Dois números, dois esforços diferentes
As normas IEC de cabos exprimem a tensão nominal como U0/U. U0 é a tensão entre o condutor e a terra ou a blindagem metálica; U é a tensão entre dois quaisquer condutores de fase. Um cabo de 0,6/1 kV é, portanto, concebido para 0,6 kV entre condutor e terra e 1 kV entre condutores. A IEC 60502-1 acrescenta um terceiro valor entre parênteses, 0,6/1 (1,2) kV, em que 1,2 kV é a tensão mais elevada do sistema a que o cabo pode estar sujeito em serviço.
A divisão importa porque o isolamento é solicitado de duas formas. Entre condutor e terra, o esforço recai sobre uma parede de isolamento. Entre dois condutores, recai sobre duas paredes em série. Um cabo com tensão nominal U0/U é construído para que ambos os esforços fiquem dentro do que a espessura e o composto do seu isolamento suportam ao longo do serviço.
O erro comum é ler 0,6/1 kV como “para sistemas de 600 V a 1.000 V”. Outro é comparar diretamente uma tensão nominal norte-americana de 600 V com uma tensão IEC de 0,6/1 kV. Provêm de sistemas diferentes, usam regimes de ensaio diferentes e não são intercambiáveis num projeto sem o acordo do engenheiro.
Tensões nominais que vai ver nas cotações
| Tensão nominal | Norma típica | Produtos típicos |
|---|---|---|
| 300/500 V | IEC 60227, EN 50525 | Cordões flexíveis com bainha como o H05VV-F; cabo “twin and earth” britânico conforme BS 6004 |
| 450/750 V | IEC 60227, GB/T 9330, TIS 11 | Fio unipolar de instalação (H07V-U/R/K), cabos de controlo e instrumentação |
| 600 V | UL 83, UL 44 | Fio de instalação norte-americano: THHN/THWN-2, XHHW-2 |
| 0,6/1 kV | IEC 60502-1, BS 5467, BS 6724 | Cabos de energia BT, cabos armados e de alumínio, cabos de energia resistentes ao fogo |
| DC 1,5 kV | EN 50618, IEC 62930 | Cabo solar fotovoltaico H1Z2Z2-K |
| 600 / 1000 / 2000 V | UL 4703 | PV Wire norte-americano |
| 3,6/6 a 18/30 kV | IEC 60502-2 | Cabos de energia MT com camadas semicondutoras e blindagem metálica |
As construções de referência deste site seguem o mesmo padrão: a referência de fio de instalação é de 450/750 V, o cordão flexível de 300/500 V, o cabo de energia BT de 0,6/1 kV e o cabo MT de 8,7/15 kV. Consulte as páginas de fios de instalação e de cabos de energia BT para as construções completas.
O que significa 8,7/15 kV na prática
As tensões de média tensão seguem a mesma lógica U0/U. Um cabo de 8,7/15 kV é concebido para 8,7 kV entre cada condutor e a sua blindagem metálica e 15 kV entre fases. A IEC 60502-2 lista os pares normalizados 3,6/6, 6/10, 8,7/15, 12/20 e 18/30 kV. O catálogo da fábrica parceira usado nas nossas referências cobre tensões até 8,7/15 kV; os projetos que precisam de 12/20 ou 18/30 kV são atribuídos a outra fábrica com o equipamento de extrusão e de ensaio adequado.
Há dois pontos que surpreendem os compradores. Primeiro, o valor de U0 importa tanto como U. O U0 adequado a uma rede depende da tensão do sistema, da forma como o sistema está ligado à terra e da rapidez com que os defeitos à terra são eliminados, pelo que o engenheiro do projeto escolhe a tensão nominal a partir dos dados da rede, e não apenas da tensão nominal do sistema. Segundo, a espessura do isolamento aumenta muito com a tensão: o cabo de referência 8,7/15 kV 3x95 mm2 tem 4,5 mm de XLPE contra 0,9 mm na referência 0,6/1 kV 4x25 mm2. Esse material adicional, mais as blindagens, explica por que o cabo MT custa muito mais por metro com a mesma secção de condutor. A página de cabos de energia MT mostra a construção.
