Por que não existe uma tabela única de dimensionamento
Procure uma tabela de secções de cabo e encontrará tabelas que associam uma secção a um valor de corrente. Essas tabelas só são válidas para um método de instalação, uma temperatura ambiente, um tipo de isolamento e um agrupamento. Mude qualquer um destes fatores e a resposta muda. É por isso que este site nunca publica capacidades de corrente em amperes: a capacidade de uma dada secção depende de como o cabo é instalado e tem de vir da IEC 60364-5-52, da BS 7671 ou do NEC, conforme aplicável, aplicada pelo engenheiro do projeto.
O que o comprador pode fazer é compreender o método. A seleção da secção do cabo é o maior de três resultados, por vezes quatro: a secção necessária para transportar a corrente de carga sem sobreaquecimento, a secção necessária para manter a queda de tensão dentro do limite, a secção necessária para resistir a um curto-circuito até o dispositivo de proteção o eliminar e, em muitas regras de instalação, a secção necessária para manter a impedância do anel de defeito à terra suficientemente baixa para o corte automático. A verificação que exigir o maior condutor define a secção.
Verificação 1: capacidade de corrente
A primeira verificação pergunta se o condutor consegue transportar a corrente de projeto em permanência sem que o isolamento exceda a sua temperatura máxima. Esse limite depende do isolamento: o XLPE é dimensionado para 90 graus C em regime contínuo e o PVC para 70 graus C, razão pela qual um cabo XLPE da mesma secção consegue normalmente transportar mais do que um de PVC. O artigo XLPE ou PVC trata esta diferença.
O método de instalação importa tanto como o isolamento. A IEC 60364-5-52 define métodos de instalação de referência, como cabos em eletroduto numa parede isolada, fixados diretamente, em esteira perfurada, ao ar livre ou enterrados, e dá uma capacidade diferente para cada um. Os fatores de correção ajustam depois para:
- Temperatura ambiente: uma sala técnica quente ou uma cobertura ao sol reduz a capacidade.
- Agrupamento: vários circuitos carregados na mesma esteira, conduta ou vala aquecem-se mutuamente.
- Condições do solo: nos cabos enterrados, a resistividade térmica do solo e a profundidade de instalação.
- Isolamento térmico: cabos envolvidos por isolamento do edifício perdem grande parte da sua capacidade.
- Harmónicas: em cabos tetrapolares, as correntes harmónicas no neutro podem exigir uma secção maior.
Verificação 2: queda de tensão
Todo o condutor tem resistência, pelo que a corrente que o percorre perde tensão pelo caminho. Em percursos curtos, isto é pouco. Em percursos longos, como alimentadores que atravessam um recinto, circuitos de bombagem num campo ou as strings CC e a recolha CA de um parque solar, a queda de tensão é muitas vezes a verificação que define a secção, e o condutor acaba maior do que a verificação de corrente por si só exigiria. O limite vem das regras de instalação ou da especificação do projeto e é normalmente indicado como percentagem da tensão nominal para o circuito ou para toda a instalação.
Os dados são o comprimento do percurso, a corrente de projeto, a resistência do condutor segundo a IEC 60228 ou a folha de dados e, nos cabos CA maiores, a reatância. O artigo sobre queda de tensão percorre o cálculo com valores de resistência, sem qualquer capacidade de corrente.
Verificação 3: resistência ao curto-circuito
Quando ocorre um defeito, circula uma corrente muito elevada até o dispositivo de proteção abrir. Durante esses milissegundos ou segundos o condutor aquece rapidamente e não deve exceder o limite de temperatura de curto-circuito do seu isolamento: 250 graus C para o XLPE. A verificação, muitas vezes chamada verificação adiabática, compara a energia que o dispositivo deixa passar com a que o condutor consegue absorver, e em circuitos próximos de um transformador grande pode fazer subir a secção, sobretudo nos condutores de terra e nas blindagens.
Nos cabos de média tensão, a mesma ideia aplica-se à blindagem metálica, que tem de conduzir a corrente de defeito à terra durante o tempo especificado. É por isso que os pedidos de MT precisam do nível e da duração do defeito à terra, e não apenas da corrente de fase; a página de cabos de energia MT mostra a construção com blindagem de fita de cobre que as fábricas parceiras fornecem.
Os dados que o comprador deve reunir
O desk não dimensiona cabos nem substitui o engenheiro do projeto. Mas um pedido de cotação que já contenha os dados de dimensionamento permite às fábricas parceiras confirmar a construção, e um engenheiro pode rever as secções rapidamente. Reúna os dados da tabela abaixo.
| Dado | Verificação que determina | Normalmente fornecido por |
|---|---|---|
| Corrente de projeto e dispositivo de proteção | Capacidade de corrente, curto-circuito | Projetista elétrico |
| Método de instalação e percurso | Capacidade de corrente | Projetista ou empreiteiro |
| Temperatura ambiente ou do solo | Capacidade de corrente | Dados do local |
| Número de circuitos agrupados | Capacidade de corrente | Desenhos de implantação |
| Comprimento do percurso | Queda de tensão, anel de defeito à terra | Desenhos de implantação |
| Limite de queda de tensão | Queda de tensão | Regras de instalação ou especificação do projeto |
| Corrente de defeito presumida e tempo de eliminação | Curto-circuito | Empresa de distribuição ou estudo do sistema |
| Tipo de isolamento e metal do condutor | Todas as verificações | Especificação |
Um esquema do método
- Escolha a construção: cobre ou alumínio, XLPE ou PVC, número de condutores, armadura se for enterrado.
- Encontre a capacidade de base: nas tabelas aplicáveis ao método de instalação.
- Aplique os fatores de correção: temperatura, agrupamento, solo e isolamento térmico, e selecione a menor secção cuja capacidade corrigida cubra a corrente de projeto.
- Verifique a queda de tensão: com a resistência e o comprimento; suba de secção se o limite for excedido.
- Verifique o curto-circuito e o defeito à terra: suba novamente se necessário.
- Registe o raciocínio: a verificação determinante de cada circuito, para que as substituições possam ser avaliadas mais tarde.
Há três erros que se repetem nas listas de quantidades que o desk revê. Secções copiadas de uma tabela para cabos ao ar livre são usadas para cabos em eletroduto ou enterrados em grupo. Uma secção verificada para a corrente nunca é verificada para a queda de tensão num percurso longo. E um projeto em cobre é mudado para alumínio, ou para outra norma, sem repetir nenhuma das verificações. Cada um destes erros produz um cabo subdimensionado que pode passar em todos os ensaios de fábrica, porque a fábrica ensaia o condutor face à sua secção nominal, não face ao circuito.
A secção final passa depois a fazer parte da designação na ordem de compra, verificada na chegada pelo ensaio de resistência do condutor. Mudar de metal altera todos os passos: o artigo cobre ou alumínio explica por que o alumínio acaba normalmente maior. Para o método mais amplo, leia o guia de dimensionamento de cabos e, quando as secções estiverem confirmadas, envie-as com os comprimentos dos percursos pelo formulário de cotação.