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CENTRO UNIVERSITÁRIO INTERNACIONAL UNINTER ESCOLA SUPERIOR POLITÉCNICA BACHARELADO EM ENGENHARIA ELÉTRICA EQUIPAMENTOS ELÉTRICOS ATIVIDADE PRÁTICA EQUIPAMENTOS ELÉTRICOS MUFLAS E TERMINAÇÕES ALUNO: SANDRO LUIZ CECCATTO PROFESSOR: MSC EDUARDO DA SILVA HERVAL D’OESTE – SC 2026 1 1 INTRODUCAO Nas instalações elétricas de média e alta tensão, a transição entre um cabo isolado (sub- terrâneo ou aéreo) e um equipamento (como transformadores, chaves seccionadoras ou redes nuas) é um ponto crítico que exige cuidados específicos. Historicamente chamados de "muflas" (inglês pothead), hoje esses dispositivos são mais tecnicamente conhecidos como terminações. O embasamento teórico para a utilização de terminações reside no controle do campo elétrico. Em um cabo de potência blindado, o campo elétrico é uniforme e radial. Quando o cabo é cortado e sua blindagem semicondutora é removida para fazer a conexão, ocorre uma severa concentração de linhas de campo elétrico na borda da blindagem cortada. Se essa con- centração não for aliviada, o estresse dielétrico romperá a isolação primária do cabo, causando o fenômeno de trilhamento elétrico (tracking) e, consequentemente, um curto-circuito. Por- tanto, as terminações cumprem três funções teóricas e práticas fundamentais: Controle do campo elétrico: Através de cones de alívio geométricos ou materiais com alta constante dielétrica (controle capacitivo/refrativo). Selagem contra umidade: Evitando a penetração de água no núcleo do cabo, o que causaria a degradação da isolação (arborescência aquosa). Proteção contra o ambiente: Oferecendo resistência à radiação UV, poluição e trilhamento elétrico em instalações de uso externo, através de saias isolantes. 2 DESENVOLVIMENTO Para ilustrar a aplicação prática deste equipamento, considere o seguinte estudo de caso: Uma indústria está expandindo seu parque fabril e necessita interligar local operando em 13,8 kV. A transição será feita, exigindo que o cabo subterrâneo aflore e seja conectado à rede aérea nua exposta a intempéries (sol, chuva e poluição industrial). Dessa forma, sem a terminação adequada de uso externo, a decapagem do cabo seria exposta a isolação à radiação UV e à umidade, resultando em falha prematura e desligamento da fábrica. Isto é, a transição do meio isolado (cabo) para o meio aéreo (terminal do transformador) exige que o campo elétrico seja distribuído de forma gradual. Seguido as especificações técnicas de referência: Produto: Terminação Polimérica para Uso Externo; Classe de Tensão: 35 Kv; Tipo de Cabo/isolação: Cobre, isolação em EPDM, saias isolantes em borracha à base de silicone, seção nominal de 185 mm²; Tecnologia: Contrátil a frio Modular para facilitar a montagem. 2 2.1 UTILIZAÇÃO DE MUFLAS Para reduzir o campo magnético e garantir a isolação necessária até os pontos de cone- xão do ramal deverão ser adquiridas muflas terminais para conexão em ambas as extremidades do cabo, levando em conta a seguinte especificação de critérios: tipo de mufla conforme a aplicação, classe de tensão, bitola do cabo, local de instalação sendo interna ou externa, nível básico de isolação (NBI), tipo do cabo sendo unipolar ou multipolar. 