Guia de Seleção de Cabos para Mineração: 8 Passos para Equipamentos Móveis

Seleção de cabos para mineração: a resposta rápida

Selecione um cabo para mineração nesta ordem: defina a máquina e o trajeto, classifique como o cabo se move, calcule o regime elétrico, mapeie o circuito de proteção, especifique a construção completa do cabo, documente os riscos mecânicos e ambientais, confirme a norma vigente e valide o projeto proposto em relação a uma lista de cabos por escrito.

A tensão é apenas um filtro, não o método de seleção. Dois cabos podem compartilhar a mesma classe de tensão e ainda assim apresentar flexibilidade de condutores, blindagens, condutores piloto, reforços, revestimentos externos, limites de curvatura e movimentos para os quais foram projetados de forma diferente. Escolher apenas pela tensão é um pouco como escolher botas de trabalho apenas pelo tamanho: tecnicamente relevante, mas sem informações suficientes sobre o local de uso.

1. Defina a máquina, o circuito e a rota.

Comece pelo equipamento, pois o cabo se comporta como parte integrante da máquina. Registre se o circuito alimenta uma carregadeira, perfuratriz, cortadora, escavadeira, dragline, bomba, transportador, tuneladora, subestação móvel ou outra carga. Em seguida, mapeie o ponto de alimentação, o trajeto do cabo, a distância percorrida, o comprimento do cabo e cada guia, rolete, polia, cruzamento e ponto de entrada.

O trajeto muitas vezes revela a necessidade que o nome do produto esconde. Um cabo que se desloca 5 m durante a manutenção tem um regime de serviço diferente de um que acompanha uma carregadeira durante todo o turno. O mesmo se aplica a um cabo de bomba mantido na vertical, a um cabo de dragline atravessando rocha fragmentada e a um cabo de enrolamento passando por uma curva em S.

• Equipamento: Tipo de máquina, potência nominal, tipo de motor ou acionamento, método de partida e ciclo de operação.
• Rota: Ponto de alimentação, deslocamento, trechos verticais, cruzamentos, guias, exposição a veículos e acesso para inspeção.
• Instalação existente: Marcação do cabo, comprimento, terminações, acopladores, prensa-cabos, detalhes do carretel e do alívio de tensão.
• Evidências de serviço: Fotografias de todo o percurso, carretel, pontos de entrada e locais onde ocorram danos repetidos.

2. Classifique o regime fixo, de arrasto, de enrolamento e com manipulador de cabos

Um cabo de arrasto é deslocado com o equipamento móvel e pode entrar em contacto com o solo ou passar por um sistema de manuseamento. Um cabo de enrolamento enrola e desenrola repetidamente num tambor. Um cabo alimentador normalmente alimenta equipamento de distribuição sem essa mesma flexão contínua. Quando esse alimentador nunca se move, consulte o cabo mineiro armado e estático para a construção de rota fixa. A WorkSafe Western Australia trata o arrasto e o enrolamento como serviços distintos e associa-os a requisitos de segurança e de continuidade de terra específicos do equipamento nos sistemas aplicáveis.

Para um carretel, informe o diâmetro do núcleo do tambor, o diâmetro do flange, a largura útil, o número de camadas, o ângulo de desvio, a velocidade da linha, a aceleração, a força de tração, as mudanças de direção e se o cabo sofre torção ou curvatura reversa. Para uma rota de arrasto, informe a distância de arrasto, a superfície, a tração, os cruzamentos e o método de manuseio. O tambor não costuma se ajustar após a chegada do cabo, portanto, confirme sua geometria antes de fazer o pedido.

Use o dedicado Guia de cabo de enrolamento versus cabo de arrasto para mineração quando o movimento é a primeira decisão ainda não resolvida.

3. Calcule a tensão, a corrente, a ampacidade e a queda de tensão.

Confirme a tensão de operação do sistema e a tensão nominal do cabo; elas estão relacionadas, mas não são intercambiáveis. Calcule a corrente de carga a partir dos dados do equipamento e, em seguida, avalie a carga de partida ou cíclica, o comprimento do percurso, a queda de tensão admissível, as condições ambientais, o agrupamento, o método de instalação e as premissas de temperatura utilizadas para a capacidade de condução de corrente.

Os cabos DLO unipolares de 2 kV em perfuratrizes, escavadeiras e ligações de geradores partem dos valores base em ar livre ou em eletroduto da Tabela de capacidade de corrente do cabo DLO, antes das correções de ambiente, agrupamento e terminais descritas neste passo.

