Capacidade de curto-circuito
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Quando do dimensionamento dos condutores de cabos isolados para operação em sistemas com alto nível de curto-circuito, é de fundamental importância a verificação da capacidade dos cabos envolvidos em resistir aos efeitos mecânicos e térmicos provenientes das correntes de defeito.
A corrente de curto-circuito permissível em cabo isolado depende da máxima temperatura do condutor permitida pela isolação e da duração do curto-circuito, isto é, do tempo de atuação dos dispositivos de proteção. Em sistemas onde altas correntes de curto-circuito estão envolvidas, as forças entre condutores devem ser também consideradas.

Efeitos térmicos

Com o propósito de calcular a capacidade de curto-circuito, foi assumido que o intervalo de duração do mesmo seja pequeno (<5s), de modo que o calor gerado pelo fluxo de potência de curto-circuito fique armazenado no condutor, não havendo portanto troca de calor com o meio ambiente.
A corrente de curto-circuito permissível para uma dada seção de condutor durante um certo tempo poderá ser calculada pela equação:

Onde:
K1.......0,34 para condutores de cobre e de
...........0,22 para condutores de alumínio;
K2.......234,5 para condutores de cobre e de
...........228,1 para condutores de alumínio;

A
.........seção do condutor (mm2);
t..........
tempo de duração do(s) curto-circuito;
Ti........
temperatura do condutor antes do curto-...........circuito (ºC);

Tf
........temperatura do condutor após o curto-
...........circuito (ºC).

Para avaliação da temperatura antes do curto-circuito, desde que esta não seja conhecida, recomenda-se que seja assumido que o cabo opere a plena carga, ou seja, deve ser considerada a máxima temperatura do condutor em regime normal permissível pela isolação.

Notas:

  • Temperatura máxima do condutor antes do curto-circuito = 70ºC.
  • Temperatura máxima do condutor após curto-circuito = 160ºC.


Efeitos mecânicos

As forças resultantes são proporcionais ao quadrado da corrente instantânea de curto-circuito assimétrica e dependem da distância entre os condutores. No caso cabos de três ou quatro condutores, as forças provenientes das correntes de curto-circuito são normalmente absorvidas pelo encordoamento das fases, enchimento e cobertura, porém em sistemas com alto nível de curto-circuito, uma armação com fitas planas de aço se torna necessária. Já para o caso de cabos unipolares, quando necessário, deve ser previsto um sistema de fixação por meio de braçadeiras de material não magnético ou, quando de aço, tenham o circuito magnético interrompido, com o objetivo de absorver os esforços eletromagnéticos resultantes.
A força eletrodinâmica entre dois cabos unipolares para o caso de um curto-circuito bipolar pode ser determinada pela equação:

Onde:
Is..........corrente de curto-circuito assimétrica (kA);
d...........distância entre centros (mm).