O dimensionamento de cabos de potência para circuitos de média tensão exige atenção na escolha dos sistemas de isolação
A escolha do cabo certo é fundamental para se ter sucesso na instalação de qualquer sistema elétrico. Quando se trata de cabos de potência para média tensão (MT), para uma escolha acertada é preciso levar em conta vários fatores – como custo da instalação, necessidade de futuras ampliações, melhor aproveitamento da capacidade de condução de corrente do cabo, necessidade de manutenção da linha, etc. Além disso, é preciso atenção com o tipo de cabo a ser instalado, pois existem algumas opções quanto à sua isolação, cada uma mais adequada às características específicas de cada instalação.
Em comparação ao que acontece com os cabos para baixa tensão, o material que se usa na construção dos cabos de MT e os recursos aplicados no processo de sua fabricação são muito mais complexos, pois estes devem atender um nível maior de exigência por qualidade e eficiência.
Para se construir cabos de MT, o material isolante e o processo de aplicação da camada isolante precisam possuir alta tecnologia para garantir que tensões cada vez maiores possam ser isoladas com espessuras proporcionalmente muito menores do que aquelas normalmente utilizadas nos cabos de baixa tensão. Conforme a tensão aumenta, o número de quilovolts que devem ser suportados por milímetro de espessura isolante também aumenta.
Por isso, a isolação é considerada a “alma” deste tipo de cabo. É ela que vai garantir que o produto não perca sua confiabilidade com o passar do tempo.
A importância da qualidade
Os cabos de média tensão distribuídos pela Multi Condutores, por exemplo, são produzidos com o apoio de uma linha de preparação de compostos que possui condições de pureza e limpeza elevadas, com extrusoras contínuas (chamadas catenárias) e processo de tríplice extrusão, além de um rigoroso sistema de garantia da qualidade. O processo de tríplice extrusão é um sistema que aplica as três camadas (semi-condutora interna / isolação / semi-condutora externa) em uma única etapa, sem risco de contaminação. Essas características de processo e construção possibilitam obter cabos elétricos de altíssima confiabilidade, ideais para redes de distribuição de energia em MT.
Cobrindo classes de tensão que vão de 3 até 35 kV, os cabos de média tensão da Multi Consutores são muito utilizados nas redes de distribuição das concessionárias de energia elétrica, e também em redes industriais e ligações de entrada em prédios comerciais (como shopping centers, hospitais e escolas).
Como se sabe, as redes de distribuição de energia são empreendimentos que envolvem alta responsabilidade e segurança, pois alimentam hospitais, fábricas, iluminação pública, residências, etc. Algumas destas redes podem utilizar 500 km de cabos ou mais. É fácil compreender então que os cabos MT que as compõem não podem apresentar defeitos. Para serem compatíveis com as necessidades das redes de MT, a taxa de falhas verificada nestes cabos deve ser baixíssima.
As normas brasileiras para cabos com isolação em EPR (NBR 7286) e em XLPE (NBR 7287) recomendam que, além dos ensaios de tipo e recebimento, sejam fornecidos parâmetros de confiabilidade obtidos conforme previsto na NBR 10299. É recomendável que em grandes instalações de média tensão o usuário procure obter do fabricante informações sobre a confiabilidade dos cabos que estão sendo utilizados.
XLPE ou EPR?
Os materiais de isolação XLPE e EPR foram desenvolvidos porque se desejava superar as limitações técnicas dos materiais de isolação convencionais e conseqüentemente obter mais eficiência para os condutores de MT. Com eles, a classe térmica do cabo em regime contínuo pôde ser ampliada para até 90°C no caso do XLPE e para até 105°C no caso do EPR, e esses materiais também trouxeram melhor desempenho frente às temperaturas mais elevadas, possíveis de ocorrer em serviço (sobrecargas ou curto-circuito).
Basicamente, a principal diferença entre as isolações em EPR e em XLPE está em sua capacidade de resistir à umidade. Neste ponto, o EPR leva grande vantagem. Mesmo com o passar do tempo, a rigidez dielétrica de um cabo em EPR não muda muito: tanto novo quanto depois de envelhecido ela é praticamente a mesma.
