Blindagem em espiral vs. blindagem entrançada: comparação de construções em cobre estanhado

Blindagem em espiral vs. blindagem entrançada num relance

Quase tudo o que a internet diz sobre hélice versus trança foi escrito a pensar em cabos de guitarra e de microfone, onde o pior que pode acontecer é um zumbido no segundo refrão. As mesmas duas construções estão dentro dos troços de ligação de quadros de média tensão, dos cabos de motor com VFD e dos cabos de arrasto para mineração, onde o pior que pode acontecer é um variador que dispara ou uma blindagem que se abre no braço de corte de uma cortadora. A física é idêntica; as consequências e as especificações não. A tabela abaixo é a versão industrial.

Nenhuma é a melhor blindagem em abstrato. Uma é a melhor blindagem para um cabo que tem de dobrar mil vezes em torno de um raio pequeno; a outra é a melhor blindagem para um cabo que tem de manter a sua cobertura e derivar o ruído de alta frequência durante uma década. Tudo o que se segue serve para perceber que cabo tem.

O que é uma blindagem em espiral, ou blindagem helicoidal?

Uma blindagem em espiral, também designada blindagem helicoidal, é uma camada de fios de cobre dispostos lado a lado numa só direção helicoidal em torno do núcleo de um cabo, sem entrelaçamento. Como todos os fios seguem o mesmo sentido, a camada dobra-se livremente e termina-se com rapidez, mas pode separar-se quando o cabo é esticado ou vincado, e a hélice comporta-se como uma bobina.

A amostra abaixo é um cabo unipolar TEBAOFLEX descarnado na fábrica: condutor, isolamento, uma camada semicondutora preta, depois os fios de cobre estanhado aplicados em hélice sobre ela e, a seguir, a bainha vermelha. Observe os fios e verá o que define a construção. Estão paralelos, cada um com o mesmo ângulo de passo, e nenhum passa por cima ou por baixo de um vizinho. Isso é uma blindagem helicoidal. No chão de fábrica, a operação chama-se aplicação helicoidal ou, em algumas fábricas chinesas, “enrolamento vertical”; a máquina que a executa é uma cabeça de aplicação helicoidal, não uma entrançadeira.

Da geometria decorrem duas coisas. Primeiro, uma camada helicoidal não tem travamento mecânico entre os fios, pelo que dobra em torno de um raio pequeno sem encruar o cobre como faz um entrelaçado travado; é a escolha natural quando um cabo unipolar blindado tem de ser encaminhado com curvas apertadas dentro de um quadro ou enrolado numa máquina. Segundo, essa mesma liberdade significa que, se o cabo for puxado com força ou vincado, os fios podem afastar-se e deixar uma folga na blindagem. Uma espiral inversa, duas camadas helicoidais em sentidos opostos sem entrelaçamento, fecha a maior parte das folgas e é por vezes confundida com uma trança numa fotografia; a diferença é que as camadas ficam sobrepostas em vez de passarem umas através das outras.

Eletricamente, uma hélice de fios é uma bobina. À frequência industrial e nas harmónicas baixas isso é irrelevante, e é por isso que as blindagens de fios de cobre helicoidais são prática corrente nos cabos de potência de média tensão; perante as frentes de megahertz produzidas por um variador de comutação rápida, a indutância da bobina surge na impedância de transferência da blindagem, e uma blindagem helicoidal deixa passar mais dessa energia do que uma trança com a mesma cobertura. É essa a base física da regra prática de que uma blindagem helicoidal é uma blindagem de baixa frequência.

O que é uma blindagem entrançada?

Uma blindagem entrançada é um entrelaçado tubular de fios de cobre em que grupos de fios, chamados fusos (carriers), se cruzam por cima e por baixo uns dos outros em duas direções helicoidais opostas. O entrelaçamento trava a camada, pelo que a cobertura se mantém estável quando o cabo é sujeito a flexão e a trança suporta carga mecânica, à custa de maior rigidez, produção mais lenta e terminação mais difícil.

A segunda amostra de fábrica é a mesma ideia em trança. Sob a bainha vermelha e um envolvimento têxtil verde, os fios de cobre estanhado cruzam-se no padrão em losango que qualquer eletricista reconhece: um fuso passa por cima do seguinte e por baixo do que vem depois, nas duas direções ao mesmo tempo. Nada no próprio cobre é diferente da blindagem helicoidal; a máquina e a geometria é que são.

