Tipos de tela de cabo MT definir como um cabo de média tensão controla o campo elétrico em torno de seu isolamento e como o cabo fornece um caminho metálico para carregar a corrente, corrente de falha à terra, e aterramento do sistema. Em design prático de cabo MT, a tela não é uma camada decorativa de cobre. Faz parte do sistema de controle de tensão elétrica. Fita de cobre, fio de cobre, fio de cobre mais fita, e projetos de bainha metálica resolvem diferentes condições de projeto.
Poder XWA & Cable trata a blindagem metálica como uma das principais decisões de projeto na engenharia de cabos de MT. A tela correta depende da classificação de tensão, corrente de curto-circuito, método de aterramento, tamanho do condutor, rota de instalação, tempo de eliminação de falhas, requisito de armadura, e o padrão de projeto aplicável. UM 33 alimentador industrial kV, um 11 cabo de distribuição kV, e um 35 A rota subterrânea de kV pode parecer semelhante vista de fora, mas o requisito da tela metálica pode ser diferente.
A tela faz parte do sistema de isolamento do cabo
O cabo de alimentação de média tensão normalmente usa uma estrutura coordenada: condutor, tela condutora, Isolamento XLPE, tela de isolamento, tela metálica, roupa de cama, armadura se necessário, e bainha externa. A tela do condutor suaviza o campo elétrico na superfície do condutor. A tela de isolamento cria um limite controlado em torno do isolamento XLPE. A tela metálica fica fora da tela de isolamento e fornece uma camada condutora conectada à terra através do projeto do sistema.
Esta estrutura é a razão pela qual a seleção da tela pertence próximo ao estágio de projeto elétrico, não apenas para o estágio de custo de material. Uma blindagem metálica muito pequena pode não corresponder à corrente de falha à terra especificada. Uma tela mecanicamente inadequada pode ser danificada durante o manuseio ou instalação. Uma tela que não é compatível com o método de terminação pode dificultar a preparação do local. A mesma classe de tensão do cabo pode exigir diferentes áreas de blindagem sob diferentes configurações de proteção da rede.
Para XWA Cabo de alimentação MT faixa, o design da tela normalmente é revisado junto com a classe de tensão, material condutor, espessura do isolamento, condição de curto-circuito, método de colocação, comprimento do tambor, e documentação de teste. Para classes de tensão de projeto mais altas, como 33Cabo kV, a área da tela e a lógica de aterramento geralmente se tornam mais importantes na revisão das especificações. O contexto padrão mais amplo é explicado no artigo técnico do XWA sobre CEI 60502-2 para cabo de média tensão.
O que a tela metálica realmente faz
A tela metálica possui diversas funções. Primeiro, ajuda a manter a superfície externa da tela de isolamento no potencial de terra quando corretamente aterrada. Segundo, fornece um caminho para corrente de carga capacitiva em operação normal. Terceiro, pode transportar corrente de falta à terra durante o tempo de operação da proteção. Quarto, ele suporta um sistema de acessórios de cabos definido porque as terminações e juntas devem conectar a blindagem corretamente.
Essas funções estão conectadas, mas não idênticas. Uma blindagem pode ser eletricamente contínua o suficiente para controle de campo, mas pequena demais para uma corrente de falta à terra especificada.. Uma blindagem pode atender a área de falha de corrente, mas ainda assim requer instalação cuidadosa porque os fios de cobre podem se espalhar ou deformar durante a preparação. A revisão de engenharia deve separar as funções necessárias em vez de tratar a “tela” como um único item genérico.
