Cabos de MT: informações detalhadas

Sabia que existem várias definições no mundo dos cabos para classificar a Média Tensão? Talvez a norma de tensão mais frequentemente referida seja a IEC 60038 da Comissão Eletrotécnica Internacional, na qual média tensão (MT) é definida como uma tensão nominal entre 1kV e 35kV. Mas, dentro dessa gama, existe uma grande variedade de tipos de cabos, aplicações, materiais e propriedades, tornando a compreensão destes diferentes fatores essencial para determinar qual o cabo de MT mais adequado para qualquer instalação.

O que faz um Cabo de Média Tensão?

A composição de um cabo de MT será fortemente influenciada pelo seu ambiente de instalação e pela função pretendida, mas pode começar com apenas 6 camadas (3 das quais são aplicadas num processo de extrusão tripla) até mais de 10 camadas.

1. Condutor: transporta corrente elétrica e é, normalmente, feito de cobre ou alumínio.
2. (Opcional) Estanquidade do condutor à água: utilizando pós ou fios expansíveis para proteção contra a entrada de água.
3. Blindagem do condutor: uma camada semicondutora que garante um campo elétrico uniforme na interface entre o isolamento e o condutor, bem como evita qualquer concentração/picos de campo elétrico.
4. Isolamento: essencial para os cabos de MT, fabricado em XLPE (polietileno reticulado), HEPR (borracha de etileno-propileno de alta resistência) ou EPR (borracha de etileno-propileno) para resistir a campos elétricos elevados. A espessura aumenta com a tensão.
5. Blindagem do isolamento: uma segunda camada semicondutora, que desempenha uma função semelhante à da blindagem do condutor. Juntamente com a blindagem do condutor e os materiais de isolamento em si, estes são, normalmente, aplicados numa extrusão tripla.
6. (Opcional) Estanquidade longitudinal à água: uma medida de proteção contra a entrada de água, utilizando cintas semicondutoras ou pós expansíveis por baixo e por cima da blindagem do núcleo metálico para impedir a propagação ao longo do cabo.
7. Blindagem de núcleo metálico: cobre o isolamento, tipicamente uma camada concêntrica de fios de cobre aplicados helicoidalmente e/ou uma cinta de cobre para compatibilidade eletromagnética.
8. (Opcional) Bainha interior: aplicada onde a armadura também é aplicada para proteção adicional, impedindo que as camadas por baixo da armadura sejam danificadas pela própria armadura.
9. (Opcional) Armadura: fios de alumínio para cabos unipolares, fios de aço para multipolares – também podem ser cintas (planas, de dupla camada ou corrugadas) para proteção mecânica. Também pode usar-se blindagem trançada para uma proteção mecânica mais flexível ou para contrariar tensões torcionais quando ligadas a conexões dinâmicas de equipamentos
10. (Opcional) Núcleos de dados ou piloto: são usados sobretudo em cabos para a indústria pesada, como a mineração, a adição de núcleos de dados/fibra para fornecer monitorização, enquanto os núcleos piloto se destinam a monitorizar a proteção da continuidade da ligação à terra.
11. (Opcional) Estanquidade radial à água: fornece proteção adicional contra danos causados pela água na bainha graças a uma cinta de alumínio/PET (poliéster) com o lado de alumínio firmemente ligado à bainha exterior.
12. Bainha exterior: fornece a barreira ambiental. Normalmente, usa-se PVC, MDPE, borracha ou materiais LSZH. Dependendo do material, pode oferecer propriedades ignífugas, resistência aos raios UV e resistência a óleos e gorduras, água, produtos químicos e abrasão.

Que tipos de cabos de MT existem? Como escolho o mais adequado para o meu projeto?

O cabo mais adequado é aquele que melhor corresponde às exigências de desempenho e ao projeto de instalação e que resistirá aos desafios ambientais a que estará sujeito durante a sua vida útil.

Os cabos de MT podem ser divididos em duas categorias – para distribuição de energia elétrica da rede ou para alimentação de equipamento pesado. Como cabo de distribuição, o MT é geralmente utilizado para atenuar as perdas elétricas no transporte de eletricidade a uma distância fixa. Quanto maior a distância, maior a tensão necessária. Isto aplica-se quer se trate de uma rede elétrica pública, quer de aplicações específicas, como uma rede ferroviária.

Para equipamentos estáticos e dinâmicos, como os utilizados na indústria mineira, nos portos e nas pedreiras, pode ser também necessária uma ligação de média tensão, em vez de ser reduzida para baixa tensão. Os cabos para aplicações dinâmicas também podem exigir caraterísticas adicionais, como maior flexibilidade, resistência a óleos e produtos químicos e proteção contra tensões torcionais se sujeitos a enrolamento.

Abaixo, destacamos alguns exemplos de cabos comummente especificados para diferentes tensões nominais, juntamente com algumas das propriedades que os tornam adequados para diferentes tipos de projetos.

Distribuição de energia da rede e energia elétrica

Os cabos de média tensão de 10kV e 11kV são utilizados em redes de distribuição de energia elétrica que abrangem distâncias mais curtas entre subestações e postos de transformação locais. Também são utilizados para a distribuição de energia elétrica em complexos industriais, fábricas e grandes edifícios comerciais. 10kV é uma tensão de distribuição comum na rede síncrona da Europa continental. Abastecendo mais de 400 milhões de clientes em 24 países, é a maior rede de MT do seu género no mundo.

