Os cabos XLPE podem ser submersos em água?

A conclusão é: sim, mas sob certas condições.

Aqueles que trabalham em engenharia elétrica provavelmente encontraram este dilema: se há água na trincheira do cabo, é bom submergir diretamenteCabos XLPE? A colocação debaixo d'água requer impermeabilização adicional?

A resposta é que os próprios cabos XLPE têm um certo grau de resistência à água, mas a sua capacidade de estar submersos durante longos períodos depende do seu projecto estrutural e do seu nível de protecção.

O próprio material isolante XLPE é suscetível a danos causados pela água?

O XLPE (polietileno cruzado) pode ser utilizado em ambientes húmidos devido à sua estrutura molecular.XLPE forma uma estrutura de rede tridimensional através de ligações químicasEsta estrutura densa reduz muito a taxa de penetração das moléculas de água.O XLPE absorve apenas uma fração da água em comparação com o PE comum.

Em outras palavras, a própria camada de isolamento XLPE tem uma taxa de absorção de água muito baixa, tornando-a muito mais fiável do que o PVC em ambientes normalmente úmidos.

No entanto, "baixa absorção de água" não significa "nenhuma absorção de água".Os dados de laboratório mostram que os cabos XLPE imersos em água pura a 25 °C durante 30 dias podem apresentar uma queda da resistência ao isolamento até um décimo ou até menos do seu valor original.Se a água contém sal, a queda pode exceder 90%, o que demonstra que o próprio material isolante não resiste a uma imersão prolongada em água.

A impermeabilização dos cabos não depende da camada de isolamento, mas de uma "estrutura de três camadas".

Muitas pessoas têm uma ideia errada: quanto mais densa a camada de isolamento, mais impermeável é.Com aproximadamente três linhas de defesa de dentro para fora.:

A primeira linha: barreira de água do condutor. A água que se infiltra nas lacunas do condutor é o problema mais problemático. Cabos impermeáveis de ponta preenchem as lacunas do condutor com pasta ou fio que bloqueia a água,que se expande em contacto com a água para selar as lacunas.

A segunda linha: camada de bloqueio de água radial. A fita de bloqueio de água é enrolada ao redor do exterior da camada de isolamento, também com base no princípio da expansão da água.Alguns fabricantes extrudem fita composta de alumínio e plástico ao redor da camada de isolamento, mais uma bainha de polietileno, usando fusão térmica de alta temperatura para ligá-los completamente, formando uma barreira física.

A terceira e mais forte linha: a bainha metálica.Para cabos de alta tensão (por exemplo, 69 kV e superiores), uma bainha metálica é directamente aplicada, tal como uma bainha de alumínio prensada a quente, bainha de chumbo, bainha de chumbo, bainha de chumbo, bainha de chumbo, bainha de chumbo, bainha de chumbo, bainha de chumbo, bainha de chumbo, bainha de chumbo, bainha de chumbo, bainha de chumbo, bainha de chumbo, bainha de chumbo, bainha de chumbo, bainha de chumbo, bainha de chumbo, bainha de chumbo, etc.ou revestimento de alumínio ondulado soldadoO metal é completamente impermeável à água, de modo que a capacidade de impermeabilização radial deste tipo de cabo é "absoluta".

As soluções de impermeabilização para cabos de baixa tensão (por exemplo,600V ou 1kV) são completamente diferentes dos dos cabos de alta tensão.

Cabos de baixa e média tensão: Geralmente, é suficiente uma bainha externa de HDPE extrudida e fita de bloqueio de água.com uma estrutura molecular muito compacta e um coeficiente de permeabilidade ao vapor de água muito baixoMuitos cabos de bomba submersíveis e cabos de poços profundos utilizam esta estrutura, especificamente concebida para imersão a longo prazo em água.

Cabos de alta e ultraalta tensão: é obrigatório um revestimento metálico.Muitos cabos submarinos no exterior usam isolamento XLPE com uma estrutura de bainha metálica, comumente visto em projectos como o parque eólico do Mar do Norte.

Os dados dos testes reais dizem-nos: Quanto tempo pode durar um cabo XLPE à prova d'água depois de imerso?

A teoria é uma coisa, mas os dados reais são mais convincentes.

Um teste de engenharia subaquática:Cabos com isolamento XLPE operados continuamente durante 5 anos em 3 metros de água sem degradação significativa do desempenho do isolamento ou aumento da perda dielétrica devido à umidade.

Um acidente de vazamento de água no túnel do metrô: Um cabo com uma estrutura de bloqueio de água radial manteve mais de 90% de sua resistência de isolamento inicial depois de ser submerso acidentalmente por 24 horas.

Teste de envelhecimento acelerado: A investigação da SINTEF mostra que os cabos XLPE não desenvolvem, essencialmente, árvores aquáticas quando a umidade relativa é inferior a 70%; para sistemas com duas bainhas,Pode demorar mais de 50 anos para que a umidade relativa da camada de isolamento alcance 70%.