| Função de tela | Significado de engenharia | Informações de projeto necessárias |
|---|---|---|
| Controle de campo elétrico | Mantém um limite externo controlado do sistema de isolamento. | Classe de tensão, design de tela de isolamento, método de rescisão. |
| Caminho atual de carregamento | Transporta corrente capacitiva do sistema de cabos sob operação normal. | Comprimento do cabo, tensão do sistema, arranjo de aterramento. |
| Caminho da corrente de falha à terra | Transporta a corrente de falta especificada até que a proteção elimine a falta. | Corrente de falha, duração da falha, material e área da tela. |
| Conexão de acessórios | Permite que terminações e juntas unam corretamente a tela metálica. | Tipo de acessório, formulário de tela, espaço de instalação, método de ligação. |
| Suporte para inspeção e testes | Fornece uma camada condutora definida para testes e registros de liberação. | Verificação de continuidade, configuração de teste de tensão, documentação de testes de rotina. |
Tela de fita de cobre
A tela de fita de cobre é uma das formas de tela mais familiares em cabos MT. Uma fita de cobre é aplicada helicoidalmente sobre a tela de isolamento. Cria uma camada metálica contínua com boa cobertura ao redor do núcleo do cabo. A fita de cobre é comum em cabos MT de três núcleos e em muitos designs de cabos de distribuição porque é compacta, familiar para equipes acessórias, e eficaz para controle de campo elétrico quando devidamente sobreposto e ligado.
A vantagem de engenharia da fita de cobre é a cobertura. A fita pode fornecer uma superfície metálica lisa e contínua ao redor do isolamento blindado. Também é fácil de reconhecer em amostras cortadas e inspeção de fábrica. No entanto, a tela de fita de cobre não é automaticamente adequada para todas as condições de falha à terra. A espessura da fita, largura, sobreposição, e a área metálica total deve atender aos requisitos do projeto. Se a especificação indicar um valor de corrente de falha, o design da tela não pode ser escolhido apenas pela aparência visual.
A fita de cobre também pode ser sensível ao manuseio mecânico se o projeto do cabo, flexão, ou a preparação dos acessórios é deficiente. A fita deve permanecer contínua. Flexão acentuada, decapagem descuidada, ou técnica de terminação inadequada pode atrapalhar a conexão da tela. Por esta razão, XWA analisa tela de fita de cobre junto com design de armadura, projeto de bainha, enrolamento de tambor, e compatibilidade de acessórios.
Tela de fio de cobre
A tela de fio de cobre usa fios de cobre aplicados helicoidalmente ou dispostos ao redor da tela de isolamento. É comumente selecionado onde uma seção transversal metálica definida é necessária para corrente de falha à terra., ligação, e continuidade da tela. Comparado com fita, a tela do fio de cobre pode ser mais fácil de especificar pela área total de cobre. Descrições comuns de projetos podem indicar uma área de tela, como uma tela de fio de cobre de milímetro quadrado definida, embora o valor real deva seguir o cálculo do projeto.
A blindagem de fio de cobre é amplamente utilizada em cabos MT de núcleo único e em projetos onde considerações de ligação e tensão de bainha são importantes. Fornece um conjunto visível de condutores que podem ser reunidos e conectados em acessórios. A construção também pode ser combinada com uma fita adesiva de cobre ou uma camada de bloqueio de água, dependendo do design do cabo.
A limitação é que a tela de arame não cria a mesma superfície contínua que uma camada completa de fita, a menos que seja combinada com outra camada.. Espaçamento entre fios, contagem de fios, direção, e lidar com todos os assuntos. Durante o trabalho de rescisão, as telas de arame devem ser vestidas e conectadas de forma limpa. Se os fios forem cortados curtos, espalhar desigualmente, ou mal colado, o benefício do design pode ser reduzido. Uma especificação correta da tela do fio de cobre inclui, portanto, a área necessária, arranjo de fios, expectativa de ligação, e método acessório.
Fio de cobre mais fita de cobre
Alguns projetos de cabos MT combinam fio de cobre e fita de cobre. Este arranjo pode usar área de fio para capacidade de corrente de falta e cobertura de fita para uma camada metálica mais contínua. O design combinado não é automaticamente superior em todos os casos, mas pode ser útil quando a especificação exige área de tela e cobertura, ou quando um padrão de projeto tem uma construção combinada familiar.
O design combinado também aumenta o número de detalhes que devem ser controlados. Tamanho do fio, contagem de fios, espessura da fita, sobreposição de fita, material bloqueador de água, e o diâmetro do cabo influenciam a produção e a instalação. Uma blindagem combinada pode aumentar o custo do material e o diâmetro do cabo. Também pode alterar o comportamento de flexão e a preparação de acessórios. O XWA normalmente trata isso como um design orientado por especificações, não como uma atualização padrão para cada cabo MT.
