Tipos de cabos usados ​​em túneis de metrô: um guia completo de seleção para projetos de metrô

Um túnel de metrô é um dos locais mais difíceis para instalar um cabo elétrico. O espaço é confinado, a atmosfera é úmida e muitas vezes quimicamente agressiva, o acesso para manutenção é limitado a algumas horas da noite e uma única falha durante o horário de serviço pode deixar milhares de passageiros presos no subsolo. Os túneis também vibram, transportam correntes de tração parasitas e devem permanecer transitáveis ​​para evacuação em caso de incêndio.

É por isso que nenhum projeto de metrô é construído com um único “cabo túnel”. Uma linha moderna utiliza diversas famílias de cabos ao mesmo tempo: cabos de distribuição de média tensão, cabos de tração CC, cabos auxiliares de baixa tensão cabos de alimentação , cabos de controle e sinalização, cabos resistentes ao fogo para circuitos de segurança humana e cabos de comunicação, como cabos coaxiais radiantes. As seções abaixo explicam o que cada tipo faz e quais propriedades decidem se ele pertence a uma especificação de túnel.

Por que a seleção do cabo de túnel é diferente

Antes de comparar produtos, é útil compreender as condições que um túnel impõe a cada cabo instalado no seu interior.

• Comportamento de fogo e fumaça. Os cabos estão entre as maiores cargas de combustível em um túnel, portanto, a propagação da chama, a liberação de calor, a densidade da fumaça e a emissão de gases ácidos são tratadas como critérios primários de projeto, e não como extras opcionais.
• Umidade e águas subterrâneas. Muitos túneis ficam abaixo do lençol freático e as rotas de cabos muitas vezes passam por zonas de drenagem onde a água está presente há décadas.
• Espaço restrito. O espaçamento dos suportes, o raio de curvatura e o carregamento da bandeja são todos apertados, o que favorece cabos com características de instalação testadas e previsíveis.
• Vibração e movimento. A vibração contínua do trem e a respiração do túnel exigem condutores flexíveis e travas corretamente espaçadas.
• Correntes parasitas e interferências. As correntes de retorno de tração e os acionamentos de frequência variável criam ruído elétrico, portanto, a prática de blindagem e aterramento é tão importante quanto o próprio cabo.
• Longa vida útil. A vida útil do projeto é normalmente de 30 a 50 anos, com quase nenhuma oportunidade de puxar novamente um cabo, portanto, o desempenho antigo supera o custo inicial.

As especificações do metrô, portanto, baseiam-se em um conjunto familiar de padrões: IEC 60502-2 para cabos de média tensão, IEC 60332-1 e IEC 60332-3 para propagação de chamas, IEC 60331 para integridade de circuito sob fogo, IEC 60754 para gás ácido halogênio e IEC 61034 para densidade de fumaça. Uma folha de dados deve ser lida em relação a esses resultados de teste, e não em relação à linguagem de marketing.

Os principais tipos de cabos utilizados em túneis de metrô

A tabela abaixo resume os tipos de cabos normalmente encontrados ao longo da rota de um túnel metropolitano, juntamente com a função que cada um desempenha. A lista é organizada por função, porque dois cabos com tensões nominais idênticas podem ter trabalhos subterrâneos muito diferentes.

Uma única seção do túnel pode conter todas as oito famílias. Os grupos que exigem especificações mais cuidadosas são descritos a seguir.

Cabos de distribuição de média tensão e tração CC

Cabos de distribuição isolados em XLPE

As subestações de tração geralmente estão espaçadas de um a dois quilômetros e conectadas à rede pública por meio de um anel de média tensão. Esses circuitos de anel e alimentador são quase sempre cabos isolados em XLPE classificados entre 3,6/6 kV e 26/35 kV, colocados como cabos unipolares em formação de trevo ou como cabos tripolares com uma blindagem metálica comum. A blindagem transporta corrente de falta à terra e controla o campo elétrico, portanto sua seção transversal deve ser especificada em vez de assumida.

Cabos de alimentação de tração DC

A segunda maior família de energia alimenta os trilhos. Os sistemas de terceiro trilho normalmente operam a 750 V CC, enquanto os sistemas de catenárias geralmente operam a 1.500 V CC. Normalmente são cabos unipolares com blindagens de cobre pesadas ou condutores concêntricos, escolhidos principalmente para limitar a corrosão por correntes parasitas em revestimentos de túneis, reforços e estruturas metálicas enterradas. O isolamento geralmente é XLPE, com revestimento de baixa fumaça e zero halogênio sempre que o operador precisar reduzir a fumaça em uma emergência.

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Cabos de Controle, Sinalização e Comunicação

Cabos de controle

Cabos de controle operate the equipment that keeps a tunnel habitable: ventilation fans, drainage pumps, platform screen doors, lighting contactors and switchgear. They are multi-core, generally rated 450/750 V, with PVC, cross-linked polyolefin or LSZH insulation. Where variable-frequency drives are involved, a braided or foil screen is added to contain switching noise.

