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 a carga elétrica, 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 um cronograma 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 uma função diferente de um que acompanha uma carregadeira durante todo o turno. O mesmo se aplica a um cabo de bomba mantido na vertical, um cabo de escavadeira atravessando rocha fragmentada e um cabo em 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 abastecimento, 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.
• Comprovante de serviço: Fotografias de todo o percurso, carretel, pontos de entrada e locais onde ocorram danos repetidos.

2. Classifique os serviços de manuseio em fixos, de arrasto, de enrolamento e de operação manual.

Um cabo de arrasto é movimentado com equipamentos móveis e pode entrar em contato com o solo ou passar por um sistema de manuseio. Um cabo de enrolamento é enrolado e desenrolado repetidamente em um tambor. Um cabo de alimentação normalmente alimenta equipamentos de distribuição sem a mesma flexão contínua. A WorkSafe Western Australia trata o arrasto e o enrolamento como funções distintas e as relaciona com os requisitos de segurança e continuidade de aterramento 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 inclinação, a velocidade da linha, a aceleração, a força de tração, as mudanças de direção e se o cabo sofre torção ou curvatura reversa. Para um cabo de arrasto, informe a distância de arrasto, a superfície, a tensão, 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 a mudança 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.

IEC 60228 Define os requisitos dos condutores dentro do seu escopo, enquanto a análise de normas de cabos e dados do fabricante adiciona detalhes de construção e aplicação. Nenhuma dessas fontes substitui o cálculo do projeto. Um profissional eletricista 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 condutoras, blindagens isolantes e blindagens metálicas para controlar a tensão elétrica e suportar o caminho da corrente de falta do sistema. O projeto da blindagem deve ser compatível com as terminações, conectores, método de aterramento e 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, blindagem, enchimento, reforço, revestimento interno, revestimento externo, disposição do núcleo e equilíbrio de fabricação influenciam a forma como o cabo lida com estresse elétrico, flexão, tensão e torção.

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 da obrigação.

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 mínimas e máximas, 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, bem como o close-up; uma jaqueta danificada fotografada sem o guia ou a travessia que a causou conta apenas metade da história.

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

Os nomes dos cabos de mineração variam regionalmente. Os tipos W, G-GC, SHD-GC e MP-GC são designações comuns na América do Norte; outros mercados utilizam AS/NZS, SANS, VDE ou construções específicas para cada projeto. Etiquetas de voltagem semelhantes não tornam esses tipos equivalentes. Qualquer alternativa proposta deve ser comparada cláusula por cláusula, com as alterações aprovadas antes da fabricação.

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 por todo o país. 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 um cronograma de cabos para a solicitação de cotação e valide a oferta.

Indique um circuito para cada linha da tabela de cabos. Inclua informações sobre a máquina, o sistema e a tensão do cabo, a corrente de carga ou a área do condutor, o arranjo do núcleo, as funções de blindagem e monitoramento, o comprimento do percurso, o comprimento de cabo necessário, a capacidade de movimentação, os dados de curvatura ou 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 de fase, 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, cronograma do tambor e desvios.

Compare as propostas para o mesmo cronograma. Peça a cada fornecedor que especifique as premissas e as variações, em vez de ocultá-las em uma descrição genérica de "equivalência". A construção final deve ser validada pelo engenheiro responsável e pelo fabricante, considerando o ciclo de trabalho real.

Quando o cronograma estiver completo, 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 outro padrão, sufixo de voltagem ou função de movimento.
• 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 para jaqueta 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, as buchas, o carretel e o sistema de proteção devem funcionar em conjunto.
• Aceitar um equivalente não documentado: Exige-se uma ficha técnica completa e um cronograma de desvios vinculado aos requisitos específicos 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 Fornecer soluções específicas para reparos e trabalhos elétricos.

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
• Listagem padrão ANSI/ICEA S-75-381/NEMA WC 58
• 30 CFR Parte 75, Subparte G
• registros de produtos aprovados pela MSHA