Bainha metálica e outras formas de escudo
Em alguns sistemas de cabo, uma bainha metálica, como liga de chumbo ou alumínio corrugado, pode fornecer proteção, barreira de umidade, e funções de proteção mecânica. Isso é mais comum em aplicações especiais, rotas subterrâneas de maior exigência, projetos de submarinos, ou sistemas de cabos onde o desempenho da barreira radial contra água é crítico. A bainha não é igual a uma simples tela de fita de cobre, e isso altera o peso do cabo, desempenho de flexão, design de acessórios, e método de manuseio.
As decisões sobre revestimentos metálicos exigem uma revisão cuidadosa da engenharia. Uma bainha pode melhorar a proteção contra umidade e a continuidade da blindagem, mas pode adicionar complexidade de fabricação e restrições de instalação. Pode exigir juntas especializadas, ligação, proteção contra corrosão, e desenho de rotas. Para cabos MT de distribuição padrão, fita de cobre ou tela de fio de cobre costumam ser mais práticas. Para rotas especiais, projeto de bainha metálica pode se tornar necessário.
A seleção da tela não pode ignorar o método de aterramento
A tela se torna eletricamente significativa somente quando o método de aterramento e ligação do sistema são definidos. Colagem de ponto único, ligação em ambas as extremidades, ligação cruzada, e o aterramento direto criam diferentes condições de tensão de bainha e corrente circulante. Uma tela adequada para um método de colagem pode não ser ideal para outro. Longas rotas de cabos unipolares são especialmente sensíveis porque a corrente circulante da bainha pode aumentar as perdas e o aquecimento quando a ligação não é projetada corretamente.
Para cabos de distribuição de três núcleos, o design pode ser mais direto, mas o aterramento ainda é importante. As telas metálicas devem ser conectadas corretamente nos acessórios e devem apoiar a filosofia de proteção do sistema. O fabricante do cabo pode projetar a área da tela, mas o projetista do sistema define a corrente de falta e os requisitos de ligação. O papel da XWA é traduzir os requisitos declarados do sistema em uma estrutura de cabo fabricável e liberar registro.
Como a IEC 60502-2 cabe nas decisões da tela
CEI 60502-2 é comumente referenciado para cabos de potência com isolamento extrudado para tensões nominais de 6 kV até 30 kV. O contexto padrão é importante porque enquadra as expectativas de construção e teste para cabos de MT. As especificações do projeto também podem adicionar padrões nacionais, requisitos de utilidade, condições de inspeção de terceiros, ou maiores requisitos de área de tela de curto-circuito. A referência pública do padrão IECEE para CEI 60502-2 é útil para confirmar a família padrão e o escopo antes da revisão detalhada do projeto.
Uma referência padrão por si só não completa o design da tela. O projeto ainda deve definir tamanho do condutor, classificação de tensão, contagem de núcleos, construção de tela, área metálica, armadura, bainha, comportamento da chama, exigência de bloqueio de água, e documentação de teste. Se uma especificação indicar apenas “cabo MT de acordo com IEC 60502-2” sem uma área de blindagem ou requisito de corrente de falha, a equipe de engenharia deve esclarecer se a construção padrão é suficiente ou se o sistema requer uma capacidade específica de tela metálica.
Área da tela e corrente de falha à terra
A área da tela metálica deve ser verificada em relação à corrente de falha à terra e à duração onde a tela deverá transportar corrente de falha. O cálculo depende do material, suposições de temperatura inicial e final, fórmula de curto-circuito adiabático, e tempo de compensação de proteção. Uma fita de cobre com seção transversal pequena pode ser adequada para controle de campo, mas não é suficiente para requisitos de alta corrente de falta.. Uma blindagem de fio de cobre com maior área total de cobre pode ser necessária quando o estudo de proteção assim o exigir..