IEC 60228 Define os requisitos dos condutores dentro do seu escopo, enquanto as normas de cabos de mineração e os dados do fabricante acrescentam detalhes de construção e de aplicação. Nenhuma dessas fontes substitui o cálculo do projeto. Um profissional de eletricidade qualificado deve confirmar a área do condutor, a coordenação da proteção, a capacidade de suportar curto-circuito e a queda de tensão para o circuito em questão.

4. Verifique a compatibilidade das blindagens, do aterramento e dos circuitos de verificação de aterramento.

Os condutores de aterramento fornecem o caminho de aterramento para os equipamentos. Um condutor de verificação de aterramento faz parte de um circuito de monitoramento usado para verificar a continuidade do circuito de aterramento em sistemas aplicáveis. Eles têm funções diferentes, e o fornecedor precisa da configuração específica, e não de uma solicitação genérica para um condutor de aterramento.

Em instalações de média tensão, podem ser adicionadas blindagens do condutor, blindagens do isolamento e blindagens metálicas para controlar as solicitações elétricas e suportar o caminho da corrente de falta do sistema. O projeto da blindagem deve ser compatível com as terminações, os acopladores, o método de aterramento e o sistema de proteção. Para máquinas de mineração contínua de alta tensão em minas de carvão subterrâneas nos EUA, 30 CFR 75.824 Aborda a proteção contra curto-circuito, sobrecarga, falha à terra e subtensão. Essa norma tem jurisdição definida; não é um modelo de projeto universal.

5. Especifique a construção do cabo como um sistema.

Leia o cabo do condutor para fora. O cobre de fios finos suporta flexão, mas o projeto do condutor por si só não determina a vida útil dinâmica. Isolamento, blindagens, enchimentos, reforço, revestimento interno, revestimento externo, reunião dos condutores e equilíbrio de fabricação influenciam a forma como o cabo lida com as solicitações elétricas, a flexão, a tração e a torção.

Aquela linha sobre o revestimento é curta de propósito, porque a escolha do composto pesa o suficiente para merecer um tratamento próprio. Consulte como os revestimentos de CPE, TPU e PVC se comparam quanto à abrasão para conhecer os métodos de ensaio de tambor por trás desses nomes e os padrões de desgaste que indicam qual deles cada percurso exige.

Para uma comparação mais abrangente na América do Norte, veja o Guia de cabos de mineração SHD-GC, Tipo G-GC e Tipo W. Para o planejamento de aplicações em diferentes famílias regionais, utilize o gama de cabos para mineração e construção de túneis somente após a definição do regime de serviço.

6. Transformar os perigos da rota e os danos antigos em dados de especificação.

Descreva o ambiente em termos de mecanismos, não de adjetivos. “Serviço pesado” não informa a um engenheiro de cabos se o risco predominante é abrasão em rocha, pressão lateral em uma polia, exposição a óleo, entrada de água, flexão em baixa temperatura, torção em um carretel ou calor em uma terminação.

Registre as temperaturas ambientes mínima e máxima, a presença de água ou submersão, lama, óleos, combustíveis, produtos químicos, luz solar, requisitos de resistência à chama e acesso para inspeção. As fotos devem mostrar o contexto, além do close-up; um revestimento danificado fotografado sem o guia ou a travessia que o causou conta apenas metade da história.

7. Confirme a norma aplicável, a jurisdição e as provas de aprovação.

Os nomes dos cabos de mineração são regionais. Type W, G-GC, SHD-GC e MP-GC são designações habituais na América do Norte; outros mercados utilizam AS/NZS, SANS, VDE ou construções específicas do projeto. Etiquetas de tensão semelhantes não tornam esses tipos equivalentes. Qualquer alternativa proposta deve ser comparada cláusula a cláusula, com os desvios aprovados antes do fabrico.

ANSI/ICEA S-75-381/NEMA WC 58 Abrange cabos portáteis e de alimentação de energia para minas e aplicações similares dentro do seu escopo declarado. Confirme a edição mencionada pelo projeto. Nos Estados Unidos, os requisitos para cabos de arrasto em minas subterrâneas de carvão estão distribuídos entre 30 CFR Parte 75, Subparte G e disposições específicas de equipamentos, tais como 30 CFR 18.35. As minas de metais e não metais seguem caminhos regulatórios diferentes, incluindo 30 CFR Parte 57, Subparte K.

