard previste dalla norma IEC 61537 e dalla maggior parte degli equivalenti nazionali sono:

Profondità standard (altezze sponde laterali)

La profondità, ovvero l'altezza delle sponde laterali, determina il numero di strati di cavi che possono essere impilati e contribuisce alla rigidità strutturale del vassoio e alla capacità di carico. Le profondità comuni sono:

• 25 mm (1 pollice) — poco profondo, utilizzato per cavi dati leggeri e strumenti
• 50 mm (2 pollici) — la profondità per uso generale più comune
• 75 mm (3 pollici) — impianti di potenza media e misti
• 100 mm (4 pollici) — alimentazione per carichi pesanti, in cui sono impilati più strati di cavi di grandi dimensioni
• 150 mm (6 pollici) — applicazioni specialistiche dell'industria pesante

I vassoi più profondi sono più rigidi e possono coprire distanze maggiori tra i supporti. Una passerella in acciaio zincato di 300 mm di larghezza x 100 mm di profondità di spessore medio può tipicamente estendersi per 3 m tra i supporti al carico nominale, mentre una passerella di 300 mm x 50 mm dello stesso materiale può richiedere supporti a intervalli di 1,5–2 m per rimanere entro i limiti di deflessione.

Lunghezze delle sezioni standard

Quasi tutte le passerelle portacavi sono prodotte in Sezioni da 3 metri (circa 10 piedi negli Stati Uniti). Alcuni produttori offrono anche sezioni da 6 metri per grandi progetti industriali dove sono desiderabili meno giunzioni. La passerella in rete metallica viene generalmente fornita in rotoli da 15–30 m per corse continue, tagliati a misura in cantiere.

Regole di riempimento e capacità del vassoio

Selezionare la larghezza del vassoio non è semplicemente questione di misurare i cavi e scegliere la dimensione più vicina. Gli standard e la buona pratica ingegneristica richiedono che il vassoio non venga riempito eccessivamente, per due motivi: dissipazione del calore e capacità futura. Le regole comuni sono:

• NEC 392.22 (USA): Per le passerelle a scala e ventilate che trasportano cavi multiconduttori, la somma delle aree delle sezioni trasversali di tutti i cavi non deve superare l'area di riempimento consentita: per una passerella larga 300 mm, questo è 1,5 pollici² per 75 mm di larghezza utilizzabile (circa 4.500 mm² di sezione trasversale del cavo per una passerella da 300 mm).
• CEI 61537: Specifica un rapporto di riempimento massimo tipicamente pari al 40–50% della sezione trasversale interna del vassoio per consentire la dissipazione del calore e aggiunte future.
• Regola pratica: Pianificare un riempimento non superiore al 40% al momento dell'installazione, lasciando il 60% per future aggiunte di cavi. I progetti che riempiono regolarmente i vassoi all'80–90% alla consegna richiedono costosi aggiornamenti dei vassoi entro 5 anni man mano che i sistemi vengono ampliati.

Opzioni dei materiali e quando utilizzarli

Il tipo e la dimensione del vassoio indicano la forma e la capacità; il materiale indica l'ambiente in cui il vassoio può sopravvivere.

Un punto pratico sulle passerelle in PRFV: poiché non sono elettricamente conduttrici, non possono far parte del sistema di messa a terra di protezione. Conduttori di continuità di terra separati devono essere installati accanto ai canali in GRP in qualsiasi installazione in cui il canale metallico avrebbe altrimenti servito come percorso di terra: questa è una svista comune che crea problemi di conformità durante l'ispezione.