O que é um cabo VFD? Isolamento, condutores de terra e blindagem explicados

Cabo VFD vs. cabo de potência padrão num relance

O cabo de potência padrão é concebido para uma onda sinusoidal estável de 50 ou 60 Hz; a saída de um variador é um trem de impulsos de tensão com flancos íngremes, pelo que o cabo VFD é construído de forma diferente em três aspetos. Escolha cabo VFD quando o manual do fabricante do variador exigir um cabo de motor blindado; escolha cabo de uso geral apenas quando esse manual o permitir para o percurso.

Os VFD precisam de um cabo especial?

Um VFD precisa de um cabo concebido para a sua saída em impulsos quando o manual de instalação do fabricante do variador exige um cabo de motor blindado, ou quando a tensão de saída, o comprimento do percurso e o espaçamento entre condutores põem o isolamento em risco. NEC 430.122(B), Nota informativa n.º 2, refere esses fatores para os condutores de saída do variador. Se um condutor de edificação THHN ou XHHW serve num determinado percurso é uma questão a resolver pelas instruções do fabricante do variador; uma tensão nominal de 600 V, por si só, não resolve a questão.

Um variador não fornece uma onda sinusoidal: liga e desliga o seu barramento CC a alta frequência (modulação por largura de impulso), e cada flanco de tensão íngreme percorre o cabo do motor como uma onda. Esses flancos submetem o isolamento a esforço, fazem circular corrente de modo comum pelo motor e acoplam ruído aos circuitos próximos.

No motor, cada flanco é refletido porque a impedância característica do cabo não coincide com a do motor. A sobretensão depende do tempo de subida e das características e do comprimento do cabo (Moreira et al., IEEE Transactions on Industry Applications, 2002). As soluções do Departamento de Energia dos EUA são um percurso de cabo mais curto, indutores de linha (reatâncias de carga) na extremidade do cabo do motor do lado do variador, ou um filtro dV/dt (DOE Motor Systems Tip Sheet #15, 2012). O isolamento dos enrolamentos para serviço com inversor é qualificado no motor segundo a IEC 60034-18-41 e a IEC 60034-18-42 e especificado para motores de serviço com inversor na NEMA MG 1 Parte 31; não é uma propriedade do cabo.

A comutação cria também uma tensão de modo comum de alta frequência que se acopla através das capacitâncias parasitas do motor e pode descarregar através dos rolamentos, com o percurso de ligação à terra do cabo no circuito. Um cabo blindado não é a solução: reduz a corrente rotor-terra, mas pode aumentar a corrente circulante nos rolamentos e deixa inalterada a corrente de descarga (EDM) (Zhu et al., IEEE Access, 2022). Os rolamentos isolados, a ligação à terra do veio e os filtros são medidas distintas.

Como é construído o cabo VFD: isolamento, condutores de terra e blindagem

O cabo VFD é normalmente construído com isolamento em PE, XLPE, XLPO ou EPR, um condutor de terra de secção completa (4G) ou três condutores de terra simétricos (3+3), e uma blindagem de folha mais trança de cobre estanhado. O isolamento tem de suportar picos de tensão repetidos, e uma baixa capacitância é importante quando se avalia um cabo de motor longo.

O 2YSLCYK-J e o 2YSLCYK-JB usam polietileno (PE) com um limite de 70 °C no condutor, e o 2XSLCYK-J usa XLPE com um limite de 90 °C, os três com cobre de classe 5 segundo a IEC 60228. A construção Type P de 2 kV usa XLPO, e os tipos flexíveis para mineração e festão usam EPR, um compromisso analisado na comparação entre os isolamentos EPR e XLPE.

Condutores de terra simétricos 3+3 ou um único condutor de terra de secção completa?

