Guia de seleção de cabos de 35 kV: dicas de construção, ampacidade e compra de XLPE

Especificar um cabo de 35 kV para um novo alimentador de subestação ou uma linha de distribuição industrial é uma decisão que os engenheiros recentemente tomaram duas vezes. O cabo transportado será corrente de falha, verá o calor do solo e permanecerá em serviço por décadas. A abordagem correta é resolver três primeiras coisas: a tensão do sistema, a capacidade de transporte de corrente necessária de acordo com o método de instalação real e a classificação térmica de curto-circuito. Uma vez fixados, a escolha do condutor, isolamento, blindagem metálica e revestimento externo segue uma pequena lista de opções práticas. Para a maioria dos projetos de 35 kV, a resposta econômica e confiável é um cabo isolado em XLPE com uma camada de blindagem metálica e uma bainha robusta adequada às condições do solo ou do corredor.

O que “cabo de 35 kV” significa em termos de projeto

Na placa de identificação, um cabo de 35 kV é normalmente descrito pela sua tensão nominal U0/U, e não apenas pela tensão nominal do sistema. Num sistema trifásico de 35 kV, a classificação do cabo deve ser 26/35 kV. Isso significa que a tensão nominal entre o condutor e o terra é de 26 kV, enquanto a tensão nominal entre as fases é de 35 kV. A tensão máxima de operação do equipamento para esta classe é de 40,5 kV, e os valores de espessura de isolamento e distância elétrica da norma são baseados nela. Tanto o IEC 60502-2 quanto o GB/T 12706.2 seguem a mesma lógica.

De fora para dentro, um cabo de 35 kV consiste em um condutor, tela condutora semicondutora, isolamento XLPE, tela de isolamento semicondutora, tela metálica e uma bainha externa. O polietileno reticulado XLPE é o padrão da indústria porque suporta temperaturas operacionais mais altas que o PVC. Temperaturas do condutor de 90°C são permitidas sob carga contínua, e sobrecargas de emergência de até 130°C podem ser toleradas por curtos períodos.

Cabo de alimentação isolado em XLPE para 3,6/6kV a 26/35kV Este cabo de média e alta tensão possui isolamento de polietileno reticulado, permitindo operação a 90°C e resistência a curto-circuito de até 250°C. É adequado para instalações subterrâneas, em valas, túneis ou aéreas, garantindo uma transmissão de energia segura e confiável. Ver Produto →

Condutor, Isolamento, Blindagem e Bainha: As Quatro Decisões Que Importam

• Material do condutor: escolha cobre quando o espaço for apertado, quando o percurso do cabo for curto ou quando for necessária a máxima eficiência térmica. Escolha o alumínio em rotas longas suspensas ou enterradas, onde o custo e o peso são os principais fatores. Ambos são cobertos pelos requisitos de condutores trançados Classe 2 na IEC 60228.
• Composto de isolamento: XLPE é o padrão para 26/35 kV. A espessura nominal típica do isolamento para esta classe de tensão é de cerca de 10,5 mm, dependendo da edição padrão e dos requisitos de curto-circuito.
• Tela metálica: fita de cobre ou tela de fio de cobre. A secção transversal da blindagem deve ser grande o suficiente para suportar a corrente de falta fase-terra única durante o tempo de eliminação da proteção. As telas de fita de cobre funcionam para condutores menores e níveis de falhas mais baixos; blindagens de fio de cobre são preferidas para condutores maiores e correntes de falta mais altas.
• Banho externo: O PVC é estável ao ar, fácil de terminar e funciona bem em ambientes internos. PE oferece melhor resistência à água em solo úmido. Em áreas propensas a cupins ou roedores, adicione um composto protetor específico ou use um design que inclua uma camada de proteção adicional.

Não trate a tela como um extra opcional. Num cabo de 35 kV, a blindagem faz parte do sistema de segurança. Ele transporta uma corrente de carga capacitiva e, no caso de falta, uma corrente de falta substancial até que a proteção seja operada. Uma tela muito pequena queimará o isolamento e criará um segundo ponto de falha.

Ampacidade em condições reais de instalação

A corrente nominal da placa de identificação geralmente é baseada em condições ideais. Projetos reais envolvem temperaturas ambientes acima de 30°C, múltiplos cabos paralelos, radiação solar ou solo com alta resistividade térmica. A resistividade térmica do solo, expressa em K·m/W, é um valor crucial. Um terreno seco e compactado com um valor em torno de 1,0 K·m/W é uma suposição padrão, mas solo arenoso ou seco pode atingir valores muito mais elevados.

