A ligação da blindagem do cabo MT controla três resultados conectados: tensão de tela induzida, corrente circulando na tela metálica, e o caminho disponível para a corrente de falta à terra. A ligação em ambas as extremidades mantém a tensão da tela próxima ao potencial da terra, mas pode adicionar perda de corrente circulante. A ligação de ponto único interrompe o circuito de estado estacionário, mas permite que a tensão suba em direção à extremidade aberta. A ligação cruzada divide a rota em seções coordenadas, de modo que as tensões induzidas são canceladas em grande parte.
Nenhum método é universalmente melhor. A seleção depende do comprimento do circuito, corrente de carga, formação de fase, espaçamento, resistência da tela, dever de falha à terra, arranjo de aterramento, tensão de toque permitida, classificação do cabo, locais conjuntos, e estratégia de manutenção.
Primeiro separe a tela metálica da tela semicondutora
Um cabo MT extrudado normalmente possui condutores e telas de isolamento feitas de compostos semicondutores. Essas camadas moldam o campo elétrico nos limites do isolamento. Eles não são os componentes conectados através de caixas de links.
O sistema de ligação atua na camada metálica. Essa camada pode usar fios de cobre, fita de cobre, um neutro concêntrico, ou uma bainha metálica contínua. Os documentos do projeto costumam usar tela, escudo, e bainha diferentemente. O diagrama de conexão deve, portanto, identificar o componente metálico real, sua seção transversal, resistência, dever de culpa, e interfaces de acessórios.
O guia XWA existente para Tipos de tela de cabo MT explica as diferenças de construção. A ligação começa depois que o projeto metálico e a carga de falha à terra são conhecidos.
Por que a tensão aparece na blindagem de um cabo aterrado
A corrente alternada do condutor cria um campo magnético variável. Esse campo liga a tela metálica e induz uma tensão longitudinal. Sua magnitude e fase dependem da corrente do condutor, freqüência, espaçamento de cabos, trevo ou formação plana, posição da tela, comprimento da rota, circuitos paralelos, e caminhos metálicos próximos.
Uma conexão de aterramento em um local fixa esse ponto próximo ao potencial de terra local. Não remove a indução ao longo de todo o percurso. Se a tela também se conectar ao terra em outro local, as duas conexões fecham um circuito condutor. A tensão induzida pode então conduzir a corrente circulante através da tela, ligações de ligação, ligações à terra, e peças metálicas conectadas.
Essas perdas são importantes porque geram calor. CEI 60287-1-1 inclui perdas de bainha e armadura em cálculos de classificação de corrente em estado estacionário. CEI 60287-1-2 torna a compensação explícita para circuitos de núcleo único: corrente circulante significativa pode ocorrer com ligação em ambas as extremidades, enquanto arranjos de ponto único ou de ligação cruzada evitam esse componente de malha fechada quando projetados corretamente.
A ligação em ambas as extremidades favorece o controle de tensão, mas cria um loop
Colagem de ambas as extremidades, também chamada de ligação sólida ou de múltiplos pontos em alguns documentos, conecta as telas metálicas à terra em ambas as extremidades da rota. Os pontos de aterramento intermediários também podem aparecer em um arranjo de múltiplos pontos. As conexões aterradas limitam a tensão tela-terra em estado estacionário ao longo do cabo.
As mesmas conexões formam um circuito fechado. A tensão induzida impulsiona a corrente em torno desse circuito durante a operação normal de carga. A perda de blindagem resultante aumenta o calor total do sistema de cabos e pode reduzir a corrente permissível do condutor. O efeito não é uma porcentagem fixa. Isso muda com o espaçamento dos cabos, formação, resistência da tela, equilíbrio de carga, arranjo de circuito, e impedância do caminho da terra.
