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Nov 24, 2023

Evolução dos acessórios para cabos de média tensão

Por Patrick O'Halloran, engenheiro-chefe de monitoramento de condições da City Power,

Por Patrick O'Halloran, engenheiro-chefe de monitoramento de condições da City Power, Joanesburgo, África do Sul

Os acessórios de cabo de média tensão (MT) mudaram desde que nossos avós terminaram e conectaram os cabos há muitos anos, tendo evoluído para acompanhar as mudanças tecnológicas nos dispositivos de distribuição e projetos de cabos. Na África do Sul, os principais fatores que mudaram os acessórios de cabos de MT são NRS 053/SABS 1332 e NRS 012 / SANS 876 e a introdução de comutadores de MT compactos. Este artigo fornece uma visão geral de como as terminações de cabos de MT evoluíram e identifica os desafios futuros para a indústria sul-africana (resistência à mudança, falta de habilidades e falta de compreensão das novas tecnologias).

No início, os equipamentos elétricos (aparelhagem e transformadores) foram projetados para conter caixas de cabos metálicas preenchidas com compostos. Essa maneira de terminar os cabos era tecnicamente boa, exceto por ser muito difícil e perigosa para a equipe de campo. Os cabos MV com isolamento de papel (PILC) na época tinham construção com cinto e conexões de aterramento limpas. A caixa de cabo preenchida com composto foi projetada para não ter ar interno, portanto, a fuga não era uma consideração importante ao projetar a bucha do cabo. Isso explica por que as buchas das caixas de cabos preenchidas com composto são pequenas em comparação com as buchas das caixas de cabos preenchidas com ar encontradas em painéis de distribuição de metal e transformadores externos.

As caixas de compostos foram preenchidas com muitos compostos diferentes, mas foi usado principalmente um composto de vazamento quente. Este composto era difícil de administrar e exalava vapores nocivos quando aquecido antes de despejar. As caixas cheias de composto eram feitas de carcaça de metal, com buchas de porcelana onde os cabos saíam da caixa de composto.

Algumas desvantagens das caixas de cabo preenchidas com composto são: é necessário completar o composto para garantir o isolamento adequado (sem espaços vazios), longos tempos de instalação e falhas na caixa de cabo causam grandes danos quando eles se rompem (o composto quente pode ser expelido). No entanto, agora estão disponíveis compostos de nova tecnologia para vazamento a frio, que são ecologicamente corretos, seguros para instalar e reacessar.

Com a introdução de fitas, terminações termorretráteis e, posteriormente, termorretráteis, as caixas preenchidas com compostos foram substituídas ao longo do tempo por terminações isoladas a ar. Este tipo de terminação de cabo MV é usado por 95% do mercado sul-africano.

Cabos isolados com papel blindado foram introduzidos para controlar as tensões elétricas nos projetos de cabos, especialmente onde eram necessárias classificações de cabo de tensão maiores. Atualmente, os cabos isolados em papel com design cintado são limitados a 12 kV. Os cabos isolados com papel blindado são normalmente classificados até e incluindo 36 kV de acordo com SANS 97. O design do cabo blindado fornece desempenho de terminação de cabo de MT aprimorado, especialmente onde, em cabos com cinto, a muleta é uma área de alta tensão.

O cabo isolado em papel com design de correia tem maior probabilidade de ter falhas de muleta do que o cabo isolado em papel com design de tela mais recente, onde toda a área de muleta é blindada. Isso ocorre devido à resistividade dos materiais e à introdução de ar entre condutores isolados não blindados. Consulte a Imagem 3 para obter mais detalhes sobre as diferenças entre correia e cabo MV isolado em papel blindado.

Tubos especiais de controle de estresse foram projetados para controlar o alto estresse elétrico no corte da tela nas terminações de cabos de MT isolados a ar.

Com a introdução de ar nas caixas de cabos, agora temos que considerar as distâncias de fuga, trilhamento e erosão e folgas (fase para fase e fase para terra). Essas considerações técnicas devem estar corretas se uma terminação preenchida com ar durar mais de 30 anos. Se forem fornecidas propriedades inadequadas de fuga, rastreamento e erosão e folgas de ar, a terminação do cabo de MV falhará prematuramente. A falha nas terminações do cabo MV é perigosa e causa longas interrupções de energia. A imagem 5 mostra uma típica terminação termorretrátil isolada a ar de 11 kV com massa de vidraceiro e proteções de fita.

As tendências do mercado internacional (que são principalmente sistemas nominais de 24kV) exigiam painéis de distribuição cada vez menores. Isso, por sua vez, equivale a folgas de barramento e caixas de cabos reduzidas. O ar foi o primeiro meio isolante para barramentos. Isso foi substituído por óleo e com a introdução do isolamento SF6, as folgas dos barramentos puderam ser reduzidas tremendamente. Isso forçou a redução do tamanho da caixa de cabo. Junto com as caixas de cabos reduzidas vieram folgas reduzidas entre fases e fase para terra. A redução das folgas exigiu novas terminações de cabos de MT.