2.2 ESPECIFICAÇÃO E DEFINIÇÃO DE MUFLAS As muflas e terminações tem como principal função, conectar dois ou mais cabos elé- tricos, garantindo uma continuidade elétrica evitando dispersões do campo magnético. A esco- lha e instalação corretas são fundamentais para garantir a eficiência, confiabilidade e segurança dos sistemas elétricos (Janssen, 2009). Os materiais utilizados na fabricação das muflas os mais comuns incluem borracha de silicone, resina epóxi e polietileno reticulado (XLPE), variando de acordo com a tecnologia empregada e as especificações do projeto (Cigré, 2011). Os principais parâmetros que regem a escolha de uma terminação incluem a classe de tensão (kV), o Nível Básico de Isolamento ao Impulso (NBI), a seção do condutor (mm²) e o ambiente de instalação (interno ou externo). As principais normas que balizam a fabricação e os ensaios deste equipamento são: ABNT NBR 9314: Emendas e terminais para cabos de potência com isolação extrudada para tensões de 1 kV a 35 kV. IEEE 48: Standard for Test Procedures and Requirements for Alternating-Current Cable Ter- minations Used on Shielded Cables Having Laminated Insulation Rated 2.5 kV through 765 kV or Extruded Insulation Rated 2.5 kV through 500 kV. Entre outras normas, como IEC 60502-4, ABNT NBR 14580 e ABNT NBR 14615, e para instalação como ABNT NBR 14039, e normas da concessionária de energia. 2.3 TIPOS DE MUFLAS E OPÇÕES DE MERCADO Existem diversos tipos de muflas, que atendem a diferentes necessidades e aplicações. Atualmente, as pesadas muflas de porcelana foram substituídas por terminações poliméricas modulares ou tubulares. As duas tecnologias dominantes, marcas e modelos são: 3 Tecnologia Contrátil a Frio (Cold Shrink): O material (geralmente borracha de sili- cone) vem expandido de fábrica sobre um núcleo plástico espiralado. Ao puxar o núcleo, a terminação se contrai sobre o cabo. A flexibilidade do silicone é a vantagem principal, já que facilita os processos de montagem. Essas muflas podem ser retiradas dos cabos e reaproveita- das. Marca/Modelo: 3M (Série QT-II e QT-III). Tecnologia Termocontrátil (Heat Shrink): Utiliza tubos poliméricos reticulados que encolhem ao serem submetidos ao calor (uso de maçarico ou soprador térmico). As muflas de material termocontrátil, são bastante utilizadas na substituição das tradicionais, que são de por- celana. As quais possui boa estabilidade térmica e resistência ao calor. Também contém aditi- vos, como antioxidantes, retardantes de chamas, agentes de cura, catalisadores e estabilizantes contra raios ultravioletas. Marca/Modelo: TE Connectivity / Raychem (Séries TFT e EPKT). Marca/Modelo: Prysmian (Série Termo-Retrátil ELTI/ELTE). Existem outros tipos de muflas elétricas de média tensão no mercado estão entre eles são: a mufla push-on e a modular. A mufla push-on também é feita de borracha de silicone. O diferencial é que possui um cordão plástico na parte interna. Esse cordão contrai a terminação no cabo quando o operador puxa o cordão, cuja função é aliviar a tensão na parte final do cabo. A mufla modular: Composta por diferentes módulos, permite flexibilidade na monta- gem e adaptação a diferentes níveis de tensão e seções de cabos. Para as opções de mercado temos marcas diversas marcas entre elas estão a Prysmian, 3M, KIT, Raychem/Tyco entre outros. 2.4 LEVANTAMENTO DE CUSTOS O levantamento de custo primeiramente é realizado pela especificação conforme a apli- cação: tipo da mufla sendo polimérica de montagem a frio para uma fácil aplicação em campo, a classe de tensão de 35kV, para cabo 185mm², utilização externa, nível básico de isolação, para cabos unipolares e tripolares. Com base em consultas de valores em algumas empresas, como a: Dimensional Brasil Soluções LTDA, Comercial Elétrica P.J. LTDA, e Maxel Materiais Elétricos LTDA, os seguin- tes valores foram obtidos no Quadro 1 de custos. Para o suprimento confiável deste equipa- mento corporativo, a área de compras deve observar os seguintes requisitos: • Homologação: O fabricante e o modelo devem constar na lista de materiais homologa- dos pela concessionária de energia local, caso a terminação fique no ponto de entrega. 4 • Ensaios: Exigência de apresentação de relatórios de Ensaios de Tipo realizados em la- boratórios independentes e envio de relatórios de Ensaios de Rotina junto com cada lote. • Lote e Contrato: Para manutenções pontuais, a compra pode ser por unidade (kit trifá- sico). Para concessionárias ou grandes indústrias, estabelecem-se contratos de forneci- mento com entregasprogramadas, exigindo garantia mínima de 12 a 24 meses. Tabela 1 – Dados comerciais para compra de mufla modular Fabricante Modelo Revendedor Valor Unitário Entrega Raychem/Tyco TFTI 6131 Dimensional Brasil Soluções LTDA R$ 395,00 30 Dias 3M QTIII 7693 Comercial Elétrica P.J. LTDA R$ 598,00 30 Dias Prysmian M35C185E Maxel Materiais Elétricos LTDA R$ 475,00 30 Dias 2.5 OBSERVAÇÕES PARA COMPRA E AQUISIÇÃO Para compra e aquisição das muflas e terminações devem ser avaliadas as certificações de ensaio e testes efetuada nas mesmas, isto pode ser visualizado nos manuais dos fabricantes. Ensaios importantes para certificação são: indicação de norma aplicável, tensão de impulsivi- dade, descargas parciais, tensão aplicada a frequência industrial sob chuva e a seco, tensão aplicada em corrente contínua e faixas de temperatura ambiente. Entre as muflas levantadas nas análises de custo cada componente tem uma ponderação importante, a Raychem/Tyco tem o melhor preço. A 3M tem um valor elevado, mas destacam conforme seu manual técnico na facilidade de montagem, podemos ser utilizadas em paradas com tempo limitado. A mufla da Prysmian tem um preço mediano. Antes da aquisição deve ser solicitado o fabricante uma tabela dos ensaios e quais normas são regidas para este ensaio. 3 CONCLUSÕES Com base nos levantamentos efetuados, verificamos que existem diversos fabricantes e fornecedores devido à ampla utilização de muflas e terminações. Nas avaliações feitas entre os modelos e fabricantes, constatou-se que a aquisição deve ponderar preço, qualidade, prazo de entrega e facilidade de montagem. É fundamental analisar a necessidade do projeto em relação ao tempo disponível para execução dos serviços e ao orçamento. Para o desenvolvimento deste projeto, se o critério principal for o custo de aquisição imediato, a mufla da Raychem/Tyco apresenta a melhor vantagem econômica inicial. No en- tanto, analisando a confiabilidade do sistema a longo prazo, a tecnologia contrátil a frio (como 5 a oferecida pela 3M) consolida-se como a melhor opção técnica para instalações industriais. Sua instalação não requer o uso de chama, e a pressão ativa da borracha de silicone garante uma vedação superior contra a umidade ao longo da vida útil do cabo, acompanhando a expansão e retração térmica do condutor. Portanto, o investimento em terminações de tecnologia contrátil a frio, aliado a uma mão de obra qualificada para o preparo do cabo, é a estratégia mais econômica e segura quando se considera o Custo Total de Propriedade (TCO) e a prevenção de lucros cessantes por paradas elétricas não programadas 4 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS (ABNT). NBR 9314: Emendas e terminais para cabos de potência com isolação extrudada para tensões de 1 kV a 35 kV - Re- quisitos de desempenho. Rio de Janeiro: ABNT, 2006. 3M DO BRASIL. Catálogo de Soluções para Redes Elétricas: Terminações Contrátil a Frio Série QT-III. Campinas: 3M, 2023. Disponível nos portais do fabricante. Cigré. TB 485: Practical aspects for the selection, specification, testing and diagnostics of medium voltage cable systems. Cigré Technical Brochure, 2011. Janssen, A. Medium voltage cable accessories: past, present and future developments. IEEE Electrical Insulation Magazine, 25(6), 5-14, 2009. TE CONNECTIVITY / RAYCHEM. Energy Products Catalog: Medium Voltage Cable Accessories. [S.l.]: TE Connectivity, 2023. INSTITUTE OF ELECTRICAL AND ELECTRONICS ENGINEERS (IEEE). IEEE 48- 2020: IEEE Standard for Test Procedures and Requirements for Alternating-Current Cable Terminations. Nova York: IEEE, 2020.