| Característica de ligação em ambas as extremidades | Consequência de engenharia | Verificação obrigatória |
|---|---|---|
| Ligação à terra em ambas as extremidades. | A tensão da tela permanece controlada em relação à terra local. | Diferença de potencial da Terra, dever de ligação-chumbo, e base de tensão de toque. |
| Laço metálico fechado. | A corrente de carga pode produzir corrente circulante e calor na tela. | CEI 60287 cálculo de perda e ampacidade resultante. |
| Caminho de corrente de falta contínua. | O sistema de tela participa do retorno de falha à terra de acordo com o projeto da rede. | Área da tela, resistência de conexão, corrente de falha à terra, e tempo de compensação. |
| Conceito de conexão simples. | Menos juntas e transposições especiais podem ser necessárias. | Continuidade as-built e prevenção de caminhos paralelos não intencionais. |
A ligação em ambas as extremidades pode permanecer prática para circuitos de MT mais curtos ou rotas onde as perdas calculadas permanecem aceitáveis. O comprimento por si só não decide o método. Um circuito trevo compacto e um circuito plano amplamente espaçado de igual comprimento podem produzir diferentes tensões e perdas induzidas.
A ligação de ponto único remove o caminho de circulação em estado estacionário
A ligação de ponto único aterra intencionalmente a tela metálica em um ponto. A outra extremidade permanece isolada da terra sob operação normal. Sem uma segunda conexão intencional, a tela não tem caminho fechado para corrente circulante normal.
A compensação é a tensão permanente. A tensão tela-terra aumenta com a distância do ponto ligado e atinge seu valor normal mais alto próximo à extremidade isolada. O projeto deve verificar essa tensão em relação ao isolamento da bainha, interfaces de junção e terminação, metalurgia acessível, critérios de tensão de toque, e o limitador de tensão de bainha selecionado onde for necessário.
Um limitador de tensão de bainha não é uma ligação à terra normal. Limita a sobretensão transitória conduzindo acima do seu nível de proteção. Sua tensão contínua, dever de energia, comportamento de sobretensão temporária, comprimento do cabo, coordenação de isolamento, e modo de falha pertencem ao estudo do projeto.
O caminho da falha ainda precisa de um projeto deliberado
A interrupção do loop de tela normal não elimina a necessidade de um caminho de retorno de falha à terra. Um condutor de continuidade de terra paralelo pode conectar as redes de terra em ambas as extremidades. Sua localização e transposição afetam a tensão e a corrente induzidas. O projeto também deve considerar o compartilhamento de correntes de falta entre as telas, o condutor de continuidade, eletrodos de terra, metal estrutural, e outros caminhos paralelos.
A ligação de ponto único pode usar ligação de ponto final ou ligação de ponto médio. A ligação do ponto médio divide a rota, de modo que a tensão induzida aumenta em ambas as extremidades, o que pode reduzir a tensão permanente máxima para o mesmo comprimento total. Também altera as articulações, caixa de link, e arranjos de continuidade da terra.
A ligação cruzada cancela a tensão em três seções coordenadas
A ligação cruzada divide uma rota trifásica em três seções menores. Na seccionamento de juntas, as telas metálicas se conectam cruzadamente para que cada tela ocupe uma posição de tensão induzida diferente em cada seção. Um conjunto de três seções menores forma uma seção principal.
Quando comprimentos de seção, formação de cabo, ordem de fase, e o carregamento são suficientemente equilibrados, os três fasores de tensão de tela induzidos cancelam-se em grande parte na seção principal. Isso limita a tensão final, evitando a maior parte da corrente circulante associada à ligação sólida.
O cancelamento não é automático. Comprimentos de seção desiguais, espaçamento diferente, uma mudança de formação, assimetria de circuito paralelo, erros de transposição de fase, ou uma conexão incorreta da caixa de ligação deixa tensão residual. A ligação cruzada, portanto, precisa de um modelo de rota e de um cronograma de conexão., não apenas uma nota na folha de dados do cabo.