Este ponto geralmente decide a diferença entre o cabo de distribuição comum e o cabo de MT específico do projeto. Se a proteção do sistema eliminar as falhas rapidamente, a área de tela necessária pode ser menor. Se a corrente de falha for alta ou o tempo de eliminação for maior, a tela deve ser aumentada. O cabo resultante pode ficar maior, mais pesado, e mais caro. Esse custo não é decorativo; está vinculado à segurança do sistema e ao desempenho de falhas.
| Condição do projeto | Implicação na tela | Ponto de revisão de fábrica |
|---|---|---|
| Comprimento de cabo curto em uma rede de distribuição compacta | A tela de fita de cobre padrão pode ser suficiente quando a especificação permitir. | Confirme a classe de tensão, padrão, e exigência de teste de rotina. |
| Alimentador longo de núcleo único | A tela do fio de cobre e o projeto de ligação podem exigir uma revisão mais detalhada. | Verifique a área da tela, tensão de bainha, método de ligação, e efeito térmico. |
| Alta corrente de falha à terra | Pode ser necessária uma área de tela metálica maior. | Confirme a corrente de falha e o tempo de eliminação antes da produção. |
| Rota subterrânea com estresse mecânico | A escolha da tela deve ser coordenada com a armadura e a bainha. | Rever flexão, puxando, roupa de cama, armadura, e continuidade da tela. |
| Rota de instalação sensível à água | O bloqueio de água e a barreira metálica podem afetar o design da tela. | Verifique o bloqueio longitudinal de água, projeto de bainha, e método acessório. |
Como o design da tela afeta os acessórios de cabos
Terminações e juntas devem conectar corretamente a tela metálica. É por isso que o formato da tela afeta o trabalho do site, mesmo que esteja oculto sob a bainha. A tela de fita de cobre deve ser exposta e colada sem danificar a tela de isolamento. A tela do fio de cobre deve ser recolhida, vestido, e conectado com comprimento suficiente e estabilidade mecânica. Os designs combinados de fio e fita devem seguir o método de preparação do fabricante do acessório.
Se o design do acessório for desconhecido, um design de tela que parece tecnicamente forte ainda pode criar dificuldade de instalação. Diâmetro do cabo, formulário de tela, armadura, espessura da bainha, e o espaço de curvatura influenciam a seleção de acessórios. O arquivo de projeto do cabo deve, portanto, incluir detalhes de construção suficientes para correspondência de acessórios. A XWA mantém isso no estágio de revisão de engenharia porque a preparação incorreta de acessórios pode danificar um cabo MT correto.
Verificações de fábrica quanto à qualidade da tela metálica
O controle de qualidade de fábrica da tela começa antes do teste final do cabo. A equipe de produção verifica a condição do material, aplicação de fita, arranjo de fios, sobreposição, tensão, posição da camada, e continuidade. Depois que o cabo estiver concluído, testes de rotina e registros de inspeção apoiam a liberação. Em alguns projetos, dissecação de amostra ou verificações dimensionais podem ser usadas para verificar detalhes de construção.
A tela também é relevante para testes de alta tensão e revisão de descarga parcial. Uma conexão de tela metálica estável suporta um circuito de teste definido. A má continuidade da tela ou a preparação final descuidada podem criar erros de teste. É por isso que o manuseio da tela aparece tanto na inspeção de produção quanto na preparação de testes de laboratório.
| Verifique o item | Razão | Evidência visível no arquivo de liberação |
|---|---|---|
| Material e tamanho da tela | Confirma a área metálica e construção necessária. | Lista de materiais, recorde de produção, ou folha de especificações. |
| Sobreposição de fita ou disposição de fios | Suporta continuidade e controle de campo estável. | Registro do processo e inspeção de amostras quando necessário. |
| Continuidade da tela | Confirma que o caminho metálico não está interrompido. | Registro de inspeção ou nota de teste dependendo da exigência do projeto. |
| Compatibilidade com armadura e bainha | Evita danos à camada durante a produção e instalação. | Desenho de construção e verificação de dimensão final. |
| Preparação final do teste | Reduz falsas descargas ou resultados instáveis de testes de alta tensão. | Registro de teste de rotina e nota de liberação do laboratório. |
Erros típicos nas especificações da tela MV
Erro um: especificando apenas a classe de tensão. A classe de tensão por si só não define a área da tela. O requisito de corrente de falta e o método de aterramento também devem ser conhecidos.