O entrelaçado é o que dá à trança a sua reputação. Como cada fuso é retido pelos que o cruzam, a camada mantém a sua cobertura quando o cabo é dobrado, torcido ou puxado, e contribui com uma resistência à tração e ao esmagamento que uma blindagem helicoidal não oferece. Como a corrente pode passar de fio para fio em cada cruzamento, a trança não se comporta como uma única bobina, e a sua impedância de transferência mantém-se baixa até frequências muito mais elevadas do que as de uma blindagem helicoidal com a mesma cobertura ótica. O preço paga-se três vezes: uma entrançadeira é mais lenta do que uma cabeça de aplicação helicoidal, uma trança usa mais cobre para a mesma cobertura e o instalador tem de pentear o entrelaçado para fazer um rabicho ou montar um bucim que o aperte.

Blindagem em espiral vs. blindagem entrançada: o que muda realmente?

As duas construções diferem na forma como os fios são retidos. Uma blindagem helicoidal deixa os fios livres, pelo que dobra melhor, termina-se mais depressa e custa menos, mas pode abrir-se sob esforço e deixa passar o ruído de alta frequência. Uma trança trava os fios, pelo que mantém a cobertura, acrescenta resistência e blinda até frequências mais elevadas, mas é mais rígida, mais lenta e mais difícil de terminar.

Se uma proposta diz apenas “blindado” ou “com écran”, a palavra não lhe disse nada sobre a linha em que se encontra. Peça o desenho de construção, ou envie o regime de serviço à equipa de engenharia e deixe que ela indique a construção.

O que significa a cobertura da trança?

A cobertura da trança é a percentagem do núcleo que os fios da trança cobrem oticamente, calculada a partir do diâmetro do núcleo, do diâmetro do fio, do número de fusos, dos fios por fuso e dos cruzamentos (picks) por unidade de comprimento. Indica quanta superfície é metal; por si só não indica quão bem funciona a blindagem, e não pode ser lida numa fotografia.

O cálculo é antigo e está normalizado. ANSI/SCTE 51 2018 (R2024), Método para determinar a cobertura da trança em cabos de derivação, define a cobertura como a percentagem de cobertura ótica do núcleo pelos fios da trança e enumera exatamente esses cinco dados de entrada. A forma habitual do cálculo funciona em dois passos: um fator de enchimento F = N · P · d / sin α, em que N é o número de fios por fuso, P os cruzamentos por unidade de comprimento, d o diâmetro do fio e α o ângulo de entrançamento; depois, cobertura = (2F − F²) × 100 %. O próprio ângulo de entrançamento resulta do diâmetro sob a trança, dos cruzamentos e do número de fusos. Duas tranças podem atingir a mesma percentagem com números de fios e ângulos muito diferentes, e é por isso que um valor de cobertura sem a construção por detrás é apenas meia especificação.

Três coisas a ter presentes quando uma ficha técnica indica a cobertura. Primeiro, 100 % é inatingível com uma trança; os guias técnicos dos distribuidores situam a gama habitual em cerca de 75 % a 85 %, com 90 % a 96 % disponíveis à custa de cobre, velocidade e flexibilidade. Segundo, a TEBAOFLEX indica a cobertura quando o registo do produto o suporta: o cabo festão (N)GRDGCGÖU-J tem uma trança de fios de cobre estanhado com mais de 80 % de cobertura, e a opção blindada C-PUR-HF do cabo para gruas Festoonflex usa uma trança de cobre estanhado de cerca de 85 % sobre a bainha interior de PUR. As duas amostras fotografadas para este artigo não são apresentadas com um valor de cobertura porque uma fotografia não é um cálculo. Terceiro, a cobertura é uma afirmação geométrica, enquanto o desempenho EMC é medido: impedância de transferência superficial segundo a IEC 62153-4-3 (método triaxial) e atenuação de blindagem segundo a IEC 62153-4-4. Uma especificação que exija um desempenho de blindagem deve pedir esses valores; uma que exija um caminho para a corrente de defeito deve pedir a secção de cobre da blindagem. A cobertura, por si só, não responde a nenhuma delas.

Cobre estanhado: escolha do material vs. construção da blindagem

O cobre estanhado é uma descrição do material, não uma construção: significa fio de cobre recozido com um fino revestimento de estanho, tal como especificado na ASTM B33 para fio de cobre macio estanhado, e pode ser aplicado em hélice ou entrançado igualmente bem. O estanho protege o fio contra a corrosão e a oxidação e mantém-no soldável, o que importa na terminação; não altera a forma como os fios são dispostos.

A confusão é compreensível porque tanto as conversas com fornecedores como as fichas técnicas tendem a começar pelo material. “Trança de cobre estanhado” e “hélice de cobre estanhado” partilham as três últimas palavras e diferem na que importa para a flexão e a frequência. Leia-as como dois factos distintos. O material responde à pergunta: a blindagem ainda se terminará de forma limpa após cinco anos num poço húmido ou num porto carregado de sal? O estanho diz que sim; o cobre nu diz que depende. A construção responde à pergunta: a blindagem ainda estará fechada após cinco anos de flexão? É essa a questão hélice versus trança, e o estanho não tem opinião sobre ela. Existem hélices e tranças de cobre nu, e são mais baratas; existem fios prateados e niquelados para blindagens de alta temperatura. A escolha do revestimento segue o ambiente e o método de terminação, e é feita independentemente da escolha entre hélice e trança.

Da linha de aplicação helicoidal ao cabo acabado

Uma blindagem helicoidal é produzida numa linha de aplicação helicoidal: o núcleo isolado passa por uma cabeça rotativa que desenrola os fios de cobre a partir de bobinas e os dispõe num ângulo definido à medida que o núcleo avança, pelo que o comprimento de passo e o número de fios fixam a cobertura. Uma trança é produzida numa entrançadeira, cujos fusos percorrem duas pistas entrelaçadas em torno do núcleo, de modo que os grupos de fios passam alternadamente por cima e por baixo uns dos outros. As camadas acabadas parecem diferentes porque as máquinas se movem de forma diferente.

O fotograma abaixo é da linha da TEBAOFLEX, retirado de um vídeo curto de núcleos unipolares com blindagem helicoidal a serem recolhidos numa bobina antes da aplicação da bainha. O passo helicoidal é visível em cada núcleo, todos com o mesmo ângulo e sentido; as linhas brilhantes paralelas são os fios estanhados, e não há cruzamentos. Depois da aplicação helicoidal, o núcleo segue para a extrusora para receber a bainha que esconderá tudo isto de toda a gente, exceto de quem abrir o cabo.

O mesmo clip mostra onde se define o ângulo de passo. O núcleo passa pelo centro de uma cabeça rotativa de aplicação helicoidal; os fios estanhados desenrolam-se de bobinas situadas atrás dela e convergem sobre o núcleo na fieira, e a relação entre a velocidade da cabeça e a velocidade da linha fixa o comprimento de passo e, com ele, a cobertura.

Porquê mostrar isto? Porque “blindado” numa proposta é uma afirmação sobre um processo que o comprador nunca vê. Uma cabeça de aplicação helicoidal não consegue produzir uma trança, e uma entrançadeira não consegue produzir uma blindagem helicoidal, pelo que a máquina na linha determina que construção está no cabo de forma mais fiável do que o adjetivo na ficha técnica. Quando uma especificação é importante, pergunte de que linha saiu a blindagem.

Onde surge cada construção nos cabos industriais

Nos cabos industriais e de potência, as duas construções estabeleceram-se em funções diferentes. Os fios de cobre helicoidais formam as blindagens concêntricas e os fios de proteção dos núcleos flexíveis de média tensão, onde a função da blindagem é conduzir a corrente de carga capacitiva e de defeito à frequência industrial e o núcleo tem de dobrar. As tranças formam as blindagens EMC globais dos cabos para variadores e festão e, como tranças compósitas de cobre e têxtil, as blindagens individuais dos núcleos dos cabos de arrasto para mineração, onde a cobertura tem de resistir ao arrasto. As normas de construção deixam a escolha em aberto de propósito: a IEC 60502 permite que a blindagem metálica de um cabo de potência consista numa ou mais fitas, numa trança, numa camada concêntrica de fios ou numa combinação de fios e fitas, e dimensiona-a pela secção de cobre para a corrente de defeito e não pela cobertura.

A gama da TEBAOFLEX mostra esta divisão. O cabo para quadros (N)TMCGC11Y aplica fios de proteção de cobre estanhado em espiral sobre o isolamento de EPR e as camadas semicondutoras, para ligações de 6/10 kV a 18/30 kV encaminhadas em torno dos equipamentos. O cabo de mineração VFD (N)SSHCÖU utiliza núcleos blindados individualmente e uma trança concêntrica de fios de cobre estanhado otimizada para EMC em circuitos conversor-motor. O Cabo de mineração tipo 209 blinda cada núcleo de potência com uma trança de cobre estanhado e poliamida, e o cabo de mineração SHD-GC combina a blindagem do condutor e do isolamento com uma trança compósita de cobre estanhado e poliamida em cada núcleo, a construção a que corresponde o S do seu nome, como se explica em o que significa o tipo SHD em cabos de mineração.

A ilustração mais clara do compromisso mecânico nem sequer é uma blindagem. No cabo para cortadora de baixa tração (N)SSHCGEÖU o condutor de terra concêntrico é uma espiral reforçada de fios de cobre e aço, escolhida porque tolera flexões repetidas muito apertadas; a construção irmã de alta tração usa, em vez disso, uma trança de tração de cobre-aço, que suporta o esforço de tração mas não acompanha o mesmo raio. A mesma função de condutor, duas construções, escolhidas consoante seja a flexão ou a tração a determinar. É essa toda a decisão hélice versus trança numa só família de produtos.

Há duas coisas que parecem blindagens e não são. Uma camada entrançada de fios de aço galvanizado, como num cabo de mineração armado com monitorização, é uma armadura: existe para proteção mecânica e pode estar ligada à terra, mas não é concebida como blindagem. Uma armadura de aço aplicada em hélice num cabo de perfilagem de poços ou num cabo armado offshore é igualmente uma camada mecânica, e o guia RFOU vs. BFOU explica como uma armadura entrançada difere de uma blindagem nos cabos marítimos. O facto de uma camada ser helicoidal ou entrançada diz-lhe como é feita; o facto de ser uma blindagem ou uma armadura diz-lhe para que serve, e as duas perguntas têm de ser respondidas separadamente.

O que especificar ao encomendar um cabo blindado

Especifique a blindagem pela sua função, pela sua construção e pelo valor que o comprova, por esta ordem: indique o que a blindagem tem de fazer (EMC, corrente de defeito, monitorização), nomeie a construção se um desenho existente a fixar (fios helicoidais, trança, trança compósita, fita) e peça a cobertura ou a secção da blindagem que a função exige, bem como a impedância de transferência quando for especificada EMC à frequência dos variadores.

1. Indique a designação do cabo ou envie o desenho. Se uma designação como (N)SSHCÖU ou SHD-GC já fixa a construção da blindagem, diga-o; não peça que um projeto entrançado seja cotado como blindagem helicoidal, ou o inverso, sem uma razão de engenharia.
2. Indique a aplicação e o circuito: alimentador fixo, ligação de quadro, conversor-motor, festão, enrolamento ou arrasto, e a classe de tensão.
3. Indique o movimento: fixo, manuseamento ocasional, flexão contínua com o raio de curvatura, o diâmetro do tambor e a velocidade de deslocação, ou arrasto pelo chão. É isto que decide entre uma blindagem helicoidal, uma trança e uma trança compósita.
4. Indique o requisito da blindagem na forma que o projeto utiliza: cobertura ótica mínima em percentagem, secção de cobre da blindagem em mm² para a corrente de defeito, ou impedância de transferência e atenuação de blindagem segundo a IEC 62153-4-3 / 62153-4-4 para EMC.
5. Indique a secção e o número de condutores, a disposição de terra ou piloto, e como a blindagem será terminada, porque um bucim EMC de 360° e um rabicho pedem construções diferentes.
6. Indique o comprimento necessário e o acondicionamento em bobina ou rolo.

