Cabos XLPESão um dos tipos de cabo isolado mais utilizados nos sistemas modernos de transmissão e distribuição de energia.A compreensão dos cenários aplicáveis é um pré-requisito essencial para a selecção de projectos de engenharia energéticaDe redes eléctricas urbanas subterrâneas à integração da energia eólica offshore, de redes de transmissão de alta tensão a linhas de energia de instalações industriais, cabos XLPE,com o seu excelente desempenho elétrico, resistência térmica e resistência mecânica, tornaram-se a escolha principal para as redes globais de transmissão e distribuição de energia.

I. Características essenciais dos cabos XLPE

Cabos XLPE, abreviação de Cabos de Energia Isolados de Polietileno,baseiam-se numa tecnologia que transforma a estrutura molecular linear do polietileno numa estrutura de rede tridimensional através de métodos químicos ou físicos, transformando assim o material de termoplástico em termo-resistente.

A resistência ao calor é uma das vantagens mais proeminentes do XLPE.enquanto os cabos isolados por XLPE podem aumentar este valor para 90°C. Sob condições de curto-circuito (que não duram mais de 5 segundos), o condutor do cabo XLPE pode suportar uma temperatura máxima de 250°C,proporcionando uma ampla margem de segurança em condições de falha do sistemaGraças a esta característica de resistência ao calor, a vida térmica dos cabos isolados XLPE pode atingir 40 anos, muito superior ao normalCabos de PVC.

Em termos de desempenho elétrico, o XLPE mantém as vantagens do polietileno, com elevada resistência ao isolamento, baixa constante dielétrica,e baixa perda dielétrica e o seu desempenho global é melhorado após a modificação da ligação cruzadaA sua tangente de perda dielétrica é muito pequena e não é significativamente afectada pela temperatura, reduzindo efetivamente as perdas de linha em cenários de transmissão de energia de alta tensão e longa distância.

As propriedades mecânicas também são significativamente melhoradas. Devido à formação de novas ligações químicas entre macromoléculas, a dureza, a rigidez, a resistência à abrasão e a resistência à corrosão do XLPE aumentam consideravelmente.e resistência ao impacto são todos melhorados, compensando as deficiências do polietileno comum, que é suscetível à craqueação por stress ambiental.

II. Limites de selecção baseados na tensão nominal

A aplicação do cabo XLPE depende principalmente da tensão nominal do sistema. Dependendo da tensão nominal, seus cenários aplicáveis apresentam uma distribuição de gradiente clara.

1Sector de baixa tensão (0,6/1 kV e inferior)

Em redes de distribuição de energia ou instalações industriais com uma tensão nominal de 0,6/1 kV ou inferior, os cabos isolados XLPE são a escolha principal para distribuição de energia de baixa tensão.Os cabos isolados XLPE de baixa tensão utilizam tipicamente uma estrutura de cadeias de múltiplos núcleos (e.g., 3+1 núcleo, 4+1 núcleo), oferecendo opções de instalação flexíveis adequadas à alimentação de edifícios, estações de carregamento AC para veículos elétricos e distribuição de energia para gabinetes terminais de centros de dados.

Em termos de capacidade de carga de corrente, para a mesma área de secção transversal do condutor, os cabos isolados por XLPE têm uma capacidade de carga de corrente aproximadamente 25% superior aos cabos isolados por PVC.Isto significa que se podem utilizar secções transversais de condutores menores nas mesmas condições de carga, reduzindo assim os custos de material.

2Sector de média tensão (3kV~35kV)

Os cabos isolados XLPE são mais utilizados na distribuição de energia de média tensão.Serviços destinados principalmente a sistemas de anel de rede de distribuição urbana, linhas principais em grandes parques industriais e pontos de ligação à rede para fontes de energia distribuídas (como centrais fotovoltaicas em telhados e pequenos parques eólicos),Realização de tarefas de transmissão de energia para cargas regionais ou de grande capacidade.

Os cabos isolados XLPE de média tensão são, na sua maioria, estruturas de núcleo único ou tri-núcleo, incluindo uma camada de blindagem do condutor, uma camada de isolamento de polietileno interligada,e uma camada de proteção isolantePodem ser adicionadas camadas opcionais de blindagem metálica (como fita de aço ou fio de aço) para reforçar a protecção mecânica.Este design estrutural permite-lhes adaptar-se a vários métodos de colocação, tais como enterro direto, trincheiras e túneis.

