A tensão nominal dos cabos de controle não deve ser inferior à tensão operacional do circuito em questão e deve atender aos requisitos relativos a sobretensões transitórias e de frequência -potência às quais pode estar sujeito. Para garantir que o escopo do impacto seja minimizado em caso de quebra de isolamento, danos mecânicos ou incêndio, o padrão nacional GB50217-91, *Código para Projeto de Cabos em Projetos de Energia Elétrica*, estipula que dois conjuntos de sistemas que exigem maior confiabilidade,-como aqueles para proteção redundante (circuitos de corrente e tensão), fontes de alimentação CC e circuitos de controle de desarme, devem utilizar cabos de controle separados e independentes.
Depois que os cabos de controle são colocados em operação, surgem problemas relacionados à interferência elétrica entre diferentes núcleos dentro do mesmo cabo e entre cabos colocados em estreita proximidade paralela. As principais causas dessa interferência elétrica incluem:
(1) Interferência eletrostática resultante de tensões aplicadas agindo através de acoplamento capacitivo entre núcleos de cabos;
(2) Interferência de indução eletromagnética gerada pelo fluxo de corrente. De modo geral, a interferência elétrica é mais grave quando fontes de interferência de alta-tensão ou alta{3}}corrente estão presentes nas proximidades; além disso, devido ao espaçamento mínimo entre núcleos dentro de um único cabo, o grau de interferência entre estes núcleos é significativamente maior do que aquele que ocorre entre cabos paralelos colocados próximos. Por exemplo, no circuito de controle de um disjuntor-separado por fase em uma determinada subestação de ultra-alta-tensão-onde um único cabo era compartilhado por todas as três fases-ocorreu um incidente no qual o pulso de controle destinado a uma fase específica acionou inadvertidamente os tiristores das outras fases, resultando em um disparo simultâneo errôneo de todas as três fases. Depois de mudar posteriormente para cabos separados e independentes para cada fase, não ocorreram mais ocorrências de operação incorreta. Da mesma forma, no sistema de monitoramento de computador de uma determinada usina de energia, o roteamento de linhas de sinal analógico-de baixo nível e as linhas de alimentação para transmissores através do mesmo cabo de quatro-núcleos resultou na geração de uma tensão de interferência de 70V nas linhas de sinal; para circuitos de sinal de baixo-nível operando na faixa de milivolts, tal interferência obviamente prejudica a operação normal.
As medidas para prevenir ou mitigar a interferência elétrica enquadram-se principalmente nas três categorias seguintes:
1. Aterre um núcleo sobressalente do cabo de controle.
A experiência prática demonstrou que o aterramento de um núcleo sobressalente dentro de um cabo de controle pode reduzir a amplitude da tensão de interferência entre 25% e 50% do seu nível original. Esta medida é simples de implementar e acrescenta apenas uma quantia insignificante ao custo total do cabo.
2. Circuitos onde a interferência elétrica possa levar a consequências graves não devem compartilhar o mesmo cabo de controle.
Isso inclui: (1) malhas de controle de sinal de baixa-tensão e malhas de controle de sinal de alta-tensão; (2) loops de sinal de baixo-nível e loops de sinal-de alto nível; e (3) os circuitos de controle de baixa-tensão individuais para a operação-separada de fase dos disjuntores CA-nenhum dos quais deve utilizar o mesmo cabo de controle. No entanto, se os condutores de saída e retorno de um único par dentro de um circuito de baixa tensão forem roteados através de cabos de controle diferentes, seu layout físico durante a instalação poderá inadvertidamente formar um circuito fechado. Sob a influência da ligação de fluxo eletromagnético de fontes de energia próximas, uma força eletromotriz induzida (EMF) pode ser gerada dentro deste circuito. A magnitude desse EMF induzido pode interferir significativamente nos parâmetros de-baixo nível do circuito-de baixa tensão; portanto, é geralmente aconselhável encaminhar os condutores de saída e retorno de tais circuitos juntos dentro de um único cabo de controle.
3. Blindagem Metálica e Aterramento da Blindagem
A blindagem metálica é uma medida crucial para atenuar e prevenir interferências elétricas. Os métodos de blindagem incluem blindagem geral (cobrindo todos os núcleos), blindagem individual (cobrindo núcleos específicos) e blindagem geral de-camada dupla. A seleção do tipo de blindagem metálica apropriado para um cabo de controle deve ser baseada na intensidade prevista de interferência elétrica potencial, ao mesmo tempo em que leva em consideração estratégias abrangentes de supressão de interferência, a fim de satisfazer os requisitos de redução de interferências e sobretensões. Geralmente, quanto mais rigorosos forem os requisitos de supressão de interferências, maior será o custo de investimento correspondente; por exemplo, ao utilizar armadura de fita de aço ou trança de fio de aço para blindagem, o custo do cabo normalmente aumenta em aproximadamente 10% a 20%.
Com relação à interferência em circuitos de controle de energia de alta-tensão-devido à força inerente de seus sinais-cabos de controle sem blindagem metálica são geralmente aceitáveis, exceto em cenários específicos, como instalação em quadros de distribuição de tensão ultra-alta-ou quando roteados em proximidade paralela a cabos de energia de alta-tensão em distâncias estendidas. Para cabos de controle utilizados em circuitos de controle de sinal de baixa-tensão, se o ambiente de instalação estiver sujeito a interferências e faltarem medidas anti{8}}interferência externas eficazes, é aconselhável selecionar cabos de controle equipados com blindagem metálica. Esta precaução serve para evitar que interferências elétricas causem mau funcionamento nos circuitos de sinal de baixo{10}}nível ou levem à quebra do isolamento. Alternativamente, se os cabos de controle para loops de baixa tensão puderem ser fisicamente separados dos cabos de energia por uma distância suficiente, ou se forem roteados através de conduítes de aço, a interferência elétrica externa poderá ser efetivamente reduzida dentro dos limites permitidos. Os princípios para selecionar o tipo de blindagem para cabos de controle dentro dos circuitos de sinal de um sistema de monitoramento de computador são os seguintes:
(1) Para sinais discretos (digitais), pode ser utilizada blindagem geral.
(2) Para sinais analógicos-de alto nível, recomenda-se a blindagem geral cobrindo os pares trançados; quando necessário, também pode ser empregada blindagem individual para cada par trançado.
(3) Para sinais analógicos-de baixo nível ou sinais de pulso, recomenda-se blindagem individual para cada par trançado; quando necessário, uma blindagem geral composta-incorporando blindagem individual para os pares trançados-também pode ser empregada.
Quanto aos métodos de aterramento das camadas de blindagem, devem ser observados os seguintes pontos:
(1) As camadas de blindagem dos cabos de controle dentro dos loops de sinal analógico de um sistema de monitoramento e controle de computador devem preferencialmente utilizar aterramento de ponto único-centralizado. A justificativa para isso reside na necessidade de garantir a operação adequada do sistema, já que uma tensão de interferência de aproximadamente 1 V pode levar a erros na tomada de decisão lógica-; o aterramento de ponto único-centralizado evita efetivamente a ocorrência de loops de aterramento.
(2) Com exceção das camadas de blindagem para cabos de sistema de controle e monitoramento de computador-que são estritamente limitadas ao aterramento centralizado de-ponto único-, as camadas de blindagem de outros cabos de controle devem geralmente adotar aterramento de dois-pontos quando a interferência de indução eletromagnética for significativa, enquanto o aterramento de-ponto único deve ser adotado quando a interferência de indução eletrostática for significativa.
(3) Para cabos com blindagem dupla ou blindagem geral composta, a camada de blindagem interna deve preferencialmente utilizar aterramento de-ponto único, enquanto a camada de blindagem externa pode utilizar aterramento de dois-pontos.
(4) Ao selecionar o aterramento de dois-pontos, deve-se considerar também a garantia de que a camada de blindagem não será danificada ou queimada sob a influência de correntes transitórias.
