A modernização das redes eléctricas urbanas tornou-se uma iniciativa de infra-estrutura fundamental para as cidades modernas.A integração de sistemas fotovoltaicos distribuídos, e a renovação do sistema eléctrico em zonas residenciais mais antigas estão a conduzir a um aumento contínuo das demandas de transmissão de energia nas redes de distribuição.Os cabos velhos enfrentam sérios desafios, incluindo capacidade de transmissão insuficiente, fraca adaptabilidade espacial, desempenho inadequado em matéria de segurança contra incêndio e curta vida útil.
Os cabos de baixa tensão (0,6/1 kV) e de média tensão (3,6/6 kV 8,7/15 kV) constituem a espinha dorsal dos sistemas de distribuição de energia urbana.A construção de redes urbanas está sujeita a numerosas restrições, como os estreitos túneis subterrâneos de serviços públicos., alta densidade de edifícios, janelas de construção limitadas, regulamentos ambientais de ruído rigorosos e normas de segurança pública rigorosas.Os cabos normais já não são suficientes para satisfazer as exigências destes ambientes urbanos complexos.
Este artigo analisa os principais desafios na renovação da rede eléctrica urbana, apresenta soluções de cabos de baixa e média tensão otimizadas, fornece uma tabela de comparação de parâmetros técnicos,compartilha estudos de caso típicos de projectos urbanos, e oferece recomendações práticas sobre a selecção e instalação de produtos para projetistas elétricos, engenheiros de serviços públicos e empreiteiros de infra-estruturas.
- Espaço subterrâneo limitado:Os túneis e as trincheiras de cabos existentes têm um espaço restante limitado. Os cabos circulares tradicionais ocupam uma grande área de secção transversal, limitando a instalação de novos cabos.
- Requisitos de segurança mais elevados:As áreas residenciais densamente povoadas, os túneis subterrâneos e as secções adjacentes aos metrôs impõem requisitos mais rigorosos no que diz respeito ao retardamento de chamas, resistência ao fogo e baixa quantidade de fumaça.desempenho zero halogénio (LSZH).
- Incerteza relativa ao crescimento da carga:A integração de estações de carregamento de veículos elétricos, instalações de armazenamento de energia e sistemas fotovoltaicos distribuídos leva a aumentos repentinos das cargas dinâmicas,exigindo que os cabos tenham uma tolerância de sobrecarga suficiente.
- Ambiente urbano de construção complexo:Os horários apertados e as interferências significativas do tráfego exigem cabos com excelente flexibilidade de curvatura e facilidade de instalação.
- Requisitos de fiabilidade operacional a longo prazo:As interrupções de energia urbana têm um impacto social generalizado; os operadores de rede exigem que os cabos possuam características como resistência ao envelhecimento, resistência à árvore de água e uma longa vida útil.
Normas de referência: IEC 60502, GB/T 12706, GB/T 19666
| Tipo de cabo | Grau de tensão | Temperatura máxima de funcionamento contínua | Vantagem Core Otimizada | Aplicação urbana típica |
|---|---|---|---|---|
| Cabos convencionais MV XLPE | 8.7/15 kV | 90°C | Universal e rentável | Novo bairro urbano |
| Cabo MV XLPE compactado | 8.7/15 kV | 90°C | Pequeno diâmetro exterior, poupar espaço no tubo | Reconstrução da antiga galeria de cabos estreita |
| Cable MV resistente a árvores de água | 8.7/15 kV | 90°C | Anti-envelhecimento das árvores aquáticas | Águas subterrâneas altas, linhas subterrâneas de cidades costeiras |
| LSZH Cabo MV ignífugo | 8.7/15 kV | 90°C | Fumo baixo, zero halogênio, retardador de chama | Corredor de tubulações urbanas abrangentes |
| Cabo LSZH LV resistente ao fogo | 0.6/1kV | 90°C | Mantenha o circuito sob fogo. | Fornecimento de energia de emergência para residências de arranha-céus |
| Cabo LV de liga de alumínio compacto | 0.6/1kV | 90°C | Leve e fácil de instalar | Transformação da rede urbana antiga |
| Cabo LV especial de carregamento de veículos eléctricos | 0.6/1kV | 90°C | Carga anti-impacto, dobra repetida | Rede urbana de estações públicas de recarga |
- Túnels em zonas urbanas mais antigas com espaço limitado: dar prioridade a cabos de média tensão com condutores compactos.
- Túnels de serviços públicos e edifícios de grandes dimensões: utilização obrigatória de cabos ignífugos/fogo-resistentes de baixo teor de fumaça e de halogênio zero (LSZH).
- Cidades costeiras e zonas com níveis elevados de águas subterrâneas: selecionar cabos de média tensão XLPE resistentes a árvores de água.
- Reequipamento de complexos residenciais: equilibrar a capacidade de transmissão, a facilidade de instalação e o orçamento total do projeto.
- Cabos urbanos pouco profundos: reforçar a proteção da bainha exterior para evitar danos mecânicos causados pela construção de estradas.
- Janela de construção curta: Instalar pré-viamente acessórios de cabos na fábrica para reduzir o tempo de trabalho no local.
- Controle rigorosamente o raio de flexão mínimo dos cabos dentro de trincheiras urbanas estreitas para evitar micro-fissuras na camada de isolamento.
- Cabos de circuitos múltiplos densamente instalados: ajustar adequadamente os fatores de redução da capacidade de carga de corrente para evitar o acúmulo de calor.
Os cabos da rede eléctrica urbana exigem tipicamente uma vida útil de 25 a 30 anos; por conseguinte, as especificações devem ser selecionadas para evitar uma engenharia excessiva ou insuficiente.Recomenda-se colaborar com os fornecedores para realizar testes de isolamento pré-comissionamento e monitorização periódica das descargas parciais de linhas troncais de média tensão..
A modernização e a renovação das redes eléctricas urbanas enfrentam múltiplas restrições no que diz respeito ao espaço, à segurança, ao impacto ambiental e aos prazos dos projetos;Uma única especificação de cabo não pode satisfazer os requisitos de todos os cenários de aplicação urbana. Ao implantar estrategicamente cabos compactos de média tensão XLPE, cabos resistentes ao fogo de baixo fumo e zero halogênio (LSZH), cabos resistentes a árvores de água e cabos de liga leve de baixa tensão,desafios essenciais, tais como o congestionamento nos túneis subterrâneos, os riscos de incêndio e o envelhecimento do isolamento causados por ambientes úmidos podem ser eficazmente combatidos.
Para os projetistas de redes eléctricas urbanas e empreiteiros de engenharia, soluções de cabos diferenciadas e otimizadas podem reduzir o investimento redundante, encurtar os prazos de construção,e melhorar a estabilidade operacional a longo prazo das redes de distribuição urbanasA selecção criteriosa de cabos serve como pedra angular para a construção de uma rede de energia urbana moderna segura, eficiente e preparada para o futuro.
