Tipos de cables utilizados en túneles de metro: una guía de selección completa para proyectos de metro

Un túnel de metro es uno de los lugares más difíciles para instalar un cable eléctrico. El espacio es reducido, la atmósfera es húmeda y a menudo químicamente agresiva, el acceso para mantenimiento está limitado a unas pocas horas por la noche y una sola falla durante las horas de servicio puede dejar atrapados a miles de pasajeros bajo tierra. Los túneles también vibran, transportan corrientes de tracción parásitas y deben permanecer transitables para la evacuación en caso de que se produzca un incendio.

Por eso ningún proyecto de metro se construye con un solo "cable túnel". Una línea moderna utiliza varias familias de cables a la vez: cables de distribución de media tensión, cables de tracción de CC, auxiliares de baja tensión. cables de alimentación , cables de control y señalización, cables resistentes al fuego para circuitos de seguridad humana y cables de comunicación como el cable coaxial radiante. Las secciones siguientes explican qué hace cada tipo y qué propiedades deciden si pertenece a una especificación de túnel.

Por qué la selección de cables para túneles es diferente

Antes de comparar productos, es útil comprender las condiciones que impone un túnel a cada cable instalado en su interior.

• Comportamiento del fuego y el humo. Los cables se encuentran entre las cargas de combustible más grandes en un túnel, por lo que la propagación de llamas, la liberación de calor, la densidad del humo y la emisión de gases ácidos se tratan como criterios de diseño principales en lugar de extras opcionales.
• Humedad y aguas subterráneas. Muchos túneles se encuentran debajo del nivel freático y las rutas de cable a menudo pasan por zonas de drenaje donde el agua está presente durante décadas.
• Espacio restringido. El espacio entre soportes, el radio de curvatura y la carga de la bandeja son ajustados, lo que favorece cables con características de instalación predecibles y probadas.
• Vibración y movimiento. La vibración continua del tren y la respiración del túnel requieren conductores flexibles y listones correctamente espaciados.
• Corrientes parásitas e interferencias. Las corrientes de retorno de tracción y los variadores de frecuencia crean ruido eléctrico, por lo que las prácticas de apantallamiento y conexión a tierra son tan importantes como el propio cable.
• Larga vida útil. La vida útil del diseño suele ser de 30 a 50 años y casi no hay oportunidad de volver a tirar de un cable, por lo que el rendimiento envejecido supera el costo inicial.

Por lo tanto, las especificaciones de Metro se basan en un conjunto familiar de estándares: IEC 60502-2 para cables de media tensión, IEC 60332-1 e IEC 60332-3 para la propagación de llamas, IEC 60331 para la integridad del circuito bajo fuego, IEC 60754 para gases ácidos halógenos e IEC 61034 para la densidad del humo. Se debe leer una hoja de datos en relación con los resultados de estas pruebas, no en relación con el lenguaje de marketing.

Los principales tipos de cables utilizados en los túneles del metro

La siguiente tabla resume los tipos de cables que normalmente se encuentran a lo largo del recorrido de un túnel de metro, junto con la función que realiza cada uno. La lista está organizada por función, porque dos cables con voltajes nominales idénticos pueden tener trabajos subterráneos muy diferentes.

Una única sección de túnel puede contener las ocho familias. A continuación se describen los grupos que exigen una especificación más cuidadosa.

Cables de Distribución de Media Tensión y Tracción DC

Cables de distribución con aislamiento XLPE

Las subestaciones de tracción suelen estar separadas entre uno y dos kilómetros y conectadas a la red pública a través de un anillo de media tensión. Estos circuitos en anillo y de alimentación son casi siempre cables aislados con XLPE con capacidades entre 3,6/6 kV y 26/35 kV, tendidos como cables unipolares en forma de trébol o como cables tripolares con una pantalla metálica común. La pantalla transporta corriente de falla a tierra y controla el campo eléctrico, por lo que su sección transversal debe especificarse en lugar de asumirse.

Cables de alimentación de tracción CC

La segunda gran familia de potencia alimenta los carriles de rodadura. Los sistemas de tercer carril normalmente funcionan a 750 V CC, mientras que los sistemas de líneas aéreas de contacto suelen funcionar a 1500 V CC. Normalmente se trata de cables unipolares con pesadas pantallas de cobre o conductores concéntricos, elegidos principalmente para limitar la corrosión por corrientes parásitas de los revestimientos de túneles, refuerzos y estructuras metálicas enterradas. El aislamiento suele ser XLPE, con un revestimiento libre de halógenos y baja emisión de humo cuando el operador requiere una reducción del humo en caso de emergencia.

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Cables de Control, Señalización y Comunicación

Cables de control

Cables de control 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.

Cables blindados de instrumentación y señal.

Los cables de instrumentación blindados transportan señales de control y medición de bajo nivel entre sensores, unidades de monitoreo y estaciones remotas SCADA. La construcción habitual es de pares trenzados con pantallas individuales y generales más un cable de drenaje, con capacidad de 300/500 V. La pantalla está ahí para evitar interferencias en lugar de transportar corriente de falla, y debe estar conectada a tierra solo en un extremo para evitar la circulación de corrientes a lo largo del túnel.