Quando os cabos são instalados em dutos ou em múltiplas passagens paralelas, a ampacidade cai ainda mais. A redução depende do espaçamento dos dutos, da umidade do solo e do número de circuitos carregados. Para rotas mais longas, a queda de tensão torna-se outro fator de controle. Um cabo de 26/35 kV tem uma resistência específica por rodovia, portanto o tamanho selecionado deve satisfazer tanto a queda de tensão quanto a estabilidade térmica de curto-circuito, e não apenas uma corrente contínua.

Aplicações típicas de cabos de 35 kV

• Alimentadores de subestações e linhas de entrada de transformadores em redes de distribuição urbana.
• Distribuição de energia em plantas industriais e minas, onde o cabo de 35 kV liga quadros de manobra a transformadores de distribuição.
• Linhas coletoras de energia renováveis ​​em subestações fotovoltaicas e eólicas, onde as rotas dos cabos vão do inversor ou transformador até a subestação central.
• Linhas de distribuição aérea, onde um cabo com isolamento aéreo de 35 kV é instalado em postes ou racks para reduzir as distâncias e melhorar a segurança pública.

Em um cabo com isolamento aéreo de 35 kV e classificação 26/35 kV, o isolamento é projetado para a mesma tensão do sistema que a versão subterrânea. A construção é otimizada para instalação suspensa com raios de curvatura mais estreitos e terminações simplificadas, o que torna uma escolha prática para corredores de serviços públicos lotados.

Cabo com isolamento aéreo para linhas aéreas de 1kV a 35kV Projetado para distribuição aérea em corredores lotados, este cabo oferece raios de curvatura estreitos e terminações simplificadas para sistemas de 26/35kV. Suporta vários materiais de isolamento e está em conformidade com os padrões GB. Ver Produto →

Critérios de compra e facilidades para proteger seu projeto

Comprar cabos de 35 kV não é o mesmo que comprar fios de baixa tensão. O proprietário do projeto deve especificar o padrão, a espessura do isolamento, a classe do condutor e a disposição da tela. O fornecedor deve fornecer um relatório de teste de tipo, registros de testes de rotina e uma amostra do cabo. Os testes de rotina devem incluir medição de descarga parcial, teste de resistência de tensão CA e medição de resistência de isolamento na fábrica. Os limites de descarga parcial para cabos XLPE são normalmente expressos em picocoulombs em uma tensão de teste especificada, e o número é escrito no pedido de compra.

No local, verifique o comprimento do tambor, a extensão da extremidade do cabo e os números de série. Compare a resistência medida do condutor, a capacitância e a espessura da tela com os desenhos aprovados. Para projetos grandes, exija um teste de terceiros antes do envio.

Uma referência prática útil para avaliar níveis de tensão, tipos de cabos e regras de aplicação é o site guia de seleção de cabos de alta tensão .

Quatro erros comuns em cabos de 35 kV a serem evitados

1. Ignorando a classificação de curto-circuito da tela. A corrente de blindagem durante uma falta monofásica pode ser significativa. Se uma fita de cobre ou uma blindagem do fio for muito pequena, a blindagem queimada antes que a proteção elimine a falha.
2. Usando uma tabela de ampacidade de carga contínua de uma classe de tensão mais baixa para um cabo de 35 kV. A espessura do isolamento afeta a dissipação de calor e, portanto, a ampacidade. Utilize sempre a tabela de classe de tensão correta e as condições corretas de instalação.
3. Ignorando a resistividade térmica do solo no corredor de assentamento. O solo arenoso seco tem uma resistividade térmica muito maior do que a argila úmida, portanto, um cabo classificado no ar pode reduzir em 10 a 20% quando é enterrado no mesmo local.
4. Podem ser tambores de cabos entregues com extremidades danificadas que permitam a entrada de umidade. A umidade degrada o isolamento e pode causar problemas de descarga parcial após o cabo ser energizado.

Reserve um tempo para anotar a tensão do sistema, o tamanho mínimo do condutor com base no fluxo de carga, a corrente de curto-circuito nos terminais do cabo e a rotação de colocação real. Mantenha essa técnica base de uma página na frente do fornecedor e do gerente de projeto. Isso evitará retrabalhos caros e um cabo que parece bom no papel, mas falha no primeiro evento de falha.