Envie esses seis elementos e a equipa de engenharia pode confirmar se a construção do desenho corresponde ao regime de serviço, ou propor a que corresponde, antes de qualquer cotação.

Perguntas de compra antes da primeira encomenda de cabo blindado

Podemos encomendar um comprimento de teste de uma construção blindada?

A quantidade mínima de encomenda é de 50 m à data de agosto de 2026, e é a mesma para construções padrão e personalizadas, pelo que um comprimento de teste de um cabo com blindagem helicoidal ou entrançada não implica um sobrecusto. Confirme o mínimo em vigor quando fizer o pedido, uma vez que é revisto periodicamente.

Quanto tempo demora a produzir um cabo blindado?

O prazo de entrega padrão é de 7 a 45 dias úteis à data de agosto de 2026, consoante o tipo de produto, a situação de stock e o grau de personalização da construção. Uma blindagem entrançada acrescenta uma etapa de produção em relação a uma helicoidal; confirme os prazos atuais com a equipa de engenharia antes de os assumir para uma paragem ou uma janela de entrega.

Que certificado abrange a blindagem?

Nenhum dos certificados da TEBAOFLEX é um certificado de desempenho de blindagem. A aprovação de marcas VDE, certificado 40060056 emitido em 2025-03-28, abrange cabos flexíveis com isolamento de elastómero reticulado segundo a DIN EN 50525-2-21 (VDE 0285-525-2-21):2012-01 / EN 50525-2-21:2011; os certificados UL 62 e CSA C22.2 No. 49 abrangem cordões flexíveis.

A cobertura da blindagem, a secção de cobre e, quando exigida, a impedância de transferência são documentadas por construção, pelo que deve indicar no pedido que valor e que relatório de ensaio são necessários para o seu projeto, e a equipa de engenharia confirmará o que pode ser fornecido.

Perguntas

Uma blindagem helicoidal (serve) é o mesmo que uma blindagem em espiral?

Sim. Blindagem helicoidal, blindagem em espiral e blindagem de fios helicoidais são três nomes para a mesma construção: fios de cobre dispostos lado a lado numa só direção helicoidal, sem entrelaçamento. Uma espiral inversa é uma variante com duas camadas helicoidais em sentidos opostos, igualmente sem entrelaçamento, e não é uma trança.

As blindagens em espiral e as entrançadas podem ambas usar cobre estanhado?

Sim. O cobre estanhado descreve o fio, não a disposição, e é usado tanto em blindagens helicoidais como entrançadas, como se vê nas duas amostras de fábrica deste artigo. O revestimento determina a resistência à corrosão e a soldabilidade na terminação; a escolha entre hélice e trança determina o comportamento em flexão e o desempenho em frequência, e as duas decisões são tomadas separadamente.

Uma blindagem em espiral pode substituir uma blindagem entrançada numa especificação de cabo existente?

Não apenas pela aparência. Uma blindagem helicoidal pode igualar no papel a cobertura ótica de uma trança e, ainda assim, comportar-se de forma diferente sob tração e às frequências dos variadores, e um bucim EMC dimensionado para uma trança pode não apertar uma blindagem helicoidal. Antes de aceitar uma substituição, verifique a cobertura, a secção da blindagem ou a impedância de transferência que a especificação original exige, e o movimento a que o cabo está sujeito.

Uma blindagem é o mesmo que uma armadura?

Não. Uma blindagem ou écran é uma camada elétrica, de cobre helicoidal ou entrançado, que conduz à terra a corrente de carga capacitiva, de defeito ou de interferência. Uma armadura é uma camada mecânica, normalmente de fios de aço galvanizado, entrançados ou dispostos em hélice, que protege o cabo contra o esmagamento e a tração; pode estar ligada à terra, mas não é concebida como blindagem.

Envie a especificação, não apenas a palavra “blindado”

Abra a amostra se puder; os fios dir-lhe-ão num segundo se tem na mão uma blindagem helicoidal ou uma trança. Depois, envie à TEBAOFLEX a designação ou o desenho do cabo, a aplicação, as condições de movimento, o requisito da blindagem na forma que o seu projeto utiliza, a secção do condutor e o comprimento necessário, e a equipa de engenharia confirmará a construção e o prazo de entrega atual do cabo adequado.