Um curto-circuito pode durar apenas uma fração de segundo. Ainda assim, nesse pequeno intervalo, um cabo elétrico pode ser submetido a condições muito mais severas do que aquelas encontradas durante sua operação normal.
A corrente aumenta rapidamente, a temperatura do condutor se eleva e surgem esforços térmicos e mecânicos capazes de comprometer a instalação caso o sistema não tenha sido corretamente dimensionado.
Mas o que realmente acontece com o cabo durante um curto-circuito?
Por que a corrente aumenta tanto no curto-circuito?
Em condições normais, a corrente elétrica percorre um circuito com valores previstos durante o projeto. Em um curto-circuito, ocorre uma ligação de baixa impedância entre pontos com diferentes potenciais elétricos.
Como consequência, a corrente pode atingir valores muitas vezes superiores à corrente normal de operação.
Esse aumento ocorre muito rapidamente e permanece até que o dispositivo de proteção, como um disjuntor ou fusível, interrompa o circuito.
É justamente nesse intervalo que o cabo precisa suportar condições extremas.
O condutor aquece rapidamente
Um dos principais efeitos do curto-circuito é o aumento brusco da temperatura do condutor.
Toda corrente que atravessa um condutor produz calor devido à sua resistência elétrica. Como a corrente de curto-circuito é muito elevada, a quantidade de energia térmica gerada também aumenta significativamente.
Por isso, ao dimensionar um cabo, não basta considerar apenas a corrente que ele deverá transportar continuamente. Também é necessário verificar sua capacidade de suportar a corrente de curto-circuito durante o tempo necessário para a atuação da proteção.
Materiais do condutor, tipo de isolação, seção nominal e duração da falha estão entre os fatores que influenciam esse comportamento.
A isolação também é submetida a esforços
O aquecimento do condutor afeta diretamente o sistema isolante.
Materiais utilizados na isolação dos cabos possuem limites de temperatura definidos para condições de operação normal, sobrecarga e curto-circuito.
Durante uma falha, a temperatura pode subir rapidamente. Se os limites previstos para o cabo forem ultrapassados, podem ocorrer envelhecimento acelerado, deformações ou danos ao sistema isolante.
É por isso que cabos industriais são projetados considerando não apenas seu funcionamento contínuo, mas também condições excepcionais às quais podem ser submetidos.
O curto-circuito também gera esforços mecânicos
O problema não é apenas térmico.
Correntes muito elevadas produzem campos magnéticos intensos ao redor dos condutores. A interação entre esses campos pode gerar forças eletrodinâmicas significativas.
Em instalações com cabos de potência, essas forças podem provocar movimentações e esforços sobre cabos, suportes, terminações e demais componentes.
Por esse motivo, a forma como os cabos são instalados e fixados também deve considerar as condições que podem ocorrer durante uma falha.
E nos cabos de média tensão?
Em sistemas de média tensão, existe ainda outro elemento importante: a blindagem metálica.
Em cabos como o Epronax Slim 105, da Induscabos, a construção inclui camadas semicondutoras, isolação em EPR e blindagem metálica formada por fios de cobre.
Dependendo da configuração do sistema e do tipo de falha, essa blindagem pode ser submetida à circulação de corrente. Por isso, seu dimensionamento e a correta execução do sistema de aterramento também fazem parte da engenharia da instalação.
Assim como o condutor principal, esses componentes precisam ser considerados de acordo com as características elétricas do sistema.
Proteção e cabo precisam trabalhar juntos
O comportamento do cabo durante um curto-circuito mostra por que o dimensionamento de uma instalação elétrica não deve considerar cada componente de maneira isolada.
O cabo precisa suportar a corrente de falha pelo período previsto, enquanto o dispositivo de proteção deve interromper essa corrente dentro do tempo adequado.
Quanto maior for a corrente e quanto mais tempo ela permanecer circulando, maior será a energia térmica à qual o cabo estará submetido.
Por isso, conhecer parâmetros como corrente de curto-circuito, tempo de atuação da proteção, seção do condutor, material e características da isolação é fundamental para especificar corretamente os cabos de uma instalação.
O curto-circuito pode durar pouco tempo, mas seus efeitos são intensos. Uma especificação adequada ajuda a garantir que cabos, proteções e demais componentes do sistema estejam preparados para responder com segurança quando uma falha ocorrer.
Solicite cabos adequados ao nível de exigência do seu projeto
Se o seu projeto precisa considerar corrente de curto-circuito, coordenação com proteção e desempenho elétrico em ambiente industrial, vale avaliar a especificação do cabo com atenção técnica. A Induscabos atende o mercado B2B com foco em aplicações elétricas que exigem confiabilidade, suporte ao dimensionamento e adequação ao uso previsto.
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