IMPACTOS DA PRESENÇA DE UMA CAMADA SEMICONDUTORA EM CABOS COBERTOS UTILIZADOS NAS REDES COMPACTAS

Autores: Alan M. Nóbrega UNIFEIManuel L. B. Martinez UNIFEICredson de Salles UNIFEIArimatéa A. Nunes UNIFEIAellfclêniton M. M. Diniz UNIFEI

Hermes R. P. M. de Oliveira AES SulJuliana I. L. Uchôa AES SulÉdson L. Batista AES Sul

INTRODUÇÃO

• O trabalho apresenta a influência da presença de uma camada semicondutora em cabos cobertos utilizados em redes compactas;

• Os impactos verificados neste trabalho foram referentes as alterações no isolamento dos cabos e nos gradientes de campo elétrico;

• A ausência da blindagem provoca a concentração de campo elétrico próximo às superfícies mais externas dos condutores que compõem o cabo;

• Esta concentração aumenta o esforço elétrico aplicado na camada de cobertura do cabo;

• A inserção da semicondutora deve ser acompanhada do aumento do diâmetro total do cabo, para manter o mesmo nível de isolação, bem como, manter o mesmo gradiente na superfície externa do cabo;

• Neste estudo são considerados os cabos produzidos, no Brasil, para trabalhar na classe 25 kV, pois, aparentemente, é este o projeto mais crítico no país.

INTRODUÇÃO

Corrente de Fuga• Um parâmetro que pode ser decisivo no sucesso ou na

falha de um conjunto spacer cable, em operação ou submetido ao ensaio de compatibilidade dielétrica, é a corrente de fuga;

• Mesmo não existindo qualquer menção deste ensaio em normas brasileiras, foram realizadas medições em ensaios utilizando amostras de cabos de aproximadamente 1,20 metros;

• O ensaio foi realizado com o cabo guarda aterrado, e a energização das fases uma a uma com as demais flutuando;

Corrente de Fuga• O procedimento foi tomado para as condições a seco e

sob chuva, com a água apresentando valores de condutividade de 68, 250, 500 e 750 S/cm;

• A leitura de corrente de fuga foi realizada para cabos cobertos da classe de tensão 25 kV trabalhando com espaçadores, segundo a antiga normalização brasileira, classe 36,2 kV;

• Em outro procedimento, o cabo foi envolvido por uma fita metálica na largura do berço do espaçador, curto-circuitando o espaçador.

Corrente de Fuga

Detalhe de como foi curto-circuitado o espaçador.

Montagem do sistema de medição da correntes de fuga.

Corrente de Fuga

CabosEspaçador ACorrente [A]

Fase a Fase b Fase cCabo A – 25 kV/50 mm2 69 46 60Cabo A – 25 kV/50 mm2

Com semicondutora 74 65 74

Cabo A – 25 kV/95 mm2 71 51 63Cabo A – 25 kV/95 mm2

Com semicondutora 78 63 77

CabosEspaçador CCorrente [A]

Fase a Fase b Fase cCabo A – 25 kV/50 mm2 74 64 79Cabo A – 25 kV/50 mm2

Com semicondutora 74 65 79

Cabo A – 25 kV/95 mm2 63 58 62Cabo A – 25 kV/95 mm2

Com semicondutora 77 63 77

CabosEspaçador BCorrente [A]

Fase a Fase b Fase cCabo A – 25 kV/50 mm2 320 600 430Cabo A – 25 kV/50 mm2

Com semicondutora 526 781 990

Cabo A – 25 kV/95 mm2 220 690 500Cabo A – 25 kV/95 mm2

Com semicondutora 323 723 429

Cabos Corrente [A]Fase a Fase b Fase c

Cabo A – 25 kV/50 mm2 352 298 332Cabo A – 25 kV/50 mm2

Com semicondutora 415 401 370

Cabo A – 25 kV/95 mm2 385 351 381Cabo A – 25 kV/95 mm2

Com semicondutora 409 375 383

Cobertura dos Cabos• Um detalhe que deve ser observado é que a adição da

blindagem semicondutora, sem o aumento do diâmetro total do cabo pode implicar na redução da isolação do cabo.

Gradiente de Campo Elétrico• A semicondutora uniformiza os gradientes de campo

elétrico na cobertura do cabo, evitando a concentração de campo elétrico nas superfícies mais externas dos condutores de alumínio.

Gradiente de Campo Elétrico• Com um plano terra a 30 cm o campo elétrico normal

aumenta em 25%;• A proporção entre os gradientes com, e sem,

semicondutora se mantém as mesmas.

Gradiente de Campo Elétrico• É verificado que inserindo a blindagem e aumentado a

espessura da cobertura, consegue-se um caso ótimo do ponto de vista dos gradientes;

• É obtida a redução do valores de gradiente no interior da cobertura, mantendo o mesmo nível no exterior.

CONCLUSÃO• O estudo mostrou que a falta de uma camada

semicondutora no cabo implica um incremento, de aproximadamente 60%, no valor do campo elétrico normal no interior da cobertura;

• O caso pode ser agravado caso haja outro fator externo somado a esta falta;

• A inserção da blindagem no projeto do cabo deve ser estudada com maior nível de detalhamento, para seja mantido o mesmo nível de isolamento;

• O gradiente na superfície externa também deve ser mantido para que não favoreça o aparecimento de trilhamentos elétricos.

Obrigado Pela Atenção!

Contato:Alan Melo Nóbregaalan@lat-efei.org.br