Cabo eléctrico

TÍTULO: CONDUTORES ELÉCTRICOS (I).

RESUMO:

Chamam-se condutores eléctricos aos materiais que colocados em contacto com um corpo carregado de electricidade a transmitem a todos os pontos da sua superfície.

Os melhores condutores eléctricos são os metais, sobretudo a prata, mas como esta é muito cara emprega-se, em sua substituição, o cobre e o alumínio, materiais que dadas as suas características são muito empregues nas redes de alta tensão.

TEXTO:

Aplica-se este conceito (condutor eléctrico) aos corpos capazes de conduzir ou transmitir electricidade. Um condutor eléctrico é, em primeiro lugar, formado pelo próprio condutor, usualmente em cobre. Este pode ter um único fio ou vários entrelaçados entre si. Os materiais mais utilizados no fabrico de condutores eléctricos são o cobre e o alumínio.

A principal razão para usar o cobre é a sua excelente condutividade eléctrica, isto é, por outras palavras, a sua baixa resistência mecânica. A resistência não é desejável porque pressupõe perdas de calor quando o fluxo eléctrico circula através do material. O cobre tem a resistência eléctrica mais baixa de todos os metais preciosos.

A resistência do alumínio é 65% mais alta que a do cobre. Por isso, para conduzir a mesma corrente eléctrica um cabo de alumínio necessita de uma secção transversal 65% maior que um cabo de cobre. Além de menos condutivo é também três vezes mais leve que o cobre. Por essa razão utilizam-se cabos aéreos nos quais o peso é fundamental.

Para cabos subterrâneos utiliza-se o cobre que tem uma elevada resistência à corrosão. Quando os cabos subterrâneos transportam uma alta voltagem, o cobre também é preferível devido ao seu menor volume dado que o cabo em alumínio possui uma área superior e, por isso, necessita de uma maior quantidade de isolamento.

Ainda que todos os materiais possam conduzir a electricidade num determinado grau, os melhores condutores são os metais dado que devido à sua estrutura os átomos dos metais cedem aos electrões na sua camada de valência, dispondo-se em reticulados cúbicos. Os seus electrões formam uma nuvem que se vai distribuindo por esta malha tridimensional de iões positivos para evitar repulsões. Devido à existência desta nuvem de electrões livres a condutividade eléctrica dos metais é excelente.

Os melhores condutores são a prata e o ouro, mas devido ao seu elevado valor emprega-se fundamentalmente o cobre e o alumínio.

Protecção das aves. Condutores cobertos Simplirret ITC-LAT 08 Prysmian.

A utilização de um ou outro material como condutor depende das suas características (capacidade para transportar a electricidade), mecânicas (resistência ao desgaste, maleabilidade), do uso específico que se lhe pretenda dar e do custo. O tipo de cobre que se utiliza no fabrico de condutores é o cobre electrolítico de elevada pureza, 99,99%. Dependendo do uso que se lhe venha a dar, este tipo de cobre apresenta-se com os seguintes graus de dureza: duro, semi-duro ou brando/ leve.

Tipos de cobre para condutores eléctricos:

• Cobre duro:

  Condutividade de 97% em relação ao cobre puro. Por esta razão utiliza-se no fabrico de condutores descarnados para as linhas de transporte de energia eléctrica na qual é exigível uma boa resistência mecânica.

• Cobre de temperamento brando/ leve:

  Condutividade de 100%. Como é dúctil e flexível utiliza-se no fabrico de condutores isolados. O condutor é identificado em relação à sua dimensão por um calibre que pode ser milimétrico e expressar-se em mm2 ou em AWG ou MCM com uma equivalência de mm2.

Partes que compõem os condutores eléctricos:

São três bastante diferenciadas:

1. A alma ou elemento condutor:

   Fabrica-se em cobre, sendo que o seu objectivo é servir de caminho à energia eléctrica desde as centrais geradoras aos centros de distribuição (subestações, redes e fios das redes) e para alimentar os diferentes centros de consumo (industriais, conjuntos habitacionais, etc.). A forma como a alma é constituída depende da classificação dos condutores eléctricos. Assim temos:

   Segundo a sua constituição:

   • Fio: Condutor eléctrico cuja alma condutora é formada por um único elemento ou fio condutor. Utiliza-se em linhas aéreas, em instalações eléctricas sujeitas a intempéries ou directamente sobre isolamentos.
   • Cabo: Condutor eléctrico cuja alma condutora é formada por uma série de fios condutores ou arames de baixa tensão muito flexíveis.

   Segundo o número de condutores:

   • Monocondutor: Condutor eléctrico com uma única alma condutora, com ou sem cobertura protectora.
   • Multiconductor: Condutor de duas ou mais almas condutoras isoladas entre si, cada uma envolta na sua capa de isolamento e com uma ou mais coberturas de protecção comuns.

2. O isolamento:

   O isolamento de um condutor evita que a energia eléctrica que circula por ele entre em contacto com as pessoas ou com os objectos. Evita ainda que condutores de voltagem diferente estabeleçam contacto uns com os outros.

Cabos isolados reunidos em Al Eprorret Haces e al Voltarret Haces para linhas aéreas de MT (ITC-LAT 08). Pela Prysmian

Os materiais isoladores usados inicialmente foram substâncias polímeras, que em química se definem como um material de corpo químico formado pela união de muitas moléculas idênticas. Antigamente os isolamentos eram de origem natural. Posteriormente a tecnologia proporcionou a utilização de isolamentos artificiais que se converteram num material de uso comum no fabrico de condutores eléctricos. Os diferentes tipos de isolamento de condutores são determinados pelo seu comportamento técnico e mecânico, considerando o meio ambiente e as condições de canalização a que são submetidos os condutores que estes protegem; pela resistência aos agentes químicos; aos raios solares; à humidade; a elevadas temperaturas; chamas, etc.. Entre os materiais usados no isolamento de condutores pode mencionar-se o PVC ou cloreto de polivinilo, ou polietileno ou PE, ou borracha de neoprene e de nylon.

Os cabos sem halogéneo, de condutores de 1 a 12 e com secções entre 1,5 a 240 são os indicados para instalações fixas e em locais públicos por forma a evitar, no caso da ocorrência de incêndio, danos a pessoas e bens.

TITANEX® (H07RN-F), 2x1,5, corte longitudinal

Cabo previsto para funcionar ao ar livre. No caso de instalações subterrâneas deve prever-se uma protecção mecânica. Foto cedida pela Nexans

O objectivo fundamental de esta parte de um condutor é proteger a integridade do isolamento e a alma condutora contra danos mecânicos, como sejam raspagens, golpes, etc.. Se as protecções mecânicas são de aço, latão ou outro material resistente denominam-se «armaduras».

Sofía Navajas, Licenciada em Física (Electrónica).