Cabo de alimentação de média tensão isolado XLPE padrão australiano

Graus de tensão nominais
AS/NZS 1429.1:2006 abrange os seguintes graus de tensão nominal de média tensão (para uso em frequências de potência de 49 Hz a 61 Hz):

Tensão nominal (U₀/U) – Tensão operacional máxima (Um)
1,9/3,3 kV – 3,6 kV
3,8/6,6 kV – 7,2 kV
6,35/11 kV – 12 kV
12,7/22 kV – 24 kV
19/33 kV – 36 kV

Onde U₀ é a tensão nominal à terra (tensão de fase) e U é a tensão nominal entre fases (tensão de linha).

Estrutura e materiais do produto
As camadas de construção típicas de um cabo de alimentação de média tensão padrão australiano são descritas abaixo, tomando como exemplo a blindagem de fase individual de três núcleos comumente usada mais a construção de blindagem de fio de aço (SWA) em AS/NZS 1429.1:

Condutor
Material: Pode ser condutor circular compactado de cobre recozido ou condutor de alumínio, em conformidade com os requisitos AS/NZS 1125:2001.
Tipo: Construção geralmente circular compactada e trançada. A resistividade do condutor de cobre deve atender aos requisitos da IEC 60228 e AS/NZS 1125.
Temperatura máxima de operação contínua: 90 °C.

Tela condutora
Uma camada composta semicondutora extrudada, ligada ao isolamento e aplicada no mesmo processo.
Garante uma interface suave entre o condutor e o isolamento, sem entreferros, proporcionando um campo elétrico uniforme.

Isolamento
Material de isolamento principal: Polietileno reticulado (XLPE), um polímero termoendurecível cuja resistência ao calor, resistência mecânica e propriedades elétricas são melhoradas através de um processo de reticulação química.
Material alternativo: A borracha de etileno propileno (EPR) também pode ser selecionada para aplicações que exigem maior flexibilidade.
Características de isolamento: O isolamento XLPE possui boas propriedades dielétricas, estabilidade térmica e resistência a fatores ambientais, tornando-o particularmente adequado para instalações subterrâneas e sistemas de distribuição aérea.

Tela de isolamento
Uma camada de composto semicondutor extrudado aplicada sobre o isolamento.

Tela Metálica
Material: Tela de fio de cobre recozido.
Especificações: Disponível em opções leves e pesadas.
Leve: 3 kA / 1 segundo (adequado para cenários convencionais de distribuição de energia).
Serviço pesado: 10 kA / 1 segundo (adequado para condições de alta corrente de curto-circuito / aplicações pesadas, como mineração).
Tamanhos de cabos maiores também podem ser fornecidos com configurações de tela personalizadas com base nos requisitos do projeto.

Roupa de cama
Material: Camada de PVC, proporcionando uma superfície de apoio lisa para a camada de blindagem.

Blindagem
Material: Blindagem de fio de aço galvanizado (SWA), proporcionando resistência à tração e proteção mecânica.
Função principal: Adequado para ambientes de enterramento direto e instalação onde há risco de danos mecânicos (como minas, plantas industriais, etc).

Bainha externa
Bainha padrão: Bainha preta de policloreto de vinila (PVC) 5V-90.
Opção alternativa 1: bainha interna de PVC laranja 5V-90 + bainha externa de polietileno de alta densidade (PEAD) preto, oferecendo melhor resistência às intempéries, particularmente adequada para o forte ambiente de radiação ultravioleta da Austrália.
Opção alternativa 2: Bainha de baixo teor de fumaça e zero halogênio (LSOH), adequada para locais com requisitos rigorosos de toxicidade de produtos de combustão (como minas, edifícios densamente povoados).