Por outro lado, numa garagem subterrânea residencial, após 36 horas de inundação, a resistência de isolamento de um cabo trifásico caiu de 2000 MΩ para 2,3 MΩ.Muito provavelmente.É devido à impermeabilização insuficiente.

Quando se discute a questão dos cabos XLPE submersos, o "envelhecimento das árvores aquáticas" é inevitável.Este é um fenómeno de degradação microscópica no isolamento XLPE causado pelos efeitos combinados da umidade e de um campo elétrico.

O processo de formação das árvores aquáticas é aproximadamente o seguinte: A umidade penetra na camada de isolamento através de defeitos na bainha.As moléculas de água combinam-se com as impurezas do material de isolamento para formar um microambiente ácidoEntão, o campo elétrico impulsiona a migração de íons, fazendo com que as cadeias moleculares se quebrem e formem poros minúsculos, que se expandem lentamente em canais dendríticos de árvores de água.

Uma vez que uma árvore de água se forma, a resistência de isolamento diminui significativamente. A resistência dielétrica do canal da árvore de água é apenas de um décimo a um quinto da do XLPE normal.Se a árvore de água continuar a desenvolver-se, pode transformar-se numa árvore elétrica sob sobrevoltagem, levando em última instância à avaria do isolamento.

O impacto das árvores aquáticas na vida útil dos cabos é muito real:Os cabos XLPE concebidos para uma vida útil de 30 a 40 anos quando não estão submersos em água podem reduzir a sua vida útil para 5 a 10 anos se estiverem submersos por períodos prolongadosSe a água contém sal ou substâncias ácidas, a vida útil pode até ser inferior a 3 anos.

Portanto, a impermeabilização e a resistência à umidade não se destinam apenas a evitar curto-circuitos, mas também a garantir a vida útil do cabo.

Em que cenários os cabos XLPE podem ser submersos em água de forma segura?

Cabos de bomba submersíveis e cabos de poço profundo: Estes cabos são projetados para imersão em água a longo prazo.Há até uma categoria dedicada de "cabos XLPE submersíveis" no mercado internacional., utilizados em sistemas de drenagem, bombas de esgoto e bombas de poços profundos.

Cabos submarinos: os cabos submarinos representam o auge das aplicações à prova d'água do XLPE.Os cabos submarinos têm envoltórios metálicos especializados e projetos resistentes à corrosão, que não podem ser directamente substituídos por cabos XLPE ordinários.

Enterramento subterrâneo e acúmulo de água nas trincheiras dos cabos: isso depende do produto específico.Mas a imersão em água a longo prazo requer cabos à prova d'água. Ao selecionar, procure produtos com classificações de resistência à água IPX7 ou superiores, de acordo com a norma IEC 60529, ou produtos rotulados como "bloqueadores de água" ou "submersíveis".

Dicas práticas para colocar cabos

Mesmo se utilizar cabos à prova d'água, ainda há alguns pormenores a prestar atenção durante a construção no local: as juntas são o ponto mais fraco, não importa quão bem o próprio cabo seja à prova d'água.É inútil se as articulações não estiverem bem seladas.É necessário um revestimento exterior impermeável pré-fabricado, cheio de selante, para obter a protecção IP68.

Evitar a imersão prolongada dos cabos  As trincheiras de cabos devem ter buracos de drenagem e as bandejas de cabos devem ter coberturas para chuva; estes são requisitos básicos.

Comprar cabos de acordo com as normas internacionais IEC 60502-2 (cabos isolados extrudidos com tensões nominais de 1 kV a 30 kV), IEEE 404 (normas de juntas de cabos),e AEIC CS8 (cabelas XLPE de média e alta tensão) têm todos requisitos específicos de resistência à umidadeUm cabo à prova d'água qualificado deve passar em testes de pressão de imersão e em testes de permeabilidade à água.

Resumo
Os cabos de polietileno interligados podem ser submersos em água?

Cabos de alimentação XLPE comuns: é aceitável a imersão ocasional e a curto prazo em água, mas não é recomendada a imersão a longo prazo.

Cabos XLPE à prova d'água: Estes cabos possuem uma estrutura de bloqueio de água, envoltório de HDPE ou envoltório de metal, projetado especificamente para suportar ambientes de imersão em água.

Dois pontos-chave a considerar: primeiro, a extensão da estrutura à prova d'água do cabo; e segundo, a qualidade da vedação.

Por último, uma palavra de precaução: a prevenção é muito mais importante do que a reparação quando a água entra nos cabos.A secagem só remove a água livre.Portanto, ao escolher cabos, não olhe apenas para o preço; considere também a classificação de resistência à água e a configuração estrutural..