Cabos de baixa e média tensão: construção e ensaios

Onde se traça a fronteira

Em termos IEC, os cabos de energia de baixa tensão são os de 0,6/1 kV segundo a IEC 60502-1, e os cabos de média tensão vão de 3,6/6 kV a 18/30 kV segundo a IEC 60502-2. Entre eles existe uma classe de 1,8/3 kV usada em alguns projetos. Abaixo de 0,6/1 kV estão os cabos de cablagem da IEC 60227 e dos códigos harmonizados, com tensões de 300/500 V e 450/750 V. A divisão não é só uma questão de números de tensão: as duas famílias são construídas, ensaiadas e manuseadas de formas diferentes, e nem todas as fábricas que fazem bom cabo BT conseguem fazer cabo MT.

Este artigo compara as duas famílias usando modelos de referência do catálogo de uma fábrica parceira: um cabo 0,6/1 kV Cu/XLPE/PVC 4x25 mm2 (ver cabos de energia BT) e um cabo 8,7/15 kV Cu/XLPE/CTS/PVC 3x95 mm2 (ver cabos de energia MT).

Diferenças de construção

Um cabo BT é uma pilha simples: condutor, isolamento, enchimentos e fita de reunião, bainha. O isolamento só tem de suportar 0,6 kV para a terra, pelo que o modelo de referência usa 0,9 mm de XLPE. O campo elétrico à volta de cada condutor é baixo e a forma da superfície do condutor pouco importa.

Um cabo MT tem de controlar um campo muito mais intenso. Cada condutor é construído como um sistema de três camadas: uma camada semicondutora do condutor sobre o condutor, o isolamento de XLPE e uma camada semicondutora do isolamento por cima. Estas são normalmente extrudidas em conjunto para que não se formem bolsas de ar entre elas, porque um pequeno vazio no isolamento de um cabo MT pode iniciar descargas parciais que erodem o XLPE ao longo do tempo. Sobre a camada semicondutora do isolamento fica uma blindagem metálica, fita de cobre no modelo de referência ou fios de cobre noutros projetos, que mantém a superfície exterior ao potencial de terra e conduz as correntes capacitivas e de defeito. O condutor é muitas vezes compactado para dar uma superfície lisa e redonda sob a camada semicondutora.

Os valores de peso e diâmetro explicam grande parte da diferença de custo. O cabo MT tem um condutor maior, mas também cinco vezes a espessura de isolamento, duas camadas semicondutoras e fita de cobre em cada condutor, e precisa de bobinas maiores.

A blindagem metálica é também um item de especificação por direito próprio. O seu tipo e secção são escolhidos pelo projetista da rede em função da corrente de defeito à terra e do tempo que a proteção leva a eliminá-la, pelo que uma linha da lista de quantidades para cabo MT deve indicar a blindagem além do condutor. Duas propostas que dizem ambas “8,7/15 kV 3x95 mm2” podem diferir no projeto da blindagem, e a mais barata pode simplesmente levar menos cobre na blindagem. A mesma cautela aplica-se aos cabos MT unipolares, em que o esquema de ligação das blindagens em obra afeta as perdas e é definido pelo projetista, não pelo fornecedor. Quando a blindagem não está indicada, o desk pergunta ao engenheiro antes de qualquer fábrica cotar e regista a resposta na ficha técnica.

Diferenças nos ensaios

Ambas as famílias são ensaiadas quanto à resistência do condutor segundo a IEC 60228, à espessura do isolamento e da bainha, ao diâmetro exterior e à marcação. Cada bobina BT passa também num ensaio de tensão ou de faísca no isolamento. Isso costuma bastar para mostrar que um cabo BT está construído conforme especificado.

Os cabos MT exigem mais. A IEC 60502-2 estabelece ensaios de rotina em cada bobina que incluem um ensaio de tensão em CA a 3,5 U0 durante 5 minutos e um ensaio de descargas parciais medido segundo a IEC 60885-3, em que a descarga a 1,73 U0 não deve exceder a sensibilidade declarada de 10 pC ou melhor. O ensaio de descargas parciais exige uma sala de ensaio blindada e equipamento calibrado, o que é um dos sinais mais claros de que uma fábrica está preparada para trabalho MT. Os ensaios de tipo, feitos uma vez por construção, acrescentam ensaios de tensão mais longos, ensaios de dobragem e envelhecimento. O nosso artigo sobre ensaios de descargas parciais explica como ler os registos.

Capacidade da fábrica e aprovisionamento

Muitas fábricas dos polos de cabos da China fazem cabo de energia BT; menos têm as linhas de extrusão, o manuseamento limpo de compostos e as salas de ensaio necessárias para MT. O catálogo da fábrica parceira por trás das nossas referências cobre tensões MT até 8,7/15 kV. Os projetos que precisam de 12/20 ou 18/30 kV são atribuídos a outra fábrica, e o desk verifica os seus relatórios de ensaio de tipo e registos de rotina recentes durante a auditoria de fábrica antes de a incluir na lista restrita.

O prazo de entrega segue o mesmo padrão. O prazo do cabo de energia depende da reserva de cobre, da preparação de materiais, da programação da produção e dos ensaios de rotina, e os cabos MT passam por mais etapas de processo e ensaios mais longos do que os cabos BT. O desk não cota um número padrão de dias; o calendário de cada encomenda é confirmado por escrito, como descrito na página de MOQ e prazo de entrega.

Manuseamento, acessórios e documentos

Os cabos MT são menos tolerantes em obra. Têm raios mínimos de curvatura maiores, as suas pontas têm de ficar seladas com capuzes para que a água não entre na blindagem, e são terminados e emendados com acessórios adequados ao diâmetro do isolamento e ao tipo de blindagem. Um comprador que muda de fornecedor de cabo MT deve enviar a nova folha de dados a quem fornece as emendas e terminações, porque um diâmetro de isolamento diferente pode implicar acessórios diferentes.

O pacote documental também cresce. Uma encomenda BT segue normalmente com a folha de dados, os registos de resistência do condutor e de ensaio de tensão, e uma lista de embalagem por bobina. Uma encomenda MT acrescenta registos de descargas parciais por bobina, o relatório de ensaio de tipo da construção e, muitas vezes, comprimentos bobina a bobina acordados com o calendário de instalação. O nosso artigo sobre ensaios de rotina, de amostra e de tipo explica o que cada documento comprova.

A regra prática: trate uma linha MT numa lista de quantidades como um trabalho de aprovisionamento separado, com a sua própria verificação de fábrica, plano de ensaios e plano de bobinas. Quando tiver a lista de quantidades, envie-a pelo formulário de cotação e o desk separa as linhas BT e MT antes de pedir cotação a qualquer fábrica.