Erro dois: tratando fita de cobre e fio de cobre como intercambiáveis. Ambas são telas metálicas, mas eles diferem na cobertura, área transversal, preparação de colagem, e comportamento mecânico.
Erro três: adicionando armadura sem revisar o acesso à tela. Armadura melhora proteção mecânica, mas a tela ainda precisa de continuidade adequada, ligação, e preparação para rescisão.
Erro quatro: ignorando a compatibilidade de acessórios. As juntas e terminações dos cabos devem corresponder ao diâmetro do cabo, formulário de tela, armadura, bainha, e método de remoção.
Erro cinco: omitindo a duração do curto-circuito. A corrente de falha sem o tempo de compensação está incompleta. O cálculo da área da tela depende de ambos.
Dados de especificação necessários ao XWA para o design da tela MV
Para um cabo MT com requisitos de blindagem definidos, A XWA normalmente analisa os seguintes dados antes de confirmar a construção final:
- Tensão nominal, como 6/10 kV, 8.7/15 kV, 12/20 kV, 18/30 kV, ou 26/35 kV.
- Material condutor, tamanho do condutor, aula de maestro, e número de núcleos.
- Tipo de tela: fita de cobre, fio de cobre, fio de cobre mais fita, ou bainha metálica.
- Área de tela metálica necessária ou corrente e duração de falha à terra.
- Método de aterramento ou ligação quando conhecido.
- Requisito de armadura, material da bainha, exigência de bloqueio de água, e rota de instalação.
- Padrão aplicável, como IEC 60502-2 ou uma especificação de utilidade do projeto.
- Teste de rotina, teste de amostra, inspeção de terceiros, e requisitos de documento de liberação.
- Comprimento do tambor, método de embalagem, porta de destino, e condições de armazenamento.
Esses detalhes tornam a decisão da tela rastreável. Eles também reduzem o risco de um cabo ser eletricamente adequado em geral, mas incompleto para uma condição específica de falha da rede. A XWA pode então preparar uma proposta de construção, ficha técnica, e liberar documentação que corresponda aos requisitos declarados do projeto.
Conclusão de engenharia
O design da blindagem do cabo MT deve ser escolhido por função, não por hábito. A fita de cobre oferece cobertura familiar e construção compacta. O fio de cobre fornece uma rota mais clara para a área metálica especificada e ligação. Fio de cobre mais fita podem combinar área e cobertura quando a especificação exigir. Projetos de bainha metálica resolvem blindagem especial, umidade, e condições de proteção, mas adicionam complexidade.
A tela correta depende da classe de tensão, corrente de falha, tempo de compensação, comprimento do cabo, método de aterramento, ambiente de instalação, design de acessórios, e documentação de teste. Para potência XWA & Cabo, isso torna a blindagem metálica uma parte central da engenharia de cabos de MT, em vez de uma pequena opção de material escondida sob a bainha.
Perguntas frequentes
A tela de fita de cobre é suficiente para cada cabo MT??
Não. A fita de cobre pode ser adequada para muitos designs de cabos MT, mas a área da tela deve corresponder ao requisito de corrente de falta do projeto onde a tela transporta corrente de falta à terra.
Qual é a principal diferença entre fita de cobre e tela de fio de cobre?
A fita de cobre fornece cobertura contínua ao redor do núcleo, enquanto a blindagem do fio de cobre é mais fácil de definir pela área metálica total e é frequentemente útil onde a capacidade de corrente de falta e a ligação são fatores centrais do projeto.
A armadura substitui a tela metálica?
Não. A armadura é principalmente uma proteção mecânica e também pode ter implicações de ligação, mas não substitui as funções de tela de isolamento e tela metálica no projeto de cabos de MT.
Por que o método de aterramento afeta a seleção da tela?
O aterramento e a ligação determinam a corrente da tela, tensão de bainha, corrente circulante, e comportamento de falha. Estas condições influenciam a área da tela metálica e o desempenho térmico do cabo.
Quais informações são necessárias para confirmar o design da tela MV?
Os dados essenciais incluem classificação de tensão, tamanho do condutor, contagem de núcleos, tipo de tela, área de tela necessária ou corrente e duração de falha, método de ligação, padrão, armadura, bainha, e rota de instalação.