Características Técnicas e Parâmetros Elétricos
Os principais parâmetros elétricos (valores típicos, a 20 °C) para vários graus de tensão e tamanhos de condutores estão listados abaixo:

Tela de cobre de três núcleos (resistente) de 3,8/6,6 kV + armadura SWA (condutor de cobre) – parâmetros típicos
Seção transversal do condutor 16 mm²: 20 °C Resistência CC 1,15 Ω/km, resistência de isolamento 14000 MΩ·km, capacitância 0,177 μF/km, rigidez dielétrica 2,77 kV/mm.
Seção transversal do condutor 25 mm²: 20 °C Resistência CC 0,727 Ω/km, resistência de isolamento 12000 MΩ·km, capacitância 0,198 μF/km, rigidez dielétrica 2,65 kV/mm.
Seção transversal do condutor 35 mm²: 20 °C Resistência CC 0,524 Ω/km, resistência de isolamento 11000 MΩ·km, capacitância 0,219 μF/km, rigidez dielétrica 2,55 kV/mm.
Seção transversal do condutor 50 mm²: 20 °C Resistência CC 0,387 Ω/km, resistência de isolamento 10000 MΩ·km, capacitância 0,242 μF/km, rigidez dielétrica 2,46 kV/mm.
Seção transversal do condutor 70 mm²: 20 °C Resistência CC 0,268 Ω/km, resistência de isolamento 8800 MΩ·km, capacitância 0,275 μF/km, rigidez dielétrica 2,37 kV/mm.

Tela de cobre de três núcleos (resistente) de 3,8/6,6 kV + armadura SWA (condutor de alumínio) – parâmetros típicos
Seção transversal do condutor 35 mm²: 20 °C Resistência CC 0,868 Ω/km, resistência de isolamento 8700 MΩ·km, capacitância 0,278 μF/km, rigidez dielétrica 1,92 kV/mm.
Seção transversal do condutor 50 mm²: 20 °C Resistência CC 0,641 Ω/km, resistência de isolamento 7800 MΩ·km, capacitância 0,309 μF/km, rigidez dielétrica 1,87 kV/mm.
Seção transversal do condutor 70 mm²: 20 °C Resistência CC 0,443 Ω/km, resistência de isolamento 6000 MΩ·km, dados de capacitância e rigidez dielétrica podem ser fornecidos mediante solicitação.

Bainha composta de PVC/HDPE de três núcleos (tela de cobre) de 12,7/22 kV – parâmetros elétricos típicos
Teste de tensão CA: 42 kV / 5 min.
Descarga parcial: ≤ 5 pC a 19 kV.
Resistência de isolamento (20 °C): ≥ 40.000 GΩ·m.
Corrente de falha à terra da tela de cobre: 10 kA / segundo.
Raio de curvatura (durante a instalação): 25 × diâmetro total do cabo.
Raio de curvatura (após fixação): 15 × diâmetro total do cabo.

Características de isolamento e aumento de temperatura
Temperatura máxima de operação contínua: 90 °C.
Temperatura máxima de curto-circuito (≤ 5 segundos): 250 °C.
Faixa de frequência nominal de potência: 49 Hz – 61 Hz.

Testes e Garantia de Qualidade
Teste de material condutor
A resistividade, o alongamento e a resistência à tração do condutor de cobre/alumínio são avaliados de acordo com AS/NZS 1125:2001. Os condutores de cobre recozidos devem ter uma resistência de 20 °C que não exceda o limite especificado.

Avaliação do material de isolamento XLPE
Deve passar no ensaio de pega a quente do AS/NZS 1660.2.1 sob carga aplicada a 200 °C durante 15 minutos, com alongamento permanente não superior a 175%.

Teste de desempenho do produto finalizado
Testes de desempenho elétrico
Teste de resistência à tensão de potência-frequência: A tensão especificada é aplicada por 5 minutos sem interrupção de acordo com diferentes graus de tensão.
Medição de descarga parcial: Magnitude de descarga ≤ 10 pC a 1,73 U₀ (conforme especificado em AS/NZS 1429.1). O cabo também deve passar por um teste de flexão seguido de um teste de descarga parcial e ciclagem térmica seguida de um teste de descarga parcial.