Instrumentação blindada e cabos de sinal

Cabos de instrumentação blindados transportam sinais de medição e controle de baixo nível entre sensores, unidades de monitoramento e estações externas SCADA. A construção usual é de pares trançados com blindagens individuais e gerais, além de um fio dreno, classificado como 300/500 V. A blindagem existe para evitar interferências, em vez de transportar corrente de falha, e deve ser aterrada em uma extremidade apenas para evitar correntes circulantes ao longo do túnel.

Cabo coaxial radiante

Os sinais de rádio não viajam muito nas curvas dos túneis, por isso os metrôs usam cabos coaxiais radiantes, geralmente chamados de cabos alimentadores com vazamento, montados ao longo da parede do túnel. Seu condutor externo com fenda permite que o cabo atue como uma antena longa, fornecendo cobertura contínua para comunicação trem-solo e rádio para serviços de emergência.

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Cabos resistentes ao fogo e retardadores de chamas

Retardante de chama e resistente ao fogo não são a mesma coisa. Um cabo retardador de chama resiste à propagação de chamas, verificado pela IEC 60332-1 para um cabo único e pela IEC 60332-3 para um feixe vertical, mas não é necessário continuar funcionando durante um incêndio. Um cabo resistente ao fogo adiciona uma barreira de fita de mica ao redor do condutor para que o circuito continue a funcionar por um período definido, normalmente 30, 60 ou 120 minutos quando testado de acordo com a IEC 60331. Iluminação de emergência, ventiladores de extração de fumaça, bombas de incêndio, elevadores de evacuação e comunicações em túneis são normalmente conectados com cabos resistentes ao fogo por esse motivo.

A fumaça é a outra metade da equação. Os compostos de baixo teor de fumaça e zero halogênio limitam o gás ácido halogênio à IEC 60754 e a densidade da fumaça à IEC 61034, o que mantém as rotas de fuga e o acesso para combate a incêndios utilizáveis. Se você estiver avaliando essas notas para uma rota específica, nossa visão geral de três princípios para selecionar cabos retardadores de chama é um ponto de partida útil.

Série de cabos retardadores de chama e resistentes ao fogo Visão geral do produto Em sistemas modernos de segurança arquitetônica e industrial, o desempenho dos cabos contra incêndio é a base para minimizar as perdas relacionadas ao incêndio e proteger... Ver Produto →

Proteção contra água, roedores e danos mecânicos

O desempenho contra incêndio é apenas parte da especificação. Os túneis combinam ar úmido, água de drenagem, atividade de roedores e estresse mecânico constante, para que as camadas externas do cabo façam um trabalho real:

• Fitas bloqueadoras de água ou pó expansor nos interstícios dos condutores, para rotas abaixo do lençol freático.
• Fita de aço ou blindagem de fio de aço onde os cabos são enterrados ao contrário ou expostos ao impacto.
• Revestimento resistente a cupins e roedores em túneis que passam pelo solo, aterros antigos ou estacas com vegetação.
• Espaçamento correto das presilhas e vedação corta-fogo em cada penetração na parede, para que o fogo do cabo não se espalhe entre as seções.

Uma lista de verificação de especificações para projetos de túneis

Ao preparar uma programação de cabos para um túnel de metrô, analise os seguintes pontos antes de liberar a consulta:

1. Circuitos separados por função: potência de tração, potência auxiliar, controle, sinalização e comunicação.
2. Confirme a classe de tensão, o material do condutor e a seção transversal da blindagem exigidos pelo estudo de aterramento e correntes parasitas.
3. Indique o desempenho ao fogo necessário para cada circuito: retardador de chama, resistente ao fogo com tempo de integridade do circuito ou ambos.
4. Especifique os limites de fumaça e gases ácidos, por exemplo IEC 61034 e IEC 60754, para todos os cabos em áreas ocupadas.
5. Definir a proteção ambiental: bloqueio de água, blindagem, resistência a roedores.
6. Verifique o raio de curvatura e o espaçamento das presilhas em relação à seção transversal real do túnel e ao layout do suporte.
7. Solicite relatórios de teste de tipo e certificação de terceiros, não apenas uma descrição do catálogo.

Escolhendo um parceiro de cabo para trabalhos em túneis

O cabo túnel é um compromisso de longo prazo e vale a pena adquiri-lo de um fabricante que entende os perfis de serviço do metrô, em vez de alguém que simplesmente cita uma tensão. Nosso próprio base de produção em Guanlin, Yixing , conhecida em todo o setor como China Cable City, produz energia, equipamentos, cabos aéreos e especiais desde 1998, com construções de média tensão, controle, resistentes ao fogo e de trânsito ferroviário que os projetos de túneis normalmente exigem. Os sistemas de gestão de qualidade, meio ambiente, saúde ocupacional, energia e propriedade intelectual são certificados de acordo com os padrões ISO, e os produtos possuem aprovações de terceiros, incluindo a certificação TUV, que é importante quando uma especificação precisa ser defendida na revisão do projeto.

Se você estiver montando um cronograma de cabos para um túnel de metrô, envie-nos a lista de circuitos e os requisitos de desempenho contra incêndio. Ajudaremos você a combinar cada rota com um tipo de cabo que funcione em serviço, não apenas no papel.