Cabo de alimentação de média tensão isolado XLPE padrão IEC

Base de Padrões
Esta série é projetada, fabricada e testada em estrita conformidade com os seguintes padrões internacionais IEC e padrões nacionais relevantes:

IEC 60502-2:2014 – Cabos de energia com isolamento extrudado e seus acessórios para tensões nominais de 1 kV até 30 kVAplicável a sistemas de cabos de energia com isolamento extrudado de instalação fixa para tensões nominais de 6 kV até 30 kV, especificando projeto, construção, dimensões e métodos de teste de cabos.
IEC 60840:2020 – Cabos de alimentação com isolamento extrudado e seus acessórios para tensões nominais acima de 30 kV até 150 kAplicável a métodos de ensaio e requisitos para cabos de alimentação isolados XLPE de alta tensão.
GB/T 12706.2-2020 – Cabos de alimentação e acessórios de isolamento extrudado para tensões nominais de 6 kV até 30 kNorma nacional equivalente à IEC 60502-2.
GB/T 12706.3-2020 – Cabos de alimentação e acessórios de isolamento extrudado para tensão nominal de 35 kNorma nacional equivalente à IEC 60502-2.
GB/T 19666-2019 – Regras gerais para fios e cabos retardantes de chamas e resistentes ao fogo. Requisitos para desempenho retardante de chamas e resistente ao fogo.

Nota principal: A norma IEC 60502-2:2014 é especificamente aplicável a cabos de alimentação de isolamento extrudado para tensões nominais de 6 kV (Um = 7,2 kV) até 30 kV (Um = 36 kV), abrangendo vários materiais de isolamento, incluindo polietileno reticulado (XLPE), cloreto de polivinila (PVC) e borracha de etileno propileno (EPR). Esta norma estabelece requisitos técnicos completos para projeto, construção, dimensões e métodos de teste de cabos para garantir a segurança e a confiabilidade dos cabos na transmissão e distribuição de energia.

Estrutura do produto
A estrutura básica dos cabos de alimentação de média tensão isolados XLPE é a seguinte (tomando como exemplo o tipo blindado):

Estrutura central co-extrudada de três camadas
Condutor: Utiliza condutor de cobre trançado Classe 2 ou condutor de alumínio, construção circular compactada, em conformidade com os requisitos IEC 60228/GB/T 3956. Condutores de grande seção transversal usam uma construção de condutor segmentado, com desvio de diâmetro de redondeza controlado dentro de ±0,5% D, reduzindo efetivamente o efeito de pele e o efeito de proximidade para aumentar a capacidade de transmissão.
Tela condutora: Uma camada de composto reticulado semicondutor é extrudada sobre a superfície condutora, cobrindo-a completamente. Isto serve para uniformizar o campo elétrico e evitar descarga parcial entre o condutor e a camada de isolamento.
Camada isolante: O principal material isolante é o polietileno reticulado (XLPE), utilizando um processo de reticulação química totalmente seco que transforma polietileno termoplástico em polietileno reticulado termoendurecível. As propriedades mecânicas e a resistência ao envelhecimento térmico são significativamente melhoradas. A camada de isolamento é uniforme e densa, com alta rigidez dielétrica.
Tela de isolamento: Uma camada de composto reticulado semicondutor é extrudada sobre a camada de isolamento, unindo-se firmemente a ela para uniformizar ainda mais a distribuição do campo elétrico.

Tela metálica e camada de armadura
Tela metálica: Utiliza sobreposição de fita de cobre ou construção de trançado de fio de cobre/encordoamento concêntrico. Ele transporta corrente de falha durante um curto-circuito de cabo e fornece blindagem eletromagnética em condições normais de operação.
Bainha interna/separador: Material separador apropriado é fornecido com base no tipo de armadura.
Camada de armadura: Dependendo do ambiente de uso e dos requisitos de proteção mecânica, as seguintes formas de armadura podem ser selecionadas:
- Blindagem dupla de fita de aço (código "2"): Adequada para aplicações sujeitas a certas forças mecânicas externas, mas não a forças de tração excessivas.
- Blindagem fina de arame de aço redondo (código "3"): Adequada para áreas com grandes diferenças de elevação, capaz de suportar forças mecânicas externas e considerável força de tração.
Bainha externa: usa cloreto de polivinila (PVC), polietileno (PE) ou material de baixo teor de fumaça e zero halogênio (LSZH), fornecendo proteção mecânica, proteção ambiental e proteção anticorrosiva. Propriedades especiais, como resistência UV, resistência a óleo, anti-cupins e anti-roedores, podem ser fornecidas opcionalmente.

Parâmetros técnicos
Graus de tensão nominais
U₀/U (kV): 3,6/6, 6/6, 6/10, 8,7/10, 8,7/15, 12/20, 18/20, 18/30, 21/35, 26/35.
U₀ é a tensão entre o condutor e a terra, U é a tensão entre os condutores.
Nota: A tensão máxima de operação do cabo é de 1,2 a 1,5 vezes a tensão nominal.

Faixa de área transversal nominal
Blindado de núcleo único (1 núcleo): 25–800 mm², máximo até 1200 mm².
Blindado multinúcleo (3 núcleos): 25–500 mm².

Parâmetros de temperatura operacional
Temperatura máxima de operação normal contínua: 90 °C (conforme IEC 60502-2).
Temperatura máxima de curto-circuito (≤ 5 segundos): 250 °C (conforme IEC 60502-2).
Temperatura mínima de instalação: Não inferior a 0 °C (pré-aquecimento necessário se for inferior a este) (conforme IEC 60502-2).

Raio de curvatura mínimo (durante a instalação)
Cabo de núcleo único, blindado: ≥ 15 × diâmetro externo do cabo (D); não blindado: ≥ 20 × D.
Cabo multinúcleo, blindado: ≥ 12 × diâmetro externo do cabo (D); não blindado: ≥ 15 × D.

Padrões de retardamento de chamas
O produto está em conformidade com os seguintes requisitos padrão de retardamento de chamas:
- IEC 60332-1: Teste de chama vertical para um único cabo.
- IEC 60332-3: Teste de chama vertical para cabos agrupados (retardante de chama Classe A/B/C; Classe C é o requisito básico).
- LSZH: Padrão retardante de chamas com baixo teor de fumaça e zero halogênio (opcional).
Requisitos especiais de desempenho, como retardante de chamas Classe A, B, C, resistente ao fogo, anti-cupins e anti-roedores, também podem ser atendidos.

Resistência CC do condutor (valores típicos)
Seção transversal nominal 50 mm²: Condutor de cobre máx. 0,387 Ω/km, Condutor de alumínio máx. 0,641 Ω/km.
Seção transversal nominal 70 mm²: Condutor de cobre máx. 0,268 Ω/km, Condutor de alumínio máx. 0,443 Ω/km.
Seção transversal nominal 95 mm²: Condutor de cobre máx. 0,193 Ω/km, Condutor de alumínio máx. 0,320 Ω/km.
Seção transversal nominal 120 mm²: Condutor de cobre máx. 0,153 Ω/km, Condutor de alumínio máx. 0,253 Ω/km.
Seção transversal nominal 150 mm²: Condutor de cobre máx. 0,124 Ω/km, Condutor de alumínio máx. 0,206 Ω/km.
Seção transversal nominal 185 mm²: Condutor de cobre máx. 0,0991 Ω/km, Condutor de alumínio máx. 0,164 Ω/km.
Seção transversal nominal 240 mm²: Condutor de cobre máx. 0,0754 Ω/km, Condutor de alumínio máx. 0,125 Ω/km.
Seção transversal nominal 300 mm²: Condutor de cobre máx. 0,0601 Ω/km, Condutor de alumínio máx. 0,100 Ω/km.
Seção transversal nominal 400 mm²: Condutor de cobre máx. 0,0470 Ω/km, Condutor de alumínio máx. 0,0778 Ω/km.
Seção transversal nominal 500 mm²: Condutor de cobre máx. 0,0366 Ω/km, Condutor de alumínio máx. 0,0605 Ω/km.
Seção transversal nominal 630 mm²: Condutor de cobre máx. 0,0283 Ω/km, Condutor de alumínio máx. 0,0469 Ω/km.
Fonte de dados: norma GB/T 3956/IEC 60228.

Sistema de Designação de Modelos
A designação do modelo de cabos de alimentação de média tensão isolados XLPE segue uma regra unificada. O significado de cada componente é o seguinte:
Material do condutor: Omitido para condutor de cobre; L para condutor de alumínio.
Material de isolamento: YJ para isolamento de polietileno reticulado (XLPE).
Tela metálica: Omitida para tela de fita de cobre; S para tela de fio de cobre.
Tipo de armadura: 2 para armadura de fita dupla de aço; 3 para armadura de arame de aço redondo fino; 4 para armadura de arame de aço redondo grosso; 6 para armadura de fita metálica não magnética; 7 para armadura de arame metálico não magnético.
Revestimento externo: 2 para revestimento externo de policloreto de vinila (PVC); 3 para revestimento externo de polietileno (PE) ou poliolefina.
Códigos característicos: Z/ZA/ZB/ZC para retardante de chamas (Classe A/B/C); WDZ/WDZA/WDZB/WDZC para retardante de chamas de baixa fumaça sem halogênio; N para resistente ao fogo.

Exemplos de modelos comuns
YJV / YJLV: Cabo de alimentação revestido em PVC isolado XLPE. Para ambientes internos, túneis, valas de cabos e dutos; pode suportar certa força de tração, mas não forças mecânicas externas.
YJV22 / YJLV22: Cabo de alimentação blindado com revestimento em PVC e fita de aço isolado XLPE. Para ambientes internos, túneis, valas de cabos, enterramento direto; pode suportar forças mecânicas externas, mas não grandes forças de tração.
YJV32 / YJLV32: Cabo de alimentação blindado com revestimento em PVC e fio de aço redondo fino isolado XLPE. Para áreas com grandes diferenças de elevação; pode suportar forças mecânicas externas e considerável força de tração.
YJV62: Cabo de alimentação blindado de PVC com fita metálica dupla não magnética isolada XLPE. Para cabos de núcleo único de circuito CA, utilizando blindagem de material não magnético.
ZC-YJY23: Cabo de alimentação com revestimento de polietileno blindado, fita de aço isolada XLPE, classe C, retardante de chamas. Para enterramento direto no subsolo, valas de cabos, túneis e outras instalações fixas que requerem proteção mecânica.
Sistema de designação de modelos baseado nas normas GB/T 12706 e GB/T 19666.

Desempenho elétrico
Descarga parcial
De acordo com a norma IEC 60502-2, o cabo acabado deve passar por um teste de descarga parcial. A magnitude da descarga parcial na tensão de teste especificada deve atender aos requisitos de limite padrão, garantindo que o cabo opere de forma estável a longo prazo na tensão operacional.

Teste de resistência à tensão de potência-frequência
O cabo acabado deve suportar um teste de resistência de tensão CA de frequência de energia na tensão especificada durante a duração especificada. Nenhuma quebra do isolamento é aceitável.
De acordo com a norma: IEC 60502-2:2014 fornece especificações técnicas completas para métodos de teste de cabos.

Escopo de aplicação
Os cabos de alimentação de média tensão isolados XLPE padrão IEC são amplamente utilizados nos seguintes campos:
- Redes elétricas urbanas: servem como redes de base para redes de transmissão e distribuição urbanas, realizando tarefas de distribuição e transmissão de energia.
- Sistemas de distribuição industrial: Sistemas de distribuição interna de diversas fábricas e parques industriais.
- Novo setor de energia: Transmissão de energia sob condições extremas para usinas solares, turbinas eólicas e instalações de armazenamento de energia.
- Edifícios altos: Rede de distribuição e fornecimento de energia para equipamentos de proteção contra incêndio em edifícios altos.
- Engenharia municipal: ambientes de instalação fixa, como enterramento direto no subsolo, valas de cabos, túneis, pontes e dutos.
- Aplicações especiais: Cabos do tipo retardante de chamas, resistentes ao fogo ou sem halogênio e com baixa emissão de fumaça podem ser selecionados para locais com altos requisitos de proteção contra incêndio; cabos marítimos que atendem aos requisitos da IEC 60092-354 podem ser usados para vários navios e estruturas offshore, como plataformas de petróleo offshore.

Guia de seleção
Método de instalação e seleção de modelo
- Bandeja suspensa/interna/de cabos: YJV/YJY, tipo sem blindagem, pode suportar certa força de tração.
- Trincheira de enterramento direto/cabo: YJV22/YJY23, blindada com fita de aço, suporta forças mecânicas externas.
- Alta diferença de elevação/eixo: YJV32/YJY33, blindado com fio de aço, suporta força de tração considerável.
- Circuito CA de núcleo único: YJV62/YJV63, blindado metálico não magnético, evita perdas por correntes parasitas.
- Altos requisitos de proteção contra incêndio: ZA-YJV/WDZA-YJY, tipo retardante de chamas/retardante de chamas de baixa fumaça, sem halogênio.

Considerações sobre temperatura
- Temperatura ambiente: A temperatura ambiente durante a instalação do cabo não deve ser inferior a 0 °C. Se for inferior a 0 °C, devem ser tomadas medidas de aquecimento antes de a instalação poder prosseguir.
- Temperatura de operação: Durante a operação normal de longo prazo, a temperatura máxima do condutor pode atingir 90 °C, oferecendo maior capacidade de condução de corrente e vantagem na capacidade de transmissão em comparação com cabos isolados em PVC (70 °C).
- Condições de curto-circuito: Em caso de falha de curto-circuito (duração ≤ 5 segundos), a temperatura máxima do condutor pode chegar a 250 °C, proporcionando margem suficiente para operação segura em condições de emergência do sistema.