Os condutores de média tensão são responsáveis por realizar o transporte da corrente elétrica das fontes até as cargas fazendo o escoamento da potência no sistema de energia elétrica. O objetivo do artigo de hoje é mostrar os itens que tratam sobre a especificação dos condutores isolados de média tensão segundo a nova atualização da norma NBR14039 destacando os pontos mais importantes a serem levados em consideração.
Para otimizar a explicação sobre o dimensionamento de condutores é recomendado que seja seguido o seguinte fluxograma:
Critério de Capacidade de Condução de Corrente
Esse critério é fundamental para garantir uma vida satisfatória para os cabos que são constantemente submetidos a efeitos térmicos, elétricos e magnéticos oriundos da circulação de corrente no cabo. Segundo a NBR14039 a capacidade de corrente tabelada é aquela que considera um fator de carga de 100%, que corresponde a uma corrente que leva a temperatura do cabo ser a máxima permitida em regime permanente. As tabelas de capacidade de condução dos condutores contidas na NBR14039 foram calculadas seguindo os métodos descritos nas normas IEC60287, NBR 11301 e IEEE Std 738, no caso dos cabos nus. A norma ainda fala que não foram listados todos os tipos de disposição para os condutores, devendo sempre que necessário recorrer a norma IEC60287 para calcular a capacidade de condução de corrente para uma situação específica.
Definindo o Método de Instalação
Os métodos de referência para instalação de condutores de média tensão são listados na NBR14039 no item 6.2.5.1 e são classificados por letra e número. Essa informação será obtida através do projeto elétrico da instalação onde deve constar o detalhe de como será feita a instalação dos condutores.
Definindo as características do condutor
Essa informação podemos dizer que também é definido pelo projeto e solicitação do cliente com relação ao material a ser empregado. Basicamente aqui você vai definir duas informações que serão utilizadas para aplicar os fatores de correção que são:
- Isolação do Condutor (EPR 90, XLPE e EPR 105)
- Material do Condutor (Alumínio ou Cobre)
Fatores de Correção
Os fatores de correção devem ser aplicados sobre o valor de corrente obtido do critério de capacidade de corrente das Tabelas 28 e 29 da NBR 14039. Existem diversos fatores de correção que podem ser aplicados a depender do método de instalação do condutor, no qual podemos citar e identificar os informados abaixo retirado do item 6.2.5.7 da NBR14039:
- Tabela 30 – Fatores de correção para temperatura ambiente diferente de 30°C, para linhas aéreas
- Tabela 31 – Fatores de correção para temperatura ambiente diferente de 20°C, para linhas subterrâneas
- Tabela 32 – Fatores de correção para cabos diretamente enterrados ou contidos em eletrodutos diretamente enterrados no solo com resistividade térmica diferente de 2,5K.m/W, a serem aplicados às capacidades de condução de correntes do método de referência F1, F2, G1, G2, H ou I.
- Tabela 33 – Fatores de correção para profundidades diferentes de 0,9m a serem aplicados às capacidades de condução de corrente do método de referência F, G, H ou I.
- Tabela 34 – Fatores de correção para grupos de cabos unipolares dispostos em trifólio ao ar livre, a serem aplicados às capacidades de condução de corrente do método de referência A1
- Tabela 35 – Fatores de correção para grupos de cabos tripolares ao ar livre, a serem aplicados às capacidades de condução de corrente do método de referência A1
- Tabela 36 – Fatores de correção de agrupamento de eletrodutos diretamente enterrados, sendo cada eletroduto com três cabos unipolares ou um cabo tripolar, a serem multiplicados pela capacidade de condução de corrente do método de referência F1
- Tabela 37 – Fatores de correção para cabos unipolares e cabos tripolares em banco de dutos a serem aplicados às capacidades de condução de corrente do método de referência F2
- Tabela 38 – Fatores de correção de agrupamento de eletrodutos diretamente enterrados e espaçados, sendo cada eletroduto com um cabo unipolar, a serem multiplicados pela capacidade de condução de corrente do método de referência G1.