| Entrada de ligação cruzada | Por que isso importa | Evidências necessárias |
|---|---|---|
| Comprimentos de seção menor. | Contribuições desiguais de tensão induzida reduzem o cancelamento. | Rota aprovada e cronograma de posição conjunta. |
| Sequência de fase e bainha. | Uma conexão cruzada errada anula a soma dos fasores pretendida. | Diagrama de caixa de link, rótulos, e registro de continuidade. |
| Formação e espaçamento de cabos. | Trevo, plano, e transições mudam o acoplamento indutivo mútuo. | Seções transversais de rota e levantamento de instalação. |
| Arranjo SVL. | A proteção transitória depende da coordenação do isolamento e da geometria do condutor. | Estudar, dados do componente, e verificação de conexão instalada. |
| Continuidade da Terra. | O retorno da corrente de falha deve permanecer disponível nas telas seccionadas. | Diagrama de aterramento e cálculo de falha. |
A ligação cruzada geralmente dura mais tempo, circuitos single-core de maior capacidade, mas não é automaticamente justificado para todos os alimentadores de MT. Seu benefício térmico deve exceder as juntas extras, caixas de links, trabalho de design, controle de instalação, testando, e carga de manutenção.
A escolha altera a classificação atual do cabo
Um estudo de classificação de corrente deve usar a configuração de ligação selecionada em vez de adicioná-la após o tamanho do condutor ser fixado. As perdas de tela passam a fazer parte do equilíbrio térmico. A ligação em ambas as extremidades pode reduzir a ampacidade através da perda de corrente circulante. Sistemas de ponto único e de ligação cruzada podem reduzir essa perda, mas correntes parasitas e outras perdas metálicas podem permanecer.
O modelo de classificação também precisa de condições de rota. Resistividade térmica do solo, arranjo de duto, temperatura ambiente, profundidade do enterro, espaçamento de cabos, fator de carga, circuitos vizinhos, e suposições de secagem podem dominar o resultado final. Uma alteração na ligação não pode compensar um modelo de rota térmica incorreto.
O Cabo de alimentação MT construção e o específico de tensão 15cabo kV página fornece contexto do produto. A classificação do projeto ainda precisa da tela real, rota, formação, e vinculando dados.
O projeto de ligação deve cobrir o normal, falta, e condições transitórias
A operação normal determina a tensão permanente e as perdas circulantes. Falhas à terra determinam a tela, ligação-chumbo, continuidade da terra, e dever de conexão. Eventos de comutação e raios podem impor tensão transitória em bainhas seccionadas e componentes de link-box.
O aumento do potencial terrestre local também é importante. Duas extremidades do cabo podem ser conectadas a redes de aterramento que não permanecem no mesmo potencial durante uma falta. Um projeto de ligação que considera apenas a tensão induzida pode perder a tensão transferida de um sistema terrestre de subestação para outro.
A revisão CIGRE B1.50 trata o sistema de colagem como um sistema de ciclo de vida que inclui telas ou bainhas, blindagem, jaquetas isolantes, ligações de ligação, caixas de links, SVLs, testando, e manutenção. Isso é visão geral técnica também observa que os circuitos de baixa tensão usam os mesmos princípios, mesmo quando as concessionárias aplicam acordos mais padronizados.
Um cronograma de conexão deve existir antes da fabricação
A fábrica de cabos pode definir o material da tela, corte transversal, resistência, dimensões de construção, bainha, e dados de interface de acessórios. O projetista do sistema deve conectar essas propriedades à rede, rota, aterramento, e estudo de proteção.
Um cronograma completo normalmente registra:
- Sistema elétrico: tensão, freqüência, corrente máxima de carga, equilíbrio de fases, corrente de falha à terra, tempo de compensação, método de aterramento, e base transitória.
- Dados do cabo: tamanho do condutor, tela ou material de bainha, área metálica, resistência, diâmetro do cabo, formação, espaçamento, e circuitos paralelos.
- Dados de rota: comprimentos de seção, posições conjuntas, trevo ou zonas planas, transposições, travessias de cabos, e locais de grade terrestre.
- Esquema de ligação: ambas as extremidades, ponto único, ponto médio, ou diagrama de ligação cruzada com conexões e rótulos de link-box.
- Proteção: Localização SVL e base de classificação, comprimento do cabo de ligação, nível de isolamento, continuidade da terra, e limites de tensão de toque.