Cable coaxial radiante

Las señales de radio no viajan muy lejos alrededor de las curvas de los túneles, por lo que los metros utilizan un cable coaxial radiante, a menudo llamado cable de alimentación con fugas, montado a lo largo de la pared del túnel. Su conductor exterior ranurado permite que el cable actúe como una antena larga, proporcionando cobertura continua para la comunicación tren-tierra y la radio de los servicios de emergencia.

Cable blindado para computadoras e instrumentos Descripción general del producto Los cables blindados para computadoras e instrumentos son cables especializados de transmisión de señales de bajo voltaje diseñados para computadoras electrónicas, instrumentos eléctricos... Ver producto →

Cables resistentes al fuego y retardantes de llama

Retardante de llama y resistente al fuego no son lo mismo. Un cable ignífugo resiste la propagación de la llama, verificado por IEC 60332-1 para un solo cable y IEC 60332-3 para un haz vertical, pero no es necesario que siga funcionando durante un incendio. Un cable resistente al fuego agrega una barrera de cinta de mica alrededor del conductor para que el circuito continúe funcionando durante un período definido, comúnmente 30, 60 o 120 minutos cuando se prueba según IEC 60331. Por este motivo, la iluminación de emergencia, los ventiladores de extracción de humo, las bombas contra incendios, los ascensores de evacuación y las comunicaciones de túneles normalmente están conectados con cable resistente al fuego.

El humo es la otra mitad de la ecuación. Los compuestos libres de halógenos y con bajo nivel de humo limitan el gas ácido halógeno a IEC 60754 y la densidad del humo a IEC 61034, lo que mantiene utilizables las rutas de escape y el acceso de extinción de incendios. Si está pesando estos grados para una ruta específica, nuestra descripción general de Tres principios para seleccionar cables retardantes de llama. es un punto de partida útil.

Serie de cables retardantes de llama y resistentes al fuego Descripción general del producto En los sistemas de seguridad industriales y arquitectónicos modernos, el comportamiento de los cables frente al fuego es la piedra angular para minimizar las pérdidas relacionadas con el fuego y asegurar... Ver producto →

Protección contra agua, roedores y daños mecánicos

El comportamiento frente al fuego es sólo una parte de la especificación. Los túneles combinan aire húmedo, agua de drenaje, actividad de roedores y tensión mecánica constante, por lo que las capas exteriores del cable realizan un trabajo real:

• Cintas de bloqueo de agua o polvo hinchable en los intersticios de los conductores, para rutas por debajo del nivel freático.
• Armadura de cinta de acero o alambre de acero donde los cables están enterrados en la parte inferior o expuestos al impacto.
• Revestimiento resistente a termitas y roedores en túneles que atraviesan tierra, relleno antiguo o recortes de vegetación.
• Corrija el espaciado de los listones y el sellado cortafuegos en cada penetración de la pared, para que el fuego del cable no se propague entre las secciones.

Una lista de verificación de especificaciones para proyectos de túneles

Cuando prepare un cronograma de cable para un túnel de metro, analice los siguientes puntos antes de publicar la consulta:

1. Separar circuitos por función: potencia de tracción, potencia auxiliar, control, señal y comunicación.
2. Confirmar la clase de tensión, material del conductor y sección de pantalla requerida por el estudio de puesta a tierra y corrientes parásitas.
3. Indique el comportamiento al fuego necesario para cada circuito: retardante de llama, resistente al fuego con tiempo de integridad del circuito, o ambos.
4. Especifique los límites de humo y gases ácidos, por ejemplo IEC 61034 e IEC 60754, para todos los cables en áreas ocupadas.
5. Definir la protección del medio ambiente: bloqueo del agua, blindaje, resistencia a los roedores.
6. Verifique el radio de curvatura y el espacio entre los listones con la sección transversal real del túnel y la disposición de los soportes.
7. Solicite informes de pruebas tipográficas y certificaciones de terceros, no solo una descripción del catálogo.

Elegir un socio de cable para trabajos en túneles

El cable para túneles es un compromiso a largo plazo y vale la pena obtenerlo de un fabricante que comprenda los perfiles de servicio del metro en lugar de uno que simplemente indique un voltaje. Nuestro propio base de fabricación en Guanlin, Yixing , conocida en la industria como China Cable City, produce energía, equipos, cables aéreos y especiales desde 1998, con las construcciones de media tensión, control, resistentes al fuego y de tránsito ferroviario que normalmente requieren los proyectos de túneles. Los sistemas de gestión de calidad, medio ambiente, salud ocupacional, energía y propiedad intelectual están certificados según las normas ISO, y los productos cuentan con aprobaciones de terceros, incluida la certificación TUV, que es importante cuando se debe defender una especificación en una revisión de diseño.

Si está armando un cronograma de cables para un túnel subterráneo, envíenos la lista del circuito y los requisitos de comportamiento ante incendios. Le ayudaremos a relacionar cada ruta con un tipo de cable que funcione en servicio, no solo en papel.