- Tabela 39 – Fatores de correção para cabos unipolares em banco de dutos a serem aplicados às capacidades de condução de corrente do método de referência G2.
- Tabela 40 – Fatores de correção de agrupamento a serem multiplicados pela capacidade de condução de corrente do método de referência H
- Tabela 41 – Fatores de correção de agrupamento de cabos unipolares espaçados diretamente enterrados, a serem multiplicados pela capacidade de condução de corrente do método de referência 1;
Critério de Curto-Circuito no Condutor
Esse critério verifica a corrente máxima de curto-circuito que o cabo suporta por um determinado tempo. Logo a corrente de curto-circuito da instalação deve ser menor que o curto calculado pelas fórmulas contidas no item 6.2.6. da norma NBR14039.
Devemos calcular esse curto-circuito para o condutor utilizando a seguinte fórmula:
Onde
S é a seção nominal do condutor, expressa em milímetros quadrados(mm²);
I é a corrente de curto-circuito, expressa em ampères(A);
t é o tempo de duração do curto-circuito, expresso em segundos (s)
f é a temperatura do condutor no final do curto-circuito, expressa em graus Celsius (°C)
i é a temperatura do condutor no início do curto-circuito, expressa em graus Celsius
β é o inverso do coeficiente de temperatura da resistência a 0°C, expresso em graus Celsius(°C)
K é a constante dependente do metal do condutor ( A.s12.mm-2).
Segundo o item 6.2.6.1.2. a duração máxima permitida do curto-circuito é de cinco segundos. A partir das Tabelas 42 e 43 da norma temos os valores das constantes contidas na norma:
Critério de Curto-Circuito na Blindagem do Cabo
Para a blindagem do condutor deve ser o mesmo cálculo que para o condutor seguindo a mesma filosofia, de acordo com as fórmulas abaixo:
Onde
S é a seção nominal da blindagem, expressa em milímetros quadrados(mm²);
I é a corrente de curto-circuito, expressa em ampères(A);
t é o tempo de duração do curto-circuito, expresso em segundos (s);
f é a temperatura da blindagem no final do curto-circuito, expressa em graus Celsius (°C);
i é a temperatura da blindagem no início do curto-circuito, expressa em graus Celsius (°C);
β é o inverso do coeficiente de temperatura da resistência a 0°C, expresso em graus Celsius(°C);
K é a constante dependente do metal do condutor ( A.s12.mm-2).
Os valores das constantes são determinados para o metal que forma a blindagem que segundo o item 6.2.6.2.3 são de cobre e seguem a tabela 42.
Para a temperatura inicial da blindagem considera-se 5°C menor que a temperatura do condutor. Para a temperatura final da blindagem deve-se considerar os dados da Tabela 44.
Critério da Queda de Tensão
Segundo o item 6.2.7.1 deve-se garantir que a tensão entre a origem de uma instalação e qualquer ponto de utilização deve ser menor ou igual a 5%. Portanto, normalmente para cabos de média tensão deve-se garantir uma queda de tensão máxima até o transformador de 5%. É admitido quedas de tensão maiores que a informada anteriormente em momentos transitórios como partida de equipamentos que possuam corrente elevada como motores e fornos a arco.
Conclusão
O dimensionamento do condutor de média tensão a ser utilizado vai muito além da capacidade de condução do cabo. Deve-se observar diversos outros fatores e critérios para garantir que está dimensionado da forma correta. Nesse contexto é imprescindível a leitura da norma NBR14039 para consultar as tabelas com os fatores de correção e fórmulas necessárias para cálculo da seção do condutor a ser aplicado.
Por: Mesh Engenharia
Esperamos que esses conteúdo tenha sido valioso para você. Você também pode encontrar outras dicas no nosso blog, confira!
E não podemos deixar de lembrar que nos dias 7, 8 e 9 de fevereiro acontecerá o Evento SE-PRO, que será 100% gratuito, on-line e ao vivo! Clique aqui e garanta sua vaga!
Até a próxima!