Já nos cabos em XLPE a rigidez dielétrica decai mais acentuadamente com o passar do tempo. Isso faz com que os cabos em XLPE precisem apresentar uma construção melhor protegida contra a penetração da umidade do que os cabos isolados em EPR. Por outro lado, os cabos em XLPE apresentam custo mais atrativo.
Em circuitos de MT, a preocupação com a presença de água deve ser redobrada porque, como vimos, lida-se com uma tensão elétrica elevada diante de uma espessura relativamente pequena de isolação. Com a umidade, essa capacidade de isolação se deteriora ao longo do tempo, deixando o conjunto “eletricamente cansado”.
Por isso, é importante observar certos cuidados ao lidar com circuitos de MT. Quando se está lançando o cabo, por exemplo, é recomendável que as pontas estejam seladas com capuz termocontrátil. Além disso, deve-se evitar que a cobertura externa se danifique durante o seu puxamento. Se cada emenda não for suficientemente estanque pode se transformar em um ponto débil no circuito. Resumindo, é preciso evitar a entrada da água de todas as formas, para que ela não migre pelo condutor, e/ ou por alguma outra interface possível, reduzindo a eficiência do circuito.
Compact, a evolução
Isolados em EPR/B (HEPR – alto módulo), os cabos Compact são menores e mais leves que os cabos tradicionais, mantendo as mesmas características elétricas. E apresentam excelente desempenho em ambientes úmidos ou em contato com água.
Cabos fabricados com EPR alto módulo, para a mesma classe de tensão, apresentam espessura de isolação menor quando comparados com cabos convencionais de MT. Essa característica proporciona um produto com menor diâmetro externo e conseqüentemente menor peso.
Como o EPR tem melhor resistência à umidade, pode-se oferecer cabos com espessura isolante menor (mais compacta) sem perda de performance, e com custo competitivo em relação aos cabos XLPE. Essa espessura “compacta” de isolação em EPR é chamada espessura coordenada, enquanto a espessura normal é chamada de espessura plena.
Foi esta tecnologia que permitiu o surgimento dos cabos Compact, que se tornaram sucesso absoluto na indústria – 90% dos instaladores usam cabos Compact nos circuitos de MT.
Os cabos de média tensão da Multi Condutores atendem aplicações de 1,8/3 kV até 20/35 kV. Como regra geral, deve-se preferir cabos em EPR sempre que exista possibilidade de presença de água no projeto. Quando se usa XLPE em condições de presença de água, é recomendável que se dimensione cabos bloqueados.
Cabos de média tensão |
1 – Condutor 2 – Blindagem do condutor 3 – Isolação (EPR, HEPR ou XLPE) 4 – Blindagem da isolação 5 – Fitilho de poliéster para identificação 6 – Enchimento extrudado ou pré-formado 7 – Cobertura |
| Dicas para escolher e instalar corretamente os cabos de MT 1 – Dimensione a seção do cabo corretamente: Devem ser consideradas tanto a corrente em regime permanente quanto o dimensionamento térmico para situações de sobrecarga e curto-circuito 2 – A blindagem metálica do cabo deverá possuir seção adequada para suportar o nível de curto-circuito fase–terra da instalação 3 – Se o circuito estiver localizado em pontos sujeitos à ação da água, para a utilização de cabos isolados em XLPE é recomendável prever no projeto cabos com proteção de bloqueio extra 4 – Na instalação: mantenha as pontas dos cabos sempre fechadas e faça emendas estanques. 5 – Durante o puxamento do cabo, tome cuidado para preservar a cobertura, não furar e não arranhar a proteção externa do produto 6 – Finalmente, durante a instalação dos cabos de MT, é preciso aterrar sua blindagem metálica, em pelo menos uma ponta – ou nas duas, dependendo do tamanho do circuito. Como a ponta não-aterrada irá apresentar tensão, como regra geral recomenda-se que ambas as pontas sejam aterradas |