3. Campos de alta e ultraalta tensão (66 kV e superiores)

Em cenários de transmissão de alta tensão de 66 kV e acima, os cabos isolados XLPE tornaram-se a escolha principal devido à sua excelente classificação de resistência à tensão e vantagens de capacidade de transmissão.Em 2024, foram alcançados avanços significativos na investigação e desenvolvimento de cabos de alimentação isolados de polietileno (XLPE) de 750 kV.Esta medida representa uma melhoria adicional em relação às linhas de transmissão de ultraalta tensão isoladas por XLPE com uma tensão máxima de 500 kV., aumentando assim a capacidade de transmissão das linhas até certo ponto.fornecendo uma nova solução para a transmissão de energia limpa a alta potência.

No domínio da transmissão de corrente contínua, foi igualmente desenvolvido com êxito o sistema de cabos submarinos DC isolados XLPE de ± 550 kV, que passou os testes de tipo de desempenho completo.marcando uma nova altura na tecnologia de cabos submarinos de CC.

III. Guia de selecção baseado em cenários de aplicação

Além do nível de tensão, a aplicabilidade dos cabos XLPE depende também do cenário de aplicação específico.

1- Reforço da rede eléctrica urbana e distribuição de energia subterrânea

Devido à sua estrutura simples e à sua conveniente fabricação e instalação, os cabos isolados XLPE tornaram-se equipamentos-chave para a modernização da rede eléctrica urbana.São amplamente utilizadas em redes de cabos subterrâneos urbanos para transmissão de energia, sistemas de distribuição e de abastecimento, melhorando eficazmente a fiabilidade e a segurança das redes eléctricas urbanas.podem ser selecionados cabos XLPE ignífugos, sem halogênio e com baixo teor de fumaçaEm caso de incêndio, a fumaça é fina e não são liberados gases tóxicos de ácido halógeno, garantindo a evacuação segura do pessoal.

2Energia eólica offshore e transmissão submarina

Com o rápido desenvolvimento da energia eólica offshore, são colocadas exigências mais elevadas ao desempenho das linhas de transmissão.devido às suas excelentes propriedades elétricas e resistência ao ambiente, é amplamente utilizado em projetos de ligação à rede de energia eólica offshore.

3Energia Industrial e Distribuição de Fábricas

No setor industrial, os cabos isolados XLPE são adequados para a transmissão de energia em instalações industriais, especialmente em áreas que exigem potência de grande capacidade.Sua boa resistência a altas temperaturasOs cabos isolados XLPE de média tensão são amplamente utilizados em linhas de corrente elétrica de fábrica,linhas de recolha de novas centrais de energia, e outros cenários.

4Ambiente petroquímico e especial

O XLPE possui forte resistência a ácidos e álcalis e resistência ao óleo. Seus produtos de combustão são principalmente água e dióxido de carbono, causando um dano ambiental mínimo.Em instalações químicas e fábricas químicas, os cabos isolados XLPE podem resistir à corrosão química, garantindo a segurança da fonte de alimentação.

5Data Center e Edifícios Distribuição de Energia

À medida que os requisitos para a continuidade e segurança do fornecimento de energia nos centros de dados e edifícios continuam a aumentar, o valor de aplicação dos cabos isolados XLPE está a tornar-se cada vez mais importante.Os cabos de média tensão para a fonte de alimentação principal das salas de computadores do centro de dados têm padrões rigorosos de retardância de chama e características sem halogênio de baixo fumo, que os cabos isolados XLPE com bainhas LSZH podem atender.

IV. Resumo

Cabos XLPE, com uma temperatura de funcionamento de longa duração de 90 °C, excelentes propriedades dielétricas e boa resistência mecânica,tornaram-se o principal produto de cabos isolados que abrange todos os níveis de tensão, desde a distribuição de baixa tensão até a transmissão de ultraalta tensão.Demonstram uma forte adaptabilidade e fiabilidade em cenários como a transformação da rede de energia urbana, a integração da energia eólica offshore, a distribuição de energia industrial, os ambientes petroquímicos,e fonte de alimentação do centro de dados.

A selecção requer uma consideração abrangente de vários fatores, incluindo o nível de tensão, o ambiente de colocação, as características de carga, os requisitos de segurança contra incêndio e a eficiência económica.Na transmissão de energia convencional de alta tensãoNo entanto, em ambientes úmidos, os cabos isolados XLPE são normalmente a opção mais rentável.Equipamento móvel, ou cenários com exigências de flexibilidade especiais, alternativas como EPR ou TR-XLPE devem ser consideradas.A solução de cabo mais adequada deve ser confirmada em conjunto com um fabricante profissional de cabos., tendo em conta o diagrama específico de rota de instalação, o relatório de avaliação ambiental e os requisitos de funcionamento do sistema, para assegurar a fiabilidade do funcionamento da rede elétrica a longo prazo.