Collaudo Cavi Alta Tensione: Prova de Tipo na Fábrica e Prova de Aceleração em Campo

Aggiornato: Luglio 2026

Il collaudo cavi alta tensione non è un’unica prova, ma una sequenza di verifiche diverse a seconda che il cavo sia appena uscito dalla linea di produzione o appena posato in trincea. IEC 60840 copre i cavi da 30 kV (Um=36 kV) fino a 150 kV (Um=170 kV), mentre IEC 62067 copre da 150 kV fino a 500 kV. In Italia, la CEI 11-17 regola invece le prove di accettazione dopo la posa sul campo. Sono due famiglie di prove distinte: la prova di tipo in fabbrica e la prova di accettazione in campo non sono intercambiabili, e confonderle è l’errore più comune in questo settore.

Cos’è il collaudo dei cavi ad alta tensione: prova di tipo, di campione e di routine

Verificare un cavo ad alta tensione significa controllare che il suo isolamento resista alle sollecitazioni elettriche previste dal progetto dell’impianto elettrico, prima che il cavo entri in servizio negli impianti industriali o di rete. Tre livelli di prova scandiscono la fase di fabbrica secondo le norme IEC: A prova di tipo (type test, eseguita una volta per qualificare un nuovo progetto di cavo o accessorio), la prova a campione (sample test, su un cavo per ogni lotto produttivo) e la prova di routine (routine test, su ogni singola lunghezza prodotta). Dopo la posa si aggiunge un quarto livello che le norme di fabbrica non toccano: la prova di accettazione in campo. Questo articolo copre cavi di media tensione (MT), alta tensione (AT) e altissima tensione (EHV): i cavi elettrici in bassa tensione seguono normative di collaudo più leggere, non trattate qui.

Dal 2011 in poi, IEC 60840 e IEC 62067 condividono volutamente la stessa numerazione dei paragrafi, proprio per facilitare chi consulta entrambe le norme: Clausola 9 per le prove di routine, Clausola 10 per le prove a campione, Clausola 12/13 per le prove di tipo e prequalifica, Clausola 16 per le prove dopo l’installazione.

Pochi lo notano, ma IEC 62067 pretende sia l’impulso di fulmine sia l’impulso di manovra (Clausola 8.3.1 e 8.3.2), mentre IEC 60840 richiede solo l’impulso di fulmine. La prova a impulso di manovra diventa così un requisito distintivo dei cavi sopra i 150 kV.

Collaudo in fabbrica vs prova di accettazione in campo, la distinzione che il mercato italiano non fa

Chi cerca “collaudo cavi alta tensione” in Italia trova quasi esclusivamente aziende che eseguono prove di accettazione in campo con tecnologia VLF a 0,1 Hz su cavi già posati, un servizio reale e utile, ma diverso dalla qualifica di un cavo in fabbrica secondo IEC 60840/62067. Nessuna delle pagine italiane che abbiamo analizzato per questo argomento distingue esplicitamente i due contesti, anche quando il titolo promette di coprire sia l’alta sia la media tensione.

Terna stessa, nella propria guida tecnica per i collegamenti HVDC, struttura le prove in due grandi famiglie separate: le prove in fabbrica (a campione, di tipo, speciali) e le prove in sito (pre-commissioning, commissioning, prove di collaudo/accettazione, esercizio provvisorio). È la stessa distinzione che l’operatore di rete nazionale italiano applica ai propri collegamenti in cavo, ed è la base per capire di cosa si ha davvero bisogno.

Prova di tenuta dielettrica: risonanza a frequenza variabile vs frequenza industriale vs VLF vs DC

Verificare la rigidità dielettrica significa eseguire una prova elettrica: applicare al cavo una tensione superiore a quella di esercizio, per un tempo definito. Il metodo scelto dipende in gran parte dalla potenza disponibile: un cavo da 132 kV lungo 10 km ha una capacità di circa 2-3 microfarad, che a 50 Hz richiederebbe circa 24 A di corrente reattiva per fase, poco pratico con una sorgente portatile, mentre a 0,1 Hz la stessa prova scende a circa 50 mA, un fattore di riduzione di circa 480 volte. Ecco perché IEC 60840 e IEC 62067 indicano 0,1 Hz come frequenza VLF di riferimento per le prove in campo.

