dossier sobre instalaçþes elÊtricas especiais
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controlo dos esforços elÊctricos nas caixas terminais e de união para cabos de mÊdia, alta e muito alta tensão Manuel Bolotinha (QJHQKHLUR (OHFWURWFQLFR ̰ (QHUJLD H 6LVWHPDV GH 3RWQFLD ,67 ̰
0HVWUH HP (QJHQKDULD (OHFWURWÂŤFQLFD H GH &RPSXWDGRUHV )&7 81/ Ě°
0HPEUR 6QLRU GD 2UGHP GRV (QJHQKHLURV &RQVXOWRU HP 6XEHVWDŠ¡HV H )RUPDGRU 3URͤVVLRQDO
As caixas terminais, usadas para a ligação dos cabos aos equipamentos, e de união, utilizadas quando o comprimento do cabo Ê inferior às quantidades måximas de fabrico ou quando se revela necessårio fazer a substituição dum troço de cabo danificado, constituem uma das mais importantes fontes de defeito nas instalaçþes, particularmente se a sua execução não for realizada de acordo com os procedimentos adequados, se não forem observadas as instruçþes dos fabricantes das caixas ou se as caixas não forem executadas por pessoal experiente e credenciado.
100%
80%
60%
40%
Ponto de ligação da blindagem à terra 20%
0% Figura 1. Distribuição das linhas de força do campo elÊctrico.
Uma das tarefas da preparação do cabo para a execução das caixas para cabos MT, AT e MAT1Ê o corte da blindagem do cabo, revelando-se um dos DVSHFWRV PDLV FU¯WLFRV na execução das caixas de união e terminais para cabos MT, AT e MAT o controlo do esforço no dielÊctrico de isolamento no ponto terminal da blindagem – controlo dos esforços elÊctricos – devido ao campo elÊctrico TXH VH YHULͤFD QDV pontas do cabo TXDQGR HVWH VH HQFRQWUD HP tensão. Quando a blindagem do isolamento Ê retirada, nesses pontos do cabo cria-se um campo elÊctrico de elevado gradiente2 FXMDV linhas de força se representam na Figura 1. 1D ͤJXUD  SRVV¯YHO REVHUYDU TXH TXDQGR D ligação à terra da blindagem Ê interrompida (0%) as linhas equipotenciais (de 20% a 80%) se concentram na ponta do lado da ligação à terra R TXH FDXVD XP elevado esforço elÊctrico. A concentração do campo elÊctrico nesse ponto pode originar descargas parciais localizadas R TXH SRGH FDXVDU XPD descarga elÊctrica ao longo do isolamento ou a sua ruptura dielÊctrica3 .
1
07 0ÂŤGLD 7HQVÂĽR N9 8 N9 $7 $OWD 7HQVÂĽR N9 Í 8 Í N9 0$7
2
'HͤQH VH JUDGLHQWH FRPR XP YHFWRU TXH LQGLFD R VHQWLGR H D GLUHŠ¼R QD TXDO
'HYH QRWDU VH TXH R campo elÊctrico pode aumentar não só nesses pontos, mas tambÊm entre o isolamento e o meio que o rodeia, em particular se esse meio for o ar H TXH R aumento do campo elÊctrico pode dever-se tambÊm à existência de pontas aguçadas e saliências QR FRQGXWRU H RX OLJDGRU. 0DV R TXH VH UHYHOD PDLV LPSRUWDQWH SDUD JDUDQWLU D integridade da caixa terminal ou de união Ê o controlo do valor do campo elÊctrico nos pontos de interrupção da blindagem WHQGR HP DWHQŠ¼R TXH DV situaçþes mais gravosas de aumento do gradiente do campo elÊctrico resultam de: • 0DQJDV GH FRPSUHVV¼R TXH SHUPLWHP D SHQHWUDŠ¼R GH £JXD • )DOKD QD HOLPLQDŠ¼R GH EROVDV GH DU • 0£ SUHSDUDŠ¼R GR FDER H H[HFXŠ¼R GHIHLWXRVD GD FDL[D • 3HQHWUDŠ¼R GH £JXD • 'LVW¤QFLDV HQWUH IDVHV RX HQWUH DV IDVHV H D WHUUD LQDGHTXDGDV • 0£ PDQXWHQŠ¼R A implementação de um sistema de controlo dos esforços elÊctricos permite reduzir a concentração das linhas de força do campo elÊctrico, como se mostra nas Figuras 2 e 3.
0XLWR $OWD 7HQV¼R 8 ͥ N9 SRU GHVORFDPHQWR D SDUWLU GR SRQWR HVSHFLͤFDGR REWP VH R PDLRU LQFUHPHQWR SRVV¯YHO QR YDORU GH XPD JUDQGH]D D SDUWLU GD TXDO VH GHͤQH XP FDPSR HVFDODU para o espaço em consideração. Constrói-se assim, a partir do campo escalar
%DLQKD semi-condutora
50%60% 40% 70% 80% 30% 20% 7HQVÂĽR 10%
H GR JUDGLHQWH XP FDPSR YHFWRULDO TXH DVVRFLD D FDGD SRQWR GR HVSDŠR R FRUrespondente vector gradiente para a grandeza em consideração. 3
$ UXSWXUD GLHOFWULFD GH XP PDWHULDO LVRODQWH DFRQWHFH TXDQGR R YDORU GR FDPSR HOFWULFR D TXH ͤFDP VXEPHWLGRV  PXLWR LQWHQVR WRUQDQGR HVVHV PDWHULDLV FRQGXWRUHV 'L] VH TXH QHVWDV FLUFXQVW¤QFLDV VH G£ XPD GLVUXSŠ¼R
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=RQD GH PDLRU HVIRŠR VXMHLWD D GHVFDUJDV
/LQKDV HTXLSRWHQFLDLV Condutor (100% da tensão) Figura 2. Distribuição das linhas de força do campo sem controlo de esforços.
Isolamento