Resumo dos conhecimentos de instalação de cabos em Engenharia Elétrica

A qualidade operacional, a segurança e a confiabilidade de um sistema de fornecimento de energia dependem não apenas da qualidade dos fios e cabos em si, mas também da qualidade da construção dos acessórios de cabos e das linhas.

1. Métodos de Instalação de Cabos

Os métodos de instalação de cabos incluem os seguintes: enterramento direto, instalação em dutos, instalação em valas rasas, instalação em trincheiras de cabos, instalação em túneis de cabos e instalação aérea. Cada método tem suas vantagens e desvantagens. Geralmente, as considerações devem incluir o planejamento do desenvolvimento urbano, a densidade de edifícios existentes, o comprimento da linha de cabos, o número de rotas de instalação e o impacto do ambiente circundante. Tecnicamente, os métodos de instalação em túneis de cabos e trincheiras de cabos são mais convenientes para a construção, manutenção e inspeção de cabos. Em alguns países desenvolvidos, túneis públicos foram planejados durante o desenvolvimento urbano. A prática tem demonstrado que os túneis públicos operam de forma eficaz, reduzindo significativamente investimentos repetidos e escavações de estradas. No entanto, o investimento inicial é substancial e os custos de material são altos. Na China, devido a várias restrições, este método de instalação é raramente utilizado. Em comparação, o enterramento direto e a instalação em valas rasas são métodos mais econômicos. O enterramento direto é o método mais econômico e amplamente utilizado, adequado para áreas suburbanas e locais com tráfego de veículos infrequente. No entanto, não é propício para a manutenção e inspeção de cabos. Uma vez que ocorre uma falha no cabo, mesmo que o equipamento de teste identifique o ponto de falha, a trincheira do cabo deve ser escavada novamente, o que é altamente inconveniente. Portanto, a escolha do método de instalação do cabo deve considerar as condições reais, os requisitos do projeto, as características ambientais, os tipos e as quantidades de cabos. Uma abordagem prospectiva deve ser adotada, equilibrando a confiabilidade operacional, a facilidade de manutenção e a racionalidade técnico-econômica.

2. Seleção de Cabos

Cabos de energia comuns incluem cabos impregnados a óleo, cabos isolados em PVC e cabos de polietileno reticulado. Dependendo da aplicação, estes se estendem a vários tipos de cabos especiais. Atualmente, com os avanços na tecnologia e nos processos de produção, os cabos de polietileno reticulado tornaram-se os mais amplamente utilizados. Ao selecionar cabos, fatores como o ambiente e as condições de operação devem ser considerados, e as escolhas devem ser feitas com base em circunstâncias específicas. Devem ser feitos esforços para minimizar cruzamentos com tubulações, ferrovias, estradas e cabos de comunicação. Para enterramento direto ou instalação em valas rasas, cabos blindados de aço devem ser considerados.

3. Seleção da Área da Seção Transversal do Cabo

A escolha da área da seção transversal do cabo está relacionada aos custos de investimento, perdas na linha, qualidade da tensão e vida útil do cabo. Se a área da seção transversal for muito pequena, a qualidade da tensão pode diminuir e as perdas na linha podem aumentar. Inversamente, uma área de seção transversal excessiva leva a um investimento inicial mais alto. Portanto, com base nos resultados da previsão de carga e no planejamento de desenvolvimento, uma área de seção transversal apropriada deve ser selecionada para garantir que o cabo atenda aos requisitos de temperatura do núcleo sob corrente operacional máxima, requisitos de queda de tensão e requisitos de estabilidade térmica sob corrente de curto-circuito máxima. Dada a dificuldade e as imprecisões na previsão de carga, a seleção da área da seção transversal do cabo também deve estar em conformidade com as Diretrizes Técnicas para a Renovação de Redes de Distribuição de Média e Baixa Tensão Urbanase as Diretrizes para o Planejamento de Redes de Energia Urbana.

Em redes de energia de baixa tensão trifásicas de quatro fios, a seleção da área da seção transversal do condutor neutro também deve ser considerada. Em redes públicas de baixa tensão, devido à influência significativa dos usuários, é difícil controlar o equilíbrio da carga trifásica. Para melhorar a qualidade da tensão e reduzir as perdas na linha, a área da seção transversal do condutor neutro deve corresponder à dos condutores de fase.

4. Redes de Cabos e Automação de Redes de Cabos

Com a crescente adoção de cabos de energia em redes de distribuição, as redes de distribuição podem ser divididas em redes de cabos e redes aéreas (incluindo redes aéreas-cabos híbridas). O Status de Implementação e Opiniões Suplementares sobre as Diretrizes Técnicas para a Renovação de Redes de Distribuição de Média e Baixa Tensão Urbanastambém especifica requisitos para a automação de redes de distribuição de cabos. Portanto, ao implementar redes de cabos em áreas de redes de distribuição, novas tecnologias e equipamentos devem ser adotados em linha com os requisitos de automação de distribuição. Onde as condições permitirem, projetos piloto de automação devem ser considerados. Mesmo onde as condições ainda não são maduras, a seleção de equipamentos deve permitir flexibilidade suficiente para lançar as bases para a automação futura.

5. Questões a Serem Observadas na Construção de Cabos de Energia

1. Questões de Correntes Parasitas Causadas por Cabos de Energia de Alta Corrente

   Durante a construção de cabos de energia, suportes de aço, tubos de proteção de aço ou grampos de cabo para instalação aérea podem ser usados. Qualquer formação de um loop fechado de aço (ferro) ao redor do cabo de energia pode gerar correntes parasitas, particularmente em sistemas de cabos de energia de alta corrente, onde as correntes parasitas são mais significativas. Durante a instalação de cabos de energia, medidas devem ser tomadas para evitar a formação de loops fechados de aço (ferro) ao redor do cabo para evitar correntes parasitas.

2. Danos Mecânicos Causados pela Dobra do Cabo

   Devido ao grande diâmetro externo dos cabos de energia, o transporte e a instalação podem ser desafiadores, e os cabos de energia têm requisitos rigorosos para o raio de curvatura. Durante a instalação, ângulos de dobra excessivos podem causar danos mecânicos internos aos condutores. Tais danos reduzem a resistência de isolamento do cabo, potencialmente levando a falhas. Em um caso, uma falha na cabeça do cabo ocorreu durante a instalação porque as três cabeças do cabo tinham comprimentos iguais durante a fabricação. Ao conectar ao equipamento, a cabeça do cabo de fase intermediária era mais longa devido a restrições de terreno, formando uma forma de arco e causando danos por descarga na raiz. Medidas foram tomadas para encurtar adequadamente a conexão da cabeça do cabo de fase intermediária, garantindo que todas as três cabeças do cabo estivessem livres de força externa. A prática tem mostrado que essa abordagem funciona bem. Portanto, durante a instalação do cabo, as forças de torção no cabo devem ser minimizadas. Ao dobrar ou deixar folga, o cabo deve ter permissão para seguir uma curva natural para evitar danos mecânicos internos.

3. Prevenção de Umidade para Cabos de Energia

   A experiência operacional mostra que a maioria das falhas em cabos de energia de média e baixa tensão ocorrem em juntas intermediárias e terminações, muitas vezes devido a vedação inadequada e entrada de umidade, o que reduz a resistência de isolamento. Redes de cabos de energia de média e baixa tensão geralmente usam uma estrutura de fornecimento de energia em forma de árvore, resultando em um grande número de terminações de cabos. Portanto, garantir a vedação adequada das terminações de cabos e juntas intermediárias é uma das medidas-chave para garantir a operação segura e confiável dos cabos.

4. Questões de Aterramento para Cabos de Energia de Média e Baixa Tensão

   Em redes públicas de cabos de energia de média e baixa tensão, devido a cargas trifásicas desiguais, se cabos com bainhas metálicas forem usados, o aterramento da bainha metálica deve ser considerado. A tensão induzida normal em qualquer ponto não aterrado da bainha metálica não deve exceder 100V. Recomenda-se que, em redes de cabos de média e baixa tensão, eletrodos de aterramento (grades) sejam instalados em todas as juntas de cabos, e a bainha metálica deve ser aterrada de forma confiável.

6. Inspeção de Qualidade

• Cabos dispostos de forma organizada com rotulagem clara.

• Fabricação de juntas em conformidade com as normas.

• Vedação contra incêndio é apertada e segura.

• Registros de teste estão completos.

7. Problemas Comuns e Soluções

8. Normas e Especificações Relevantes

• GB 50168: Código para Construção e Aceitação de Linhas de Cabos em Engenharia de Instalação Elétrica

• GB 50217: Código para Projeto de Engenharia de Cabos de Energia

• DL/T 5161: Especificação para Inspeção e Avaliação de Qualidade de Engenharia de Instalação Elétrica

Lembrete: A instalação de cabos é uma tarefa especializada e deve ser realizada por profissionais certificados em estrita conformidade com os procedimentos operacionais de segurança!