Caso seja necessária a aprovação da MSHA ou outra certificação, solicite comprovação da construção e marcação exatas do produto oferecido. Um folheto ou certificado de um cabo similar não constitui aprovação para o item proposto, e a aprovação não substitui as verificações de tensão, capacidade de corrente, movimentação, acessórios e instalação.

8. Elabore uma lista de cabos para a solicitação de cotação e valide a oferta

Indique um circuito em cada linha da lista de cabos. Inclua a máquina, a tensão do sistema e do cabo, a corrente de carga ou a área do condutor, o arranjo dos condutores, as funções de blindagem e de monitoramento, o comprimento do percurso, o comprimento de cabo necessário, o regime de movimentação, os dados de curvatura ou de enrolamento, o ambiente, as terminações, a norma aplicável e os documentos necessários.

• Elétrica: Tensão de operação e nominal, corrente, regime de partida, nível de falha, configurações de proteção e limite de queda de tensão.
• Mecânico: Serviço de arrasto ou enrolamento, limites de curvatura, geometria do tambor, tensão, velocidade, torção, guias e cruzamentos.
• Construção: Condutores, isolamento, blindagens, condutores de aterramento e piloto, reforço, revestimento e marcação do cabo.
• Ambiente: temperatura, água, óleo, produtos químicos, abrasão, raios UV, requisitos de chama e classificação da mina.
• Interfaces: Acopladores, prensa-cabos, terminações, carretel, alívio de tensão e desenhos de compatibilidade.
• Documentos: Norma e edição, ficha técnica, secção transversal, dimensões e tolerâncias, plano de testes, comprovativo de aprovação, lista de tambores e desvios.

Compare as propostas com a mesma lista. Peça a cada fornecedor que declare as premissas e os desvios, em vez de ocultá-los em uma descrição genérica de “equivalente”. A construção final deve ser validada pelo engenheiro responsável e pelo fabricante em relação ao ciclo de trabalho real.

Quando a lista estiver completa, Enviar os dados da aplicação de cabos para mineração para análise de orçamento técnico.. Um processo de cotação auxilia na seleção; ele não substitui a aprovação de engenharia ou a análise de conformidade do local.

Erros comuns na seleção de cabos para mineração

• Começando com um nome de tipo familiar: o nome pode pertencer a outra norma, a outro sufixo de tensão ou a outro regime de movimentação.
• Tratar a flexibilidade como adequação ao enrolamento: A repetição do ciclo do tambor adiciona tensão, camadas, torção e questões de flexão reversa.
• Escolhendo um composto de revestimento de forma isolada: O desempenho em serviço depende da construção completa, da espessura, do reforço, do processamento e da exposição.
• Confundir aterramento com verificação de aterramento: Uma fornece um caminho de aterramento; a outra suporta o monitoramento de continuidade em sistemas aplicáveis.
• Ignorando os acessórios: o cabo, os acopladores, as terminações, os prensa-cabos, o carretel e o sistema de proteção devem funcionar em conjunto.
• Aceitar um equivalente não documentado: exija uma ficha técnica preenchida e uma lista de desvios vinculada aos requisitos indicados do projeto.

Inspeção e reparo continuam fazendo parte da seleção.

Um cabo adequado ainda precisa de manuseio controlado, proteção da rota, inspeção, testes elétricos e critérios de substituição documentados. As diretrizes da WorkSafe e da indústria de mineração de Queensland consideram o gerenciamento de cabos e os equipamentos de enrolamento como parte do sistema, e não como uma decisão de compra isolada.

Este artigo não é um procedimento de reparo. Trabalhos com cabos de alta tensão, incluindo testes, emendas e reparos, devem seguir os requisitos aplicáveis de desenergização, aterramento, isolamento e trabalho qualificado. Para aplicações em minas subterrâneas de carvão nos EUA, 30 CFR 75.830 e 30 CFR 75.831 fornecem disposições de reparo e de trabalhos elétricos específicas para a aplicação.

Fontes e âmbito editorial

Este guia é uma estrutura de seleção, não uma aprovação de cabos, certificado de conformidade ou projeto de instalação. Os links regulamentares descrevem suas respectivas jurisdições. Os links de produtos e categorias mostram construções de referência; eles não comprovam a adequação para um projeto.

• WorkSafe WA: eletricidade, cabos de arrasto e enrolamento
• IEC 60228: condutores de cabos isolados
• Registro da norma ANSI/ICEA S-75-381/NEMA WC 58
• 30 CFR Parte 75, Subparte G
• registros de produtos aprovados pela MSHA