Dois compostos, dois limites de temperatura
A maior parte dos cabos de energia de baixa tensão numa lista de aprovisionamento usa um de dois compostos de isolamento. O PVC (policloreto de vinilo) é um termoplástico: amolece quando aquecido e pode voltar a fundir-se. O XLPE (polietileno reticulado) começa como polietileno, mas após a extrusão é reticulado, pelo que as suas moléculas ficam ligadas numa rede que não volta a fluir para líquido quando aquece. Essa diferença química está por trás dos dois números que os compradores veem em todas as folhas de dados: uma temperatura máxima contínua do condutor de 90 C para o XLPE contra 70 C para o PVC, e um limite de curto-circuito de 250 C para o XLPE.
São temperaturas do condutor, não do ambiente. Dizem ao engenheiro do projeto quão quente o cobre ou o alumínio pode trabalhar em serviço normal e quão quente pode ficar durante alguns segundos num defeito, antes de o isolamento começar a degradar-se. Por si só, não dizem a ninguém quanta corrente um cabo consegue transportar. Isso depende do método de instalação, do agrupamento, da temperatura ambiente e das condições do solo, e é calculado por método de instalação segundo a IEC 60364-5-52, a BS 7671 ou o NEC, conforme aplicável, confirmado pelo engenheiro do projeto.
Lado a lado
| Propriedade | XLPE | PVC |
|---|---|---|
| Tipo de material | Termoendurecível (reticulado) | Termoplástico |
| Temperatura máxima contínua do condutor | 90 C | 70 C |
| Temperatura do condutor em curto-circuito | 250 C | Inferior; conforme norma ou folha de dados |
| Uso típico | Cabo de energia 0,6/1 kV conforme IEC 60502-1; todo o cabo MT conforme IEC 60502-2 | Fio de instalação e cordões conforme IEC 60227; cabo de controlo; algum cabo de energia 0,6/1 kV |
| Teor de halogéneos | Composto sem halogéneos; o cabo só é LSZH se a bainha também o for | Contém cloro |
| Designação chinesa comum | YJV (Cu/XLPE/PVC), YJLV (alumínio) | VV (Cu/PVC/PVC) |
| Exemplo de referência | 0,6/1 kV 4x25 mm2, XLPE 0,9 mm (catálogo de fábrica parceira) | 450/750 V 1x2,5 mm2, PVC 0,8 mm (catálogo de fábrica parceira) |
Os valores de referência vêm de um catálogo de fábrica parceira e são típicos das suas categorias; a construção da sua encomenda é confirmada na ficha técnica. O modelo BT de referência completo está na página de cabos de energia BT, e as opções de composto de cada camada estão na página de isolamentos e bainhas.
O que a temperatura mais alta lhe dá
Como o XLPE tolera um condutor mais quente, um cabo XLPE consegue geralmente transportar mais corrente do que um cabo PVC com o mesmo condutor na mesma instalação. Na prática, isso pode significar um condutor uma secção mais pequena para a mesma carga, ou mais margem à mesma secção. O engenheiro verifica na mesma a queda de tensão e a resistência ao curto-circuito, pelo que o ganho não é automático; em percursos longos, a queda de tensão muitas vezes decide a secção, seja qual for o isolamento. O artigo de seleção da secção do cabo percorre as três verificações.
O limite de curto-circuito de 250 C conta nos alimentadores maiores. Durante um defeito, o condutor aquece numa fração de segundo, e o cabo tem de resistir até o dispositivo de proteção eliminar a falta. Uma temperatura de defeito permitida mais alta ajuda o cabo a passar essa verificação com uma dada secção de condutor.
O XLPE tem também perdas dielétricas mais baixas e melhores propriedades elétricas do que o PVC, razão pela qual todo o cabo de média tensão conforme a IEC 60502-2 usa XLPE (ou outro composto reticulado) em vez de PVC. Em baixa tensão, a diferença elétrica conta menos do que a térmica.
Onde o PVC ainda faz sentido
O PVC continua a ser a escolha normal para fio de instalação, cordões flexíveis e cabo de controlo. É fácil de processar, aceita bem a cor, aceita uma impressão nítida e é flexível nas espessuras usadas para condutores pequenos. A família 60227 IEC 01 (H07V-U, H07V-R, H07V-K) e o cordão H05VV-F são construções de PVC, e também o é o cabo de controlo tipo KVV no catálogo da fábrica parceira. Para circuitos finais pequenos, o limite de 70 C raramente é o fator limitante.
Alguns mercados esperam também cabo de energia de PVC por hábito ou por norma local, por exemplo construções tipo NYY em partes do Sudeste Asiático. Nesses casos a decisão é uma questão de mercado e não de engenharia; o artigo NYY ou CV trata essa comparação para projetos tailandeses.
Bainha, fumo e halogéneos: uma questão separada
Isolamento e bainha são camadas diferentes, e os compradores presumem por vezes que um cabo XLPE é automaticamente de baixa emissão de fumo e sem halogéneos. Não é. Um cabo YJV tem isolamento XLPE e bainha exterior de PVC, pelo que, num incêndio, ainda liberta cloreto de hidrogénio da bainha. Um cabo só é LSZH quando a bainha, os enchimentos e as fitas também são isentas de halogéneos, e isso é comprovado por relatórios de ensaio IEC 61034 e IEC 60754, e não pelo nome do isolamento. O artigo sobre bainhas LSZH explica esses ensaios.
O comportamento à chama é também uma propriedade ao nível do cabo. Qualquer das construções pode ser feita retardante de chama à IEC 60332-1-2 conforme relatório de ensaio, e na UE a classe CPR declarada na DoP aplica-se ao cabo acabado, não ao composto do isolamento.
Envelhecimento, qualidade e como especificar
Os compostos de isolamento falham quando a formulação está errada, e não apenas quando o cabo trabalha quente. Uma retirada do mercado muito divulgada na Austrália em 2013-2014 envolveu cabo de instalação cujo isolamento de PVC não cumpria os requisitos de envelhecimento: cerca de 4.000 km de cabo e cerca de 40.000 habitações e empresas foram afetadas, segundo a ACCC. O problema era o composto, não a secção do condutor. É a razão pela qual o desk pede resultados de envelhecimento térmico e ensaios térmicos no relatório de ensaio de tipo, e não apenas a resistência do condutor.
Para o XLPE, a verificação equivalente é o grau de reticulação, normalmente verificado por um ensaio de hot set no programa de ensaios de tipo e de amostra. Um XLPE mal curado comporta-se mais como polietileno simples a alta temperatura. Um ensaio de rotina de tensão ou de faísca não revela nenhum dos problemas, razão pela qual a página de ensaios e inspeção lista registos de ensaios de amostra e de tipo ao lado dos ensaios de rotina.
Uma linha de isolamento clara na ordem de compra lê-se assim:
- Composto e temperatura nominal: XLPE, 90 C no condutor, ou PVC, 70 C.
- Norma: IEC 60502-1 para cabo de energia 0,6/1 kV, IEC 60227 para fio de instalação e cordões, ou o equivalente nacional.
- Espessura: espessura nominal do isolamento conforme a norma, com a espessura mínima verificada na amostra.
- Registos: registos de ensaios de rotina por bobina, mais o relatório de ensaio de tipo cobrindo o envelhecimento e, para XLPE, o hot set.
Envie a lista de cabos com essas quatro linhas pelo formulário de cotação; o MOQ por secção e o comprimento de bobina estão tratados na página de MOQ e prazo de entrega.