Um cabo VFD simétrico tem três condutores de terra (terra de proteção) mais pequenos nos interstícios entre as três fases, em vez de um quarto condutor de secção completa, de modo que todas as fases têm a mesma geometria em relação à terra. Um cabo 4G coloca o seu único condutor de terra junto de duas fases e em frente da terceira. Escolha 3+3 quando o fabricante do variador ou do motor especificar condutores de terra distribuídos ou quando um cabo simétrico fizer parte das medidas contra as correntes nos rolamentos. Escolha 4G quando o manual do variador aceitar um cabo blindado de quatro condutores ou quando um cabo 4G existente for substituído por um equivalente.

O DOE dos EUA inclui um cabo com as três fases equidistantes em torno do condutor de terra entre as medidas contra problemas de correntes nos rolamentos (Motor Systems Tip Sheet #15, 2012). Uma disposição 3+3 é uma forma de obter essa simetria, e é a conceção do variador ou do equipamento que decide a disposição. Cada valor G numa designação 3+3 corresponde a um condutor de terra, pelo que o 2YSLCYK-JB 3 X 50 + 3 G 10 tem três condutores de terra de 10 mm². Em percursos em paralelo, dimensione-os segundo as regras de instalação em vigor, como o NEC nos EUA.

Os três são adequados para percursos fixos e movimento ocasional, não para deslocamento contínuo em corrente porta-cabos nem torção repetida.

Blindagem: folha mais trança de cobre estanhado

A folha cobre os condutores e a trança de cobre estanhado é apertada em todo o perímetro num bucim; uma trança de fios de aço galvanizado é uma armadura, não uma blindagem. A cobertura da trança é geometria e a impedância de transferência é desempenho, como se explica ao detalhar o que a cobertura da trança indica e o que não indica. As 12 linhas de produção da fábrica da TEBAOFLEX em Taicang incluem blindagem por trança (à data de setembro de 2026).

Que códigos e normas se aplicam ao cabo VFD?

Nem o NEC nem a NFPA 79 definem o cabo VFD como um tipo. Nos EUA, o NEC 430.122(B) e a NFPA 79 4.4.2.8 aplicam-se aos condutores de saída do variador, a UL 2277 ao cabo flexível de alimentação de motores com tensão nominal de 1000 ou 2000 V, e a UL 1277 ao cabo para esteira Type TC, quando este é utilizado. A IEC 61800-3 abrange a EMC do sistema de acionamento.

Durante a revisão do NEC de 2023, o Painel de Elaboração do Código 6 (CMP-6) do NEC escreveu que “o cabo VFD não está definido no NEC” (declaração do CMP-6 da NFPA, 2021).

A nota do NEC transitou inalterada para a revisão de 2026 (NFPA CMP-11 SR-8024, 2024). A NFPA 79-2018 permitia cabo flexível de alimentação de motores listado e marcado RHH, RHW, RHW-2, XHH, XHHW ou XHHW-2, ou a seleção segundo as instruções do fabricante; a edição de 2021 substituiu ambas as opções (NFPA 79 SR-20, 2020).

Que tipo de cabo é utilizado para VFD?

O cabo utilizado para um VFD é um cabo de potência multicondutor blindado com isolamento em PE, XLPE, XLPO ou EPR, dimensionado para a corrente do motor. Os pedidos de cotação norte-americanos indicam 600 V, 1000 V ou 2000 V (a UL 2277 abrange os dois últimos), AWG ou kcmil e o número de condutores de terra; os pedidos de cotação IEC indicam 0.6/1 kV, mm² e 4G ou 3+3.

Os percursos de mineração acrescentam as suas próprias verificações para circuitos húmidos, móveis e alimentados por variador, descritas nas verificações para VFD na seleção de cabos de mineração de 0.6/1 kV.

Os cabos VFD têm de ser blindados?

Os cabos VFD precisam de blindagem quando as instruções de instalação do fabricante do variador ou os requisitos de EMC da instalação o exigem, o que se avalia em função do comprimento do percurso, dos cabos vizinhos e da canalização. Nem o NEC 430.