Falha em cabos

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Nexans Brasil S.A.

CABOS DE MÉDIA TENSÃO – PROCESSOS DE ISOLAÇÃO
João J. A. de Paula Introdução Quando se trata de cabos isolados, para instalação em dutos, diretamente enterrados, em canaletas e até em redes aéreas, costuma-se classificar estes produtos, quanto a seu nível de tensão elétrica, em cabos de baixa, média e alta tensão, ouvindo-se, às vezes, o termo "altíssima tensão", nãohavendo, entretanto, uma definição clara de qual valor de tensão é o limite entre essas classificações. Em sistemas trifásicos, considerando a tensão nominal entre fases, podemos em geral assumir que até 1 kV temos a baixa tensão, entre 1 kV e 35 kV temos a média tensão, sendo considerados os casos acima de 35 kV como alta tensão, havendo sempre uma variação em torno desses valores limites. Os cabos demédia e alta tensão podem ter o ar como isolação, quando se utiliza condutores de alumínio sem qualquer recobrimento em linhas de transmissão ou sistemas de posteamento, sobre isoladores. Estes produtos não têm grandes exigências técnicas e são de constituição muito simples. Quando se trata, entretanto, de cabos isolados para média e alta tensão, uma maior tecnologia é envolvida. Inicialmenteisolados com papel e óleo, já há muitas décadas estes produtos passaram a ter como material de isolação os compostos chamados de "poliméricos", tendo sido usados ou estando em uso o PVC (cloreto de polivinila), o polietileno, o polietileno reticulado (XLPE) e a borracha de etileno-propileno (EPR) ou o monômero de etileno-propileno-dieno (EPDM), sendo estes dois últimos chamados, em geral, de EPR ouHEPR. Já no início da utilização dos compostos poliméricos foi notado o aparecimento do fenômeno da arborescência, que será explicado adiante e que provoca o colapso da isolação. Para eliminá-la, materiais e processos foram desenvolvidos ao longo dos anos e o estado da arte atual é a utilização de compostos do tipo EPR ou XLPE, extrudados simultaneamente com os compostos semicondutores do condutor eda isolação e reticulados em processo "dry-curing", ou cura a seco. Este processo, executado em linhas comumente chamadas de "catenárias" ou "CV (Continuous Vulcanization)" demanda equipamentos e tecnologias bastante sofisticadas e será detalhado em item próprio. Um outro processo de fabricação, bastante utilizado em cabos de baixa tensão, foi desenvolvido há décadas, sendo conhecido, entreoutros nomes, por "processo de cura por silano". Sendo um processo muito menos sofisticado, existe um grande interesse por parte dos fabricantes em utilizá-lo nos cabos de tensões mais elevadas, mas as pesquisas mostram que isto ainda não é recomendável tecnicamente e, embora as próprias normas brasileiras tenham restrições a este processo, existe uma pressão crescente no mercado pela sua utilização. Oobjetivo da Nexans neste trabalho é o esclarecimento do usuário quanto aos riscos inerentes de utilização de materiais de baixa confiabilidade em sistemas com tensões mais elevadas.

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Nexans Brasil S.A.

Arborescência e ruptura elétrica do dielétrico O fenômeno da arborescência ou “treeing” se dá quando, por ruptura elétrica parcial do dielétrico, inicia-se um processo dedeterioração da rigidez dielétrica, com direções tais que a porção ou porções do dielétrico afetadas apresentam caminhos que se assemelham a árvores. O processo é geralmente cumulativo, de forma que, uma vez iniciado o fenômeno, este se propaga com o passar do tempo, causando muitas vezes o colapso final da isolação. Isto, entretanto, não costuma ser um processo rápido, decorrendo muitas vezes anos atéque se rompa a rigidez dielétrica de toda a isolação. A arborescência tem sido bastante estudada e discutida, principalmente nos últimos 30 anos e muito se tem aprendido sobre ela. Entretanto, não existe ainda um domínio do assunto em relação a suas causas específicas, nem tampouco sobre sua formulação matemática. Os progressos obtidos deram-se quanto ao aspecto da minimização de seus efeitos, com...
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