Testes de desempenho mecânico
Ensaio de flexão: Após 20.000 ciclos de flexão de acordo com AS/NZS 3191, a resistência de isolamento deve ser ≥ 0,5 MΩ.
Ensaio de resistência ao esmagamento: Após a aplicação de uma força de 500 N, a taxa de deformação do diâmetro exterior deve ser < 25%.

Verificação de Adaptabilidade Ambiental
Ensaio de envelhecimento a longo prazo: Após exposição em estufa de ar a 135 °C durante 7 dias, a taxa de retenção da resistência à tração deve ser de ≥ 80%.
Teste de flexão a frio: Após dobrar em torno de um mandril de 3 vezes o diâmetro a -15 °C, não devem aparecer rachaduras.
Teste de envelhecimento UV (para aplicações externas): 1000 horas de teste de exposição de acordo com AS/NZS 1660.5.2.

Cenários de Aplicação
Os cabos de alimentação de média tensão XLPE padrão australiano são adequados para instalação fixa nas seguintes situações:
Instalações de distribuição de energia: Linhas principais desde os alimentadores das subestações até a rede de distribuição.
Distribuição interna de energia em centrais eléctricas: Transmissão de energia dentro de centrais de produção.
Instalações externas: suspensas ou em dutos.
Instalações subterrâneas: adequadas para enterramento direto, instalação de dutos subterrâneos e outros locais suscetíveis a danos mecânicos.
Fornecimento de energia para minas: Por exemplo, um projeto de sistema de distribuição em uma mina a céu aberto em Adelaide, no sul da Austrália, usa cabos de média tensão isolados XLPE para transmissão de energia entre a subestação e os principais equipamentos de mineração, como britadores e sistemas transportadores.

Condições de instalação
Pode ser instalado ao ar livre, em dutos, enterrado diretamente, em valas de cabos subterrâneas e outros locais.
Adequado para redes de distribuição comerciais, industriais e urbanas/residenciais e outros cenários.

Acesso ao Mercado e Certificação
Certificação SAA
Fios e cabos elétricos vendidos na Austrália devem obter a certificação SAA e estar em conformidade com os padrões da série AS/NZS 5000 para garantir segurança elétrica, desempenho mecânico e confiabilidade a longo prazo. A certificação SAA é liderada pela Standards Australia e é uma garantia importante para a segurança dos produtos elétricos.

Marca RCM
Desde 2016, a certificação de segurança SAA e a certificação C-Tick EMC foram combinadas na RCM (Regulatory Compliance Mark), que se tornou uma marca obrigatória de acesso a produtos elétricos para o mercado australiano. A parte de testes de segurança continua seguindo os requisitos do sistema padrão da SAA. Os produtos de cabo devem atender aos requisitos de segurança e EMC antes de poderem ser vendidos legalmente.

Requisitos de marcação
Os produtos certificados devem imprimir claramente as seguintes informações na superfície da bainha:
Número de certificação (por exemplo, número SAI Global Nxxxxx).
Designação padrão (por exemplo, AS/NZS 1429.1:2006, AS/NZS 5000.1:2020).
Grau de tensão (por exemplo, 6,35/11 kV, 12,7/22 kV, etc).
Nome do fabricante ou marca registrada.

Especificações comuns e referência de pedidos
Grau de tensão – Número de núcleos – Material do condutor – Armadura – Tipo de bainha – Aplicação típica
3,8/6,6 (7,2) kV – 3 núcleos – Cu/Al – SWA (Fio de Aço Galvanizado) – PVC/HDPE – Distribuição de energia industrial, superfície de mina de carvão
6,35/11 (12) kV – 3 núcleos – Cu/Al – SWA – PVC/HDPE/LSOH – Rede municipal, distribuição comercial de energia
12,7/22 (24) kV – 3 núcleos – Cu/Al – SWA – PVC/HDPE/LSOH – Rede principal de distribuição, modernização da rede urbana
19/33 (36) kV – 3 núcleos – Cu/Al – SWA – PVC/HDPE – Alimentador de subestação regional
19/33 (36) kV – Núcleo único – Cu/Al – SWA – PVC/HDPE – Linhas de transmissão de grande capacidade