Tensões de cablagem abaixo de 1 kV
Abaixo de 1 kV, as tensões da IEC 60227 e dos códigos harmonizados parecem pequenas, mas importam do mesmo modo. Um fio unipolar de 450/750 V como o H07V-R destina-se a instalação fixa dentro de eletroduto ou calha; um cordão de 300/500 V como o H05VV-F destina-se a aparelhos e ligações ligeiras. A tensão mais baixa implica paredes de isolamento e bainha mais finas: o cordão de referência 3x1,5 mm2 tem isolamento de PVC de 0,7 mm e bainha de 0,9 mm. Usar um cordão de 300/500 V onde o projeto exige cabo de 450/750 V é uma não conformidade, mesmo que a tensão do circuito seja apenas 230 V, porque as normas associam cada tensão nominal a utilizações e condições de instalação específicas.
Os cabos de controlo e instrumentação segundo a GB/T 9330 têm normalmente também tensão nominal de 450/750 V. Transportam sinais e circuitos de comando em vez de energia, mas a tensão nominal tem de ser adequada à tensão mais elevada presente no quadro ou na esteira. Onde os condutores de controlo partilham um percurso com cabos de energia de 0,6/1 kV, o engenheiro do projeto decide se é necessária segregação ou um cabo de tensão nominal superior. As listas de quantidades mistas são comuns em projetos de engenharia, e o desk verifica que cada linha tem a tensão nominal que os desenhos especificam.
Como se ensaiam as tensões nominais
Uma tensão nominal só tem significado se o cabo for ensaiado em relação a ela. Cada bobina de cada classe de tensão é submetida a um ensaio de tensão ou de faísca no isolamento durante ou após a produção. Os cabos de média tensão acrescentam mais: a IEC 60502-2 estabelece um ensaio de rotina de tensão a 3,5 U0 durante 5 minutos e um ensaio de rotina de descargas parciais, medido pelo método da IEC 60885-3, em que a descarga a 1,73 U0 não deve exceder a sensibilidade declarada de 10 pC ou melhor. Os ensaios de tipo, feitos uma vez por construção, incluem ensaios de tensão mais longos e mais severos e envelhecimento. A página de ensaios e inspeção lista o que o desk verifica em cada encomenda.
Escolher a tensão nominal da sua encomenda
Uma sequência prática para compradores que não são o engenheiro projetista:
- Retire a tensão nominal dos desenhos ou da lista de quantidades: o projetista já escolheu U0/U para a rede. Se a lista diz apenas “cabo de 1 kV”, pergunte se se pretende 0,6/1 kV conforme IEC 60502-1.
- Faça corresponder a norma ao mercado: um cabo de 0,6/1 kV conforme IEC 60502-1, BS 5467 ou uma norma nacional pode diferir na bainha, na marcação e nos pormenores de ensaio.
- Não suba nem desça a tensão nominal sem aprovação: uma tensão superior implica isolamento mais espesso, diâmetro maior e bucins diferentes; uma inferior não é permitida.
- Para circuitos solares em CC, use um cabo com tensão nominal em CC: o H1Z2Z2-K tem DC 1,5 kV segundo a EN 50618; consulte a página de cabos solares fotovoltaicos.
- Escreva-a na bainha: a tensão nominal deve estar impressa na legenda da bainha para que o instalador e o inspetor a possam ler.
A tensão nominal é independente da capacidade de corrente. A secção do condutor para uma dada carga depende do método de instalação e é definida segundo a IEC 60364-5-52, a BS 7671 ou o NEC, conforme aplicável, e confirmada pelo engenheiro do projeto. Quando ambas estão fixadas, envie a designação e as quantidades pelo formulário de cotação e o desk confirma a construção por escrito antes de qualquer fábrica reservar cobre.