1-INTRODUÇÃO

 

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 riscos de falhas prematuras nos terminais neste tipo de instalação devido tanto aos espaços confinados que resultam em distâncias incompatíveis para estes terminais em sistemas de média tensão quanto pela existência de elementos metálicos próximos aos terminais.

Neste artigo serão analisadas as instalações de terminais de média tensão em painéis e cubículos blindados, incluindo a utilização de cabos em paralelo, para que a instalação se torne simples, segura e eficaz.

 

2CONCEITUAÇÃO TEÓRICA

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.

As linhas de campo elétrico tem como característica, se originarem nas cargas positivas e terminarem nas cargas negativas.



Figura 1- Linhas de Campo Elétrico.

As linhas de campo são tangenciadas pelo campo elétrico.



Figura 2- Vetores de Campo Elétrico.

A cada ponto do campo associa-se um vetor de campo elétrico E.

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.



Figura 3- Esquemático: Linhas de Campo Elétrico que não podem se cruzar (E1 ≠ E2).

A intensidade do campo elétrico é proporcional à concentração das linhas de força.



Figura 4- Variação da intensidade de Campo Elétrico.

A intensidade do campo no ponto A é maior que no ponto B que por sua vez é maior que em C.

 

3-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.



Figura 5- 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 alivio resistivo não linear ou por outra técnica adequada aplicada no término da blindagem.



Figura 6- Linhas equipotenciais esquemáticas em um terminal.

Na simulação via computador, o campo elétrico ao longo de um terminal de média tensão pode ser calculado e mapeado dando origem a uma ferramenta de análise poderosa e as distâncias seguras para a instalação podem ser determinadas previamente para validação posterior através de ensaios elétricos.

No mapeamento a seguir podem ser observadas as equipotenciais e os valores de tensão ao longo do comprimento do terminal, sendo a cor laranja indicando o potencial do condutor e a cor azul a do potencial de terra.



Figura 7- Linhas equipotenciais obtidas por modelagem matemática.

 

4CABOS 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 12/20kV e 50mm para tensões de 15/25kV e 20/35kV.

dist.

Figura 8- Espaçamento entre cabos de mesma fase.

O objetivo é minimizar as interferências entre as linhas de campo elétrico para não prejudicar o alívio de tensões a partir do término da blindagem do cabo de média tensão.

 

Em instalações de cabos em paralelo em que não são respeitadas as distâncias recomendadas entre terminais da mesma fase podem ocorrer defeitos prematuros e danos no isolador dos terminais.

Para um desempenho adequado, os terminais devem ser instalados totalmente livres e mantendo a distância fase-terra e entre fases recomendadas e compatíveis com a tensão de isolamento do sistema elétrico.



Figura 9- Espaço livre de segurança para terminais de média tensão.

Onde A é a distância fase-terra e B a distância entre fases recomendadas para a tensão de isolamento correspondente do sistema elétrico.

 

5-ANÁLISE DE INSTALAÇÕES

Como um exemplo real é apresentado um painel projetado para instalar terminais de 15kV onde a espaço disponível para os terminais não passa de 100mm:





Figura 10-Dimensões insuficientes de painéis de média tensão.

Uma vez que um terminal 12/20kV, para uso interno, possui um comprimento médio entre 235mm e 265mm, dependendo do modelo, a instalação obrigaria que parte do terminal, em particular a região do alívio de tensões, tivesse que ficar no interior do eletroduto. Isto iria acarretar na perda de eficiência do alívio de tensões e distância insuficiente entre terminais das três fases e o eletroduto podendo ocasionar descargas parciais ou mesmo centelhamento que poderiam danificar o terminal polimérico.

No caso a seguir, os terminais estão instalados justapostos, próximos a estrutura metálica e com placas de identificação fixadas em região imprópria.



Figura 11-Instalação inadequada

Em instalações em painéis deve ser evitada a proximidade dos terminais com TC’s, placas separadoras ou qualquer estrutura metálica ou não que possam vir a danificar os isoladores de silicone dos terminais, sejam por agressões de origem mecânica sejam por distorções do campo elétrico.

 


Figura 12-Cabos instalados através de TC.

 

6CONCLUSÕES

É recomendável 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).

Deve ser pesquisada, durante o projeto do painel, as dimensões de contorno para os terminais para cabos de média tensão 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 da mesma fase.

Eletrodutos, passagens através de TC’s ou placas devem ficar situadas sempre abaixo da linha do isolador do terminal.

No projeto do painél 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 instalação dos terminais antes de executar a montagem para evitar defeitos prematuros.



SAC: 0800 0251588

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