“IEEE 400 (2012), IEC 60502 (2014), Neetrac e molte altre organizzazioni indipendenti riconosciute… non raccomandano la corrente continua per la prova dei cavi con isolamento estruso.”

Gary Catlin, HV Diagnostix (Nuova Zelanda)

Il motivo è documentato: garantire l’integrità dell’isolamento estruso dopo una prova DC non è scontato. Già negli anni ’80 si scoprì che la prova in corrente continua invecchiava prematuramente i cavi con isolamento plastico, un’esperienza di campo che nessun produttore di cavi ignora più oggi.

Risonanza serie a frequenza variabile (20-300 Hz): è il metodo usato in fabbrica, e segue una logica diversa. La potenza reale richiesta dalla sorgente è solo la quota persa per effetto Joule nel circuito, tipicamente 1/10 fino a 1/40 della potenza apparente totale di prova, a seconda del fattore di merito Q del circuito risonante. Un esempio numerico aiuta a capire: un circuito con Q=20 preleva 1 kVA dalla rete per erogare circa 20 kVA di potenza reattiva al cavo in prova. Questo è il principio fisico dietro P = 2πfCV²: a parità di tensione e capacità del cavo, ridurre la frequenza o sfruttare la risonanza riduce la potenza reale che la sorgente deve fornire.

Fonti: confronto metodi elaborato da specifiche IEC 60840/62067/60502, whitepaper tecnici BAUR e Phenix, e report NRC su prove VLF in campo. Vedi References & Sources.

Misura delle scariche parziali (PD): soglie IEC 60270 e sensibilità richiesta

Individuare micro-difetti nell’isolamento prima che diventino un guasto vero e proprio: è questo lo scopo della misura delle scariche parziali. IEC 60270 distingue due famiglie di metodi: quello convenzionale, calibrato in picocoulomb con sensibilità tipica sotto 1 pC in buone condizioni di schermatura, e i metodi non convenzionali come UHF e acustico, non calibrabili in carica ma con sensibilità comparabile ai fini della localizzazione.

Le soglie richieste dalle norme di prodotto sono precise: la prova di routine in fabbrica chiede una sensibilità di almeno 5 pC, la prova di tipo almeno 10 pC. Le apparecchiature per la misura delle scariche parziali DEMIKS arrivano fino a 0,5 pC, un margine che permette di individuare micro-difetti ben al di sotto della soglia di accettazione richiesta dalla norma, non solo di rispettarla.

Un caso reale documentato da CIGRE mostra perché questo margine conta: su un circuito XLPE a 66 kV, lungo 2,2 km e in esercizio da 25 anni, la tensione di innesco delle scariche (PDIV) è risultata molto vicina alla tensione nominale U0, con un livello di 100 pC rilevato su un giunto già a 1,1 volte U0. Una soglia di misura troppo alta avrebbe lasciato passare inosservato questo segnale di allarme precoce, e su un collegamento di quella lunghezza, un guasto non previsto in servizio significa un’interruzione costosa da rintracciare e riparare, non solo un dato mancato nel report di collaudo.

Prova a impulso: fulmine e manovra per cavi oltre 110 kV

Fulmini e manovre di rete generano sovratensioni transitorie che la prova a impulso riproduce in laboratorio: impulso di fulmine (LI, forma d’onda 1,2/50 μs) e impulso di manovra (SI, forma d’onda 250/2500 μs), entrambi definiti da IEC 60060-1. È richiesta nella prova di tipo per cavi sopra i 110-150 kV, dove queste sovratensioni rappresentano un rischio reale per l’isolamento durante l’esercizio. I sistemi DEMIKS raggiungono 1500 kV di picco per l’impulso di fulmine e 1000 kV per l’impulso di manovra, coprendo l’intera fascia EHV fino a 500 kV prevista da IEC 62067. Senza questa prova, un cavo in altissima tensione può superare la prova di tenuta dielettrica e comunque cedere al primo fulmine reale che colpisce la linea in servizio: la prova a impulso esiste proprio per intercettare in fabbrica quei guasti prima che raggiungano il cantiere.

I cavi in classe MT (fino a 30 kV) escludono normalmente la prova a impulso dalla routine, riservandola alla sola prova di tipo, un punto su cui vale la pena non generalizzare: applicare un regime di prova da cavo EHV a un cavo MT aggiunge costo senza aggiungere informazione utile sulla qualità del lotto.

Tan delta e verifica di schermi/cross-bonding: diagnostica aggiuntiva

Diagnostica, non prova pass/fail: la misura del fattore di dissipazione (tan delta) valuta lo stato di invecchiamento dell’isolamento, a differenza della tenuta dielettrica. IEEE 400.2, nella revisione 2024 (pubblicata il 27 settembre 2024, sostituisce l’edizione 2013), ha aggiunto il calcolo della stabilità del tan delta (SDev) a 0,5 U0 come parametro diagnostico aggiuntivo, insieme al valore medio e al differenziale. Un approfondimento sul funzionamento del tester tan delta è disponibile nella nostra guida dedicata al tester tan delta; qui il tema resta circoscritto al suo ruolo nel collaudo cavi.

Accanto al tan delta, la verifica degli schermi metallici e del cross-bonding controlla che la messa a terra sia corretta e che le perdite indotte dal campo elettromagnetico restino contenute: un controllo spesso trascurato, ma richiesto esplicitamente dalle procedure di collaudo dopo l’installazione. Un cablaggio di terra mal eseguito, in particolare su un collegamento lungo con più giunti, può vanificare l’intero risultato della prova di tenuta.

Normativa di riferimento: CEI 11-17 vs IEC 60840/62067, cosa richiede ciascuna

IEC 11-17 (edizione corrente 2006-07, con aggiornamenti fino alla versione consolidata 2025-09) è la norma italiana che regola le prove di accettazione dopo la posa. Il paragrafo 8.3 (cavi 1-30 kV) prevede una prova in corrente continua per 15 minuti, oppure, in alternativa concordata, una prova in corrente alternata a 3 U0 e 0,1 Hz per 15 minuti, condotta mediante prove di rigidità dielettrica a valori elevati, lo stesso requisito citato dalla Guida Enel Distribuzione per la connessione alla rete. Lo scopo è assicurare che l’isolante non sia stato danneggiato durante il trasporto o la posa, e che il montaggio degli accessori (giunti e terminali) sia stato eseguito a regola d’arte prima che gli operatori chiudano il processo di collaudo e autorizzino la messa in servizio.

IEC 60840 e IEC 62067 restano invece competenti per la prova in fabbrica, con clausole allineate tra loro dal 2011. Novità recente: la revisione 2025 della norma sulla misura PD, IEC 60270, ha ampliato il campo di applicazione fino a 500 Hz in alternata, dai precedenti 400 Hz, e ha aggiunto la corrente continua. Anche IEC 60840 è stata aggiornata: l’edizione consolidata attuale (2020+AMD1:2023 CSV) include correzioni fino al 2025 e amplia lo scopo della norma anche a requisiti non elettrici sulla guaina esterna (bassa emissione di fumo/alogeni, prova di propagazione della fiamma), non trattati in questo articolo che resta focalizzato sulle prove elettriche.

Quando serve un sistema di collaudo proprio vs un laboratorio esterno

Un produttore di cavi che qualifica un nuovo progetto una volta ogni pochi anni può trovare senso nell’appoggiarsi a un laboratorio esterno accreditato (un esempio reale è il laboratorio Tecnalia, accreditato fino a 220 kV secondo IEC 60840/62067), un investimento di capitale più basso rispetto a un impianto completo di collaudo. Una linea di produzione che deve invece rilasciare ogni lunghezza prodotta, o un laboratorio di prova che serve più clienti, guadagna di più da un sistema proprio: elimina i tempi di attesa e permette di programmare la prova secondo il proprio ciclo produttivo, con un unico interlocutore tecnico per ogni cliente.

Perguntas Frequentes