REVISÃO BÁSICA SOBRE MATERIAIS E EQUIPAMENTOS ELÉTRICOS

REVISÃO BÁSICA SOBRE MATERIAIS E EQUIPAMENTOS ELÉTRICOS

1. CONDUTORES

Podemos definir condutor de energia como o meio pelo qual se transporta energia desde um determinado ponto, denominado fonte ou alimentação, até um terminal consumidor ou carga.

Quanto ao tipo de material usado para construção dos condutores, temos dois materiais utilizados. Um deles, o alumínio, possui maior utilização em condutores elétricos para sistemas de potência. Já o cobre é o mais utilizado em instalações prediais, comerciais e industriais. Cabos de alumínio, conforme NBR-5410, somente podem ser utilizados para seções iguais ou superiores a 16 mm².

Em relação aos materiais utilizados para isolação dos cabos temos na baixa tensão como principais o PVC (policloreto de vinila), o PE (polietileno termoplástico), o EPR (borracha etileno propileno) e o XLPE (polietileno reticulado). Já na média tensão encontramos cabos isolados em EPR e XLPE.

Os diferentes tipos e formas de fabricação de condutores elétricos variam de acordo como cada um deles será utilizado. Cada tipo e forma é própria para um determinado tipo de aplicação. Abaixo temos alguns conceitos importantes quando falamos sobre formação de condutores.

• Fio Metálico – Produto maciço, de seção transversal invariável e comprimento muito maior do que sua dimensão transversa (diâmetro).

Os principais tipos de fios são:

• Fio Nu – fio sem revestimento metálico, isolação ou cobertura.
• Fio Revestido – fio dotado de um revestimento metálico. Ex: fio de cobre estanhado, fio cadmiado, fio de cobre prateado, fio de aço zincado, fio de aço cobreado.
• Fio Isolado – fio com ou sem revestimento, dotado de isolação.
• Fio Coberto – fio com ou sem revestimento, dotado de cobertura.

Cabo elétrico – produto metálico composto de fios elétricos justapostos, que pode ou não possuir isolação e/ou proteção mecânica.

Classes de Encordoamento – A NBR NM 280 (antiga NBR 6880) define para os cabos de cobre as classes de encordoamento, numeradas em ordem crescente de flexibilidade, sendo:

• Classe 1 – Condutor sólido.
• Classe 2 – Condutores encordoados, compactados ou não.
• Classes 4, 5 ou 6 – Condutores flexíveis (cordas ou cabos compostos por cochas ou feixes).

Os principais tipos de fios e cabos condutores utilizados são:

a) Condutor Sólido – condutor de seção transversal maciça (fio sólido).

b) Condutor Rígido (Redondo Normal) – cabo constituído por fios sólidos dispostos helicoidalmente em camadas ou coroas alternadas com passos distintos.

c) Condutor Flexível (Corda Composta) – cabos constituído por feixes (cochas) de fios dispostos helicoidalmente em camadas ou coroas alternadas, com passos distintos.

d) Condutor Compactado – cabo encordoado, onde os espaços ou interstícios entre os fios foram reduzidos por compressão mecânica.

Na figura 1 abaixo temos a ilustração destes diversos tipos de formação de condutores elétricos.

Figura 1: exemplos de tipos de formação dos condutores elétricos

[pic 1]

Fonte: catálogo de fios e cabos elétricos Condumax

O tipo de condutor fio sólido (a) está limitado à seção de 10mm², pois acima disto apresenta pouca flexibilidade e grandes dificuldade de trabalhos de puxamento, acomodação e ligação. O cabo rígido (b), é uma alternativa quando são necessárias seções nominais maiores que 10mm², porém também possuem pouca flexibilidade e grandes dificuldade de trabalhos de puxamento, acomodação e ligação. O cabo redondo compacto (d) apresenta uma classe de encordoamento 2, melhorando em flexibilidade e trabalhos de instalação. Já os cabos flexíveis (c) apresentam classes de encordoamento 4, 5 e 6, sendo os mais fabricados de classe 4 e 5 (flexíveis), normalmente usados em instalações fixas, e de classe 6 (extra flexíveis), normalmente utilizados para equipamentos móveis, como uma máquina de solda por exemplo. Estes cabos possuem grande flexibilidade e facilidades de trabalhos de puxamento, acomodação e ligação.  Por outro lado, evidentemente, possuem maior custo de aquisição que deve ser composto com o custo de instalação, o que leva normalmente em instalações industriais ao uso deste tipo de cabos flexíveis. Mesmo em instalações prediais (cabos até 10mm²) os cabos flexíveis tem ocupado espaço, principalmente em obras de médio e grande porte.

Os cabos possuem os seguintes componentes, não necessariamente todos eles juntos, dependendo da sua aplicação:

• Condutor
• Isolação
• Blindagens de campo elétrico (do condutor e externa)
• Armação metálica
• Capa de proteção

Quanto ao material condutor, já falamos que os mais utilizados são alumínio e cobre. O isolamento dos cabos atualmente é constituído de materiais sólidos extrudados. Importante aqui ressaltar a diferença entre os termos  isolamento e isolação para cabos elétricos. Isolamento refere-se a uma característica quantitativa, por exemplo: um cabo com isolamento para 1000V. Já isolação é uma característica qualitativa, do material empregado para garantir o isolamento, por exemplo isolação em borracha de etileno propileno (EPR). Os principais materiais utilizados para isolação sólidas são divididos em dois grupos: termoplásticos e termofixos.

Os termoplásticos são fabricados a base de cloreto de polivinila (PVC) e polietileno termoplástico (PE). A isolação termoplástica possui as seguintes propriedades básicas:

• Baixa rigidez dielétrica;
• Baixa temperatura máxima admissível;
• Boa resistência à abrasão e a golpes;
• Resistência regular à agua e a umidade.

Já a isolação termofixa é fabricada a partir de dois materiais distintos, com características específicas para cada um deles.

O polietileno reticulado (conhecido comumente como XLPE), apresenta as seguintes propriedades principais:

• Rigidez dielétrica elevada;
• Temperatura máxima elevada;
• Excelente resistência à abrasão e golpes;
• Flexibilidade regular;
• Resistência regular à agua e a umidade.

A borracha etileno-propileno (conhecido comumente como EPR), apresenta as seguintes propriedades principais: