Com a crescente compactação de painéis de média tensão associada com a prática cada vez maior de utilização de dois ou mais cabos por fase aumentam os casos de instalações sujeitas a falhas prematuras nos terminais de média tensão devido aos espaços confinados que resultam em distâncias incompatíveis para estes terminais nestas aplicações.
Neste artigo serão analisadas as instalações de terminais de média tensão em painéis ou blindadas, incluindo a utilização de cabos em paralelo, para que a instalação seja simples, segura e eficaz.
CONSIDERAÇÕES SOBRE O CAMPO ELÉTRICO
As linhas de campo elétrico são linhas imaginárias, tangentes aos vetores de campo elétrico em cada ponto do espaço sob influência elétrica e no mesmo sentido dos vetores campo elétrico.
A linha de campo elétrico tem como característica se originarem nas cargas positivas e terminarem nas cargas negativas.
Fig. 1 – Linhas de Campo Elétrico
As linhas de campo são tangenciadas pelo campo elétrico.
A cada ponto do campo elétrico associa-se um vetor de campo elétrico.
Fig. 2 – Vetores de Campo Elétrico
A linha de campo é tangente ao vetor campo elétrico em cada um de seus pontos e
duas linhas de campo nunca se cruzam.
Por um ponto não podem passar duas linhas de campo, se não, neste ponto haveriam duas intensidades de campo elétrico o que não é possível.
Portanto, duas linhas de força nunca se cruzam.
A intensidade do campo elétrico é proporcional à concentração das linhas de força.
CAMPO ELÉTRICO EM TERMINAIS DE MÉDIA TENSÃO
Quando a blindagem da isolação é removida, para a instalação do terminal, deve ser controlada a concentração de campo elétrico que surge no seu término.
Fig. 3 – Linhas de campo elétrico e equipotenciais no término da blindagem
A concentração de campo elétrico pode ser controlada nos terminais de média tensão, particularmente através do alívio resistivo não linear (veja artigo: “Tecnologia para terminais TPK”).
CABOS INSTALADOS EM PARALELO
Em instalações de cabos em paralelo os terminais dos cabos de mesma fase devem ser posicionados de modo a ficarem separados entre si de no mínimo da distância “C”, sendo “C”, igual a 30mm para tensões de até 20kV e 50mm para tensões de 25kV e 35kV.
Fig. 4 – Disposição dos terminais no painel
O objetivo é minimizar as interferências entre as linhas de campo elétrico dos terminais adjacentes para não prejudicar seus alívios de tensões a partir do término das suas blindagens em cada um dos terminais dos cabos de média tensão.
Em instalações de cabos em paralelo em que não são respeitadas as distâncias recomendadas entre terminais da mesma fase, para que o alívio de tensão seja efetivo e evitar que defeitos, danos podem ocorrer prematuramente nos terminais.
Para um desempenho adequado, os terminais devem ser instalados afastados do espaçamento (C) e totalmente livres, mantendo a distância fase-terra (A) e entre fases (B) recomendadas e compatíveis, de acordo com as normas e conforme a tensão do sistema elétrico.
OUTRAS CONSIDERAÇÕES
Recomendamos um estudo criterioso dos espaços necessários para a instalação dos terminais quando do projeto dos painéis de média tensão com a utilização da norma NBR 14039 “Instalações elétricas de alta tensão (1kV a 36kV) para a determinação da distância fase terra (A) e entre fases (B) entre os terminais de acordo com a tensão correspondente do sistema elétrico.
Deve ser pesquisada, durante o projeto do painel, as dimensões de contorno para os terminais para cabos de média tensão existentes no mercado local, que devem servir como subsídio para o projeto dimensional dos painéis.
Quando da utilização de dois ou mais cabos em paralelo devem ser respeitados os afastamentos recomendados entre os cabos de mesma fase (C).
Em instalações em painéis deve ser evitada a proximidade dos terminais com TC’s, placas separadoras ou qualquer estrutura metálica ou não que podem vir a danificar os isoladores dos terminais, seja por agressões mecânicas seja por elétricas.
Plaquetas de identificação de circuitos devem ser fixadas nos cabos, nunca diretamente nos terminais.
Dutos, passagens através de TC’s, placas e longarinas devem ficar situadas sempre abaixo da linha do isolador do terminal.
No projeto do painel deve ser ainda levado em consideração o espaço necessário para a montagem do terminal de modo a permitir uma instalação segura.
É necessária a verificação por parte do instalador se existe espaço suficiente para a montagem dos terminais antes de executar a instalação para evitar contratempos e improvisações.
DISPOSIÇÃO DAS FASES DOS CABOS
Quando são utilizados vários cabos unipolares, instalados em paralelo, para alimentar cargas de alta potência em complexos industriais ou na interligação de grupos geradores a transformadores em Usinas ou mesmo para conectar transformadores a barramentos em subestações, a indução nos cabos em paralelos de uma mesma fase deve ser igual para todos, uma vez que disso depende a distribuição de corrente entre os cabos.
Se os cabos da mesma fase estão agrupados e instalados lado a lado a distribuição de corrente será muito irregular devido ao acoplamento indutivo desequilibrado.
Uma distribuição de corrente mais equilibrada pode ser obtida se os cabos são agrupados em sistemas e mantendo a separação entre fases menor que a distancia entre sistemas. Na prática deve-se usar para a distancia entre sistemas no mínimo o dobro da distancia entre fases de um mesmo sistema.
Uma distribuição perfeitamente equilibrada somente é obtida com a utilização de cabos tripolares uma vez que nestes as fases são transpostas continuamente de acordo com o seu passo da reunião.
No caso de cabos unipolares somente com a transposição das fases pode ser obtida uma distribuição perfeitamente simétrica das correntes, no entanto se consegue uma boa aproximação se as fases, dentro dos vários sistemas, são arranjadas de forma conveniente.
Assim por exemplo, cabos instalados em esteira devem ser agrupados na sequência abaixo para que sejam próximos seus coeficientes de indução:
Fig. 5 – Disposição dos cabos em esteira
No caso de cabos instalados em trifólio a disposição recomendada, para se obter uma boa distribuição de correntes, é a apresentada a seguir:
Fig. 6 – Disposição dos cabos em trifólio
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