- Verificação: dados da tela de fábrica, testes de cobertura, verificações de continuidade, inspeção de caixa de links, resistência de conexão, rótulos, e desenhos as-built.
O comissionamento deve comprovar o diagrama instalado
Um projeto correto pode falhar através de uma ligação cruzada, uma conexão de aterramento não intencional, ou um condutor de continuidade aberto. O comissionamento deve, portanto, verificar a topologia real antes da energização.
- Rastreie cada seção da tela. Confirme a identidade da fase e cada terminal da caixa de ligação em relação ao desenho aprovado.
- Verifique caminhos terrestres intencionais e não intencionais. Obrigações de construção temporárias, glândulas, armadura, suporta, ou cabos de teste podem ignorar o design.
- Verifique a continuidade e a qualidade da conexão. Aplicar o procedimento do projeto e os critérios de aceitação às telas, ligações de ligação, e condutores de continuidade de terra.
- Teste o revestimento externo e o isolamento seccional. Siga o procedimento aplicável do sistema de cabos e acessórios sem exceder os limites dos componentes.
- Inspecione SVLs e leads. Confirmar localização, orientação, comprimento da conexão, isolamento, vedação ambiental, e identificação.
- Grave a configuração final. Mantenha as posições dos links, leituras, fotos, desvios, e aprovações com o arquivo de comissionamento.
A manutenção posterior deve preservar a mesma topologia. Uma caixa de link deixada em uma posição de teste, um SVL com falha, corrosão, entrada de água, ou uma ligação à terra não registrada pode alterar as perdas e a tensão da tela sem alterar o condutor de energia.
Perguntas comuns sobre colagem de tela MV
Qual método fornece a maior ampacidade?
Nenhum método garante a classificação mais alta do projeto isoladamente. Arranjos de ponto único e de ligação cruzada podem reduzir a perda de corrente circulante, mas rota condições térmicas, perdas turbulentas, equilíbrio da seção, design de tela, e limites operacionais ainda controlam o resultado.
A blindagem do cabo pode permanecer não aterrada em ambas as extremidades??
Esse não é um padrão normal para um circuito MT energizado. A tela metálica precisa de uma referência definida, caminho da corrente de falha, controle de tensão, e coordenação acessória. Arranjos especiais requerem um estudo do sistema e um diagrama aprovado.
A ligação cruzada exige que os condutores de fase mudem de posição?
A ligação cruzada transpõe principalmente as conexões da bainha nos pontos de seccionamento. A transposição do condutor de fase é uma decisão de rota separada. O modelo deve refletir a formação real do condutor e qualquer transposição física.
Um limitador de tensão de bainha é o mesmo que um link de aterramento??
Não. Um link de aterramento fornece uma conexão metálica. Um SVL permanece não condutor em tensão normal e limita a tensão transitória especificada. Sua seleção requer coordenação de isolamento e verificações de serviço energético.
Por que um alimentador de MT curto ainda precisa de um cálculo de ligação?
Alta corrente, amplo espaçamento plano, circuitos paralelos, telas de baixa resistência, diferenças de potencial da rede terrestre, ou critérios rígidos de tensão de toque podem ser importantes mesmo em uma rota curta. O comprimento é apenas uma entrada.
Conclusão de engenharia
A colagem da blindagem do cabo MT é uma decisão do sistema elétrico e térmico. A ligação em ambas as extremidades controla a tensão da tela, mas pode criar corrente circulante produtora de calor. A ligação de ponto único remove o circuito normal, mas cria um problema de tensão permanente e de caminho de falta. A colagem cruzada equilibra esses efeitos em seções coordenadas, mas exige juntas precisas, caixas de links, faseamento, SVLs, testando, e manutenção.
O método defensável é calcular a tensão normal e as perdas, verificar falhas e deveres transitórios, em seguida, congele o cronograma de conexão e comissionamento antes da fabricação. Uma etiqueta de ligação sem essas entradas não completa uma especificação de cabo MT.
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