Guia de seleção do cabo de alimentação isolado XLPE: corrente nominal, queda de tensão e secção transversal
A escolha da secção correta de cabo de energia com isolamento XLPE é um problema de quatro variáveis: corrente de carga, método de instalação, condições ambientais e queda de tensão. Se a ordem estiver errada, você gastará demais em cobre ou fará o cabo funcionar quente. Este guia percorre a sequência de cálculo utilizada em nossos próprios projetos de exportação.
Passo 1 — Estabelecer a Corrente de Projeto
Comece pela carga conectada em kVA, aplique o fator de diversidade da instalação e converta para ampères:
Ib = S × 1000 / (√3 × Un) para uma carga trifásica, onde S é kVA e Un é 400 V de linha a linha.
Um parque industrial de 12 MW que consome 8 MVA no pico, por exemplo, necessita de aproximadamente 11.550 A por fase — o que imediatamente indica que o projeto será construído com vários alimentadores paralelos em vez de um único cabo.
Passo 2 — Ler a Classificação de Corrente Base
A ampacidade base de cabo de cobre XLPE de 0,6/1 kV, condutor de 90 °C, ar de 30 °C e resistividade do solo de 2,5 K·m/W, é mostrada abaixo. Os valores de cobre e alumínio diferem em aproximadamente um degrau de tamanho.
| Secção transversal | No ar (monopolar) | No solo (monopolar) | No ar (3 polos) | No solo (3 polos) |
|---|---|---|---|---|
| 10 mm² | 77 A | 94 A | 60 A | 77 A |
| 35 mm² | 160 A | 185 A | 125 A | 155 A |
| 70 mm² | 245 A | 270 A | 200 A | 225 A |
| 150 mm² | 400 A | 410 A | 325 A | 345 A |
| 300 mm² | 635 A | 610 A | 505 A | 515 A |
Passo 3 — Aplicar Fatores de Derating
As tabelas do fabricante assumem um mundo ideal. As instalações reais multiplicam quatro fatores de correção:
| Condição | Intervalo | Fator típico |
|---|---|---|
| Temperatura ambiente do ar | 30 °C de referência; 40 °C típico | 0,87 – 0,91 |
| Temperatura do solo | 20 °C de referência; 30 °C tropical | 0,87 – 0,93 |
| Resistividade térmica do solo | 2,5 K·m/W de referência; areia seca 3,5 | 0,80 – 0,85 |
| Agrupamento, três circuitos tocando-se no ar | 3 cabos por bandeja | 0,73 |
| Profundidade de enterramento | 1,0 m de referência | 1,00 – 0,95 |
Ampacidade corrigida = classificação base × ktemp × ksolo × kgrupo × kprofundidade. Um cabo tripolar de 150 mm² classificado para 325 A no ar torna-se 325 × 0,89 × 0,75 = 217 A em uma sala de máquinas tropical com dois circuitos paralelos — um corte de 33% que surpreende a maioria dos compradores de primeira viagem.
Passo 4 — Verificar Queda de Tensão
A queda de tensão para um circuito trifásico é calculada como:
ΔU = √3 × I × L × (R cosφ + X sinφ) / 1000 em volts, com R em Ω/km à temperatura de operação e L em km.
Usando cobre XLPE de 150 mm² (R = 0,124 Ω/km, X = 0,08 Ω/km), percurso de 200 m, 300 A, cosφ = 0,85: ΔU = 1,732 × 300 × 0,2 × (0,105 + 0,042) = 15,3 V, ou 3,8% de 400 V. Dentro do limite usual de 5%, a seleção de 150 mm² permanece.
Passo 5 — Verificar Resistência a Curto-Circuito
O XLPE permite uma temperatura do condutor de 250 °C para uma falha de até cinco segundos. Use a equação adiabática S = I√t / k com k = 143 para cobre XLPE. Uma falha de 25 kA eliminada em 0,2 s necessita de S = 25.000 × 0,447 / 143 = 78 mm², portanto, um cabo de 95 mm² é escolhido com base na carga de falha, mesmo que 70 mm² suportasse a carga.
Lista de Verificação Rápida de Seleção
- Corrente de projeto calculada a partir de kVA, não de kW instalados.
- Método de instalação identificado: bandeja, duto, enterramento direto, no ar.
- Todos os quatro fatores de derating aplicados e documentados.
- Queda de tensão abaixo de 5%, ou abaixo do código local mais rigoroso.
- Resistência a curto-circuito verificada em relação ao tempo de atuação do disjuntor.
- Raio de curvatura e tensão de tração compatíveis com a rota.
Para a visão geral completa da construção, tipo e normas, consulte nosso Guia de cabos de energia com isolamento XLPE.
