Em produtos de fios e cabos, as estruturas de blindagem são divididas em dois conceitos distintos: blindagem eletromagnética e blindagem de campo elétrico. A blindagem eletromagnética é usada principalmente para evitar que cabos de sinal de alta frequência (como cabos de RF e cabos eletrônicos) causem interferência no ambiente externo ou para bloquear ondas eletromagnéticas externas que interfiram em cabos que transmitem correntes fracas (como cabos de sinal e de medição), bem como para reduzir a interferência mútua entre cabos. A blindagem de campo elétrico, por outro lado, é projetada para equilibrar os fortes campos elétricos na superfície do condutor ou na superfície do isolamento de cabos de energia de média e alta tensão.
1. Estrutura e Requisitos das Camadas de Blindagem de Campo Elétrico
A blindagem de cabos de energia é dividida em blindagem do condutor, blindagem do isolamento e blindagem metálica. De acordo com as normas pertinentes, cabos com tensão nominal superior a 0,6/1 kV devem possuir uma camada de blindagem metálica, que pode ser aplicada a condutores isolados individualmente ou ao condutor do cabo como um todo. Para cabos com tensão nominal de pelo menos 3,6/6 kV utilizando isolamento em XLPE (polietileno reticulado), ou cabos com tensão nominal de pelo menos 3,6/6 kV utilizando isolamento fino em EPR (borracha de etileno-propileno) (ou isolamento espesso com tensão nominal de pelo menos 6/10 kV), também é necessária uma estrutura de blindagem semicondutora interna e externa.
(1) Blindagem do condutor e blindagem do isolamento
Blindagem do condutor (blindagem semicondutora interna): Deve ser não metálica, consistindo em material semicondutor extrudado ou uma combinação de fita semicondutora enrolada ao redor do condutor, seguida por material semicondutor extrudado.
Blindagem de isolamento (blindagem semicondutora externa): Esta é extrudada diretamente na superfície externa de cada núcleo isolado e está firmemente aderida à camada de isolamento ou pode ser removida dela.
As camadas semicondutoras extrudadas, interna e externa, devem estar firmemente aderidas ao isolamento, com uma interface lisa e livre de marcas visíveis de fios condutores, arestas vivas, partículas, queimaduras ou arranhões. A resistividade antes e depois do envelhecimento não deve ser superior a 1000 Ω·m para a camada de blindagem do condutor e não superior a 500 Ω·m para a camada de blindagem do isolamento.
Os materiais de blindagem semicondutores internos e externos são fabricados pela mistura de materiais isolantes correspondentes (como polietileno reticulado (XLPE) e borracha de etileno-propileno (EPR)) com aditivos como negro de fumo, agentes antienvelhecimento e copolímero de etileno-acetato de vinila. As partículas de negro de fumo devem estar distribuídas uniformemente no polímero, sem aglomeração ou dispersão inadequada.
A espessura das camadas de blindagem semicondutora interna e externa aumenta com a tensão nominal. Como a intensidade do campo elétrico na camada isolante é maior na parte interna e menor na externa, a espessura das camadas de blindagem semicondutora também deve ser maior na parte interna e menor na externa. Para cabos com tensão nominal de 6 a 10 a 35 kV, a espessura da camada interna varia tipicamente de 0,5 a 0,6 a 0,8 mm.
(2) Blindagem metálica
Cabos com tensão nominal superior a 0,6/1 kV devem possuir uma camada de blindagem metálica. Essa camada deve revestir a parte externa de cada condutor isolado ou o próprio condutor do cabo. A blindagem metálica pode ser composta por uma ou mais fitas metálicas, tranças metálicas, camadas concêntricas de fios metálicos ou uma combinação de fios e fitas metálicas.
Na Europa e em países desenvolvidos, onde são utilizados sistemas de circuito duplo com aterramento resistivo e as correntes de curto-circuito são mais elevadas, a blindagem com fio de cobre é frequentemente empregada. Na China, os sistemas de alimentação de circuito único com aterramento por bobina de supressão de arco são mais comuns, sendo, portanto, utilizada a blindagem com fita de cobre. Os fabricantes de cabos processam as fitas de cobre rígido adquiridas por meio de corte e recozimento para amolecê-las antes do uso. As fitas de cobre amolecidas devem estar em conformidade com a norma GB/T11091-2005 “Fitas de Cobre para Cabos”.
A blindagem com fita de cobre deve consistir em uma camada de fita de cobre macia sobreposta ou duas camadas de fita de cobre macia com espaçamento entre elas. A taxa média de sobreposição deve ser de 15% da largura da fita, com uma taxa mínima de sobreposição de 5%. A espessura nominal da fita de cobre deve ser de no mínimo 0,12 mm para cabos unipolares e de no mínimo 0,10 mm para cabos multipolares. A espessura mínima deve ser de no mínimo 90% do valor nominal.
A blindagem de fios de cobre consiste em fios de cobre macios enrolados frouxamente, com a superfície protegida por fios ou fitas de cobre enrolados em sentido inverso. Sua resistência deve estar em conformidade com a norma GB/T3956-2008 “Condutores de Cabos”, e sua área de seção transversal nominal deve ser determinada com base na capacidade de corrente de curto-circuito.
2. Funções das camadas de blindagem e sua relação com as classificações de tensão
(1) Funções da blindagem semicondutora interna e externa
Os condutores de cabos são tipicamente compostos por múltiplos fios trançados e compactados. Durante a extrusão do isolamento, espaços localizados, rebarbas ou irregularidades na superfície entre o condutor e a camada isolante podem causar concentração do campo elétrico, levando a descargas parciais e arborescências, que degradam o desempenho elétrico. Ao extrudar uma camada de material semicondutor (blindagem do condutor) entre o condutor e a camada isolante, cria-se uma forte ligação com o isolamento. Como a camada semicondutora está no mesmo potencial que o condutor, quaisquer espaços entre eles não sofrerão efeitos do campo elétrico, prevenindo assim descargas parciais.
Da mesma forma, espaços entre a superfície externa do isolamento e a bainha metálica (ou blindagem metálica) também podem levar a descargas parciais, especialmente em tensões nominais mais elevadas. Ao extrudir uma camada de material semicondutor (blindagem de isolamento) sobre a superfície externa do isolamento, forma-se uma superfície equipotencial com a bainha metálica, eliminando os efeitos do campo elétrico nos espaços e prevenindo descargas parciais.
(2) Funções da blindagem metálica
As funções da blindagem metálica incluem: conduzir correntes capacitivas em condições normais, servir como caminho para correntes de curto-circuito (falta), confinar o campo elétrico dentro do isolamento (reduzindo a interferência eletromagnética no ambiente externo) e garantir campos elétricos uniformes (campos elétricos radiais). Em sistemas trifásicos de quatro fios, ela também atua como neutro, conduzindo correntes desequilibradas e proporcionando impermeabilização radial.
3. Sobre o cabo OW
Como fornecedora líder de matérias-primas para fios e cabos, a OW Cable oferece polietileno reticulado (XLPE) de alta qualidade, fitas de cobre, fios de cobre e outros materiais de blindagem amplamente utilizados na fabricação de cabos de energia, cabos de comunicação e cabos especiais. Nossos produtos atendem aos padrões internacionais e temos o compromisso de fornecer soluções confiáveis de blindagem de cabos aos nossos clientes.
Data da publicação: 24/03/2025