Exemplo de cabo – N2XS(FL)2Y 6/10kV – Bainha em MDPE resistente à abrasão e à rutura. Camadas hidrófugas para impedir a entrada de água ou quando colocado em condutas alagadas. Condutores de cobre para minimizar o espaço necessário.

11kV é a tensão que o Reino Unido utiliza para distâncias mais curtas nas redes de distribuição de energia elétrica que vão até ao transformador final. Os operadores de redes de distribuição utilizam a sua própria variação da especificação BS7870-4.10, enquanto os cabos armados BS6622 PVC e BS7835 LSZH também são, por vezes, especificados para aplicações de enterramento direto.

Exemplo de cabo: BS7870-4.10 triplex 6.35/11kV – Cobre ou alumínio, dependendo dos parâmetros de localização – o tripolar de alumínio é mais leve, pelo que é mais fácil de colocar, mas requer uma área de secção transversal maior para corresponder à capacidade de transporte de corrente.

Cada vez mais, os cabos de 10kV e 11kV estão a ser instalados diretamente em edifícios altos para mitigar os problemas de queda de tensão. Os cabos de BT exigiriam várias passagens de condutores de grandes dimensões para eliminar estes problemas, pelo que, em vez disso, os cabos de MT sobem pelos pilares dos edifícios até aos pisos individuais, com transformadores que descem até à tensão de rede para distribuição nos pisos. Estes cabos são LSZH, uma vez que fazem parte da cablagem fixa em edifícios e construções, pelo que têm de estar em conformidade com o Regulamento Produtos de Construção (RPC).

Exemplo de cabo: BS7835 6.35/11kV  – o revestimento com baixa emissão de fumos e livre de halogéneos oferece proteção em caso de incêndio, ajudando nos esforços de evacuação e combate ao fogo. Tipicamente, os condutores de cobre enfrentam limitações de espaço.

20kV, 30kV (europeu) e 33kV (britânico) estão no topo da gama de média tensão utilizada para a distribuição de energia elétrica. Trata-se, tipicamente, de distâncias mais longas – mas ainda frequentemente enterradas em condutas de cabos ou diretamente no solo (em vez de serem aplicados em linhas aéreas através de postes, o que é mais comum para instalações de alta tensão). Oferecem a ligação de subestações de transmissão a subestações de serviços, onde é vantajoso minimizar as perdas resistivas, bem como diretamente a utilizadores com utilização intensiva de energia, como grandes fábricas e minas.

Exemplo de cabo: NA2XS(FL)2Y 18/30kV – Condutores de alumínio sem restrições de espaço.

Indústria elétrica

Como salientado, nas instalações e redes europeias, são comuns os cabos de distribuição de energia elétrica com uma tensão nominal de 20kV. Em ambientes industriais, eles também ligam aplicações, como geradores, e alimentam equipamento pesado.

Exemplo de cabo N2XSH HD620: o revestimento LSZH é adequado a aplicações internas/externas. A conformidade com a norma HD620 (subsecções dependentes da localização geográfica) estabelece diferentes requisitos de construção.

Na indústria pesada, os cabos de média tensão são utilizados diretamente para a transmissão de energia a níveis de tensão mais elevados nas operações mineiras. Estes cabos variam, normalmente, entre 5kV e 35kV e são utilizados em aplicações como a alimentação de motores, bombas e outras máquinas pesadas. Do mesmo modo, estes tipos de cabos são utilizados em aplicações de manuseamento de materiais em grande escala, como pórticos de manuseamento de contentores e gruas de carregamento de navios.

Exemplo de cabo (N)TSCGEWÖU: o condutor estanhado entrançado de classe 5, bem como as robustas mas flexíveis camadas de isolamento e revestimento em borracha são combinados com um trançado antitorção para suportar aplicações de arraste e manuseamento de materiais.

Alimentação de redes de transporte

As redes ferroviárias por toda a Europa usam diferentes tensões médias nominais para fornecer energia à via e à catenária. No Reino Unido, usam-se 19/33kV e 25/44kV para o fornecimento de energia elétrica trifásica CA a subestações de tração em linhas eletrificadas, enquanto que em França se usa uma combinação de 1,5kV (baixa tensão) e 25/44kV; o valor de 25/44kV também é o da tensão em Portugal e na maioria das redes ferroviárias na Europa de Leste. A Alemanha, a Suíça e a Áustria operam com 8,7/15kV.

Exemplo de cabo NR/PS/ELP/00008 25/44kV: o revestimento de grafite atua como camada semicondutora, permitindo a realização de testes de bainha após a instalação para confirmar que o cabo não foi danificado durante a colocação.

 

Eland Cables: o seu parceiro de cabos de MT

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Todos os nossos cabos de média tensão têm garantia de qualidade e conformidade, tendo sido submetidos a rigorosos testes adicionais pelo nosso Cable Lab, líder no setor, ao abrigo do programa Cable Testing Verification Kitemark do BSI. Isto proporciona uma maior tranquilidade quanto ao facto de os seus cabos satisfazerem as exigências que lhes serão impostas ao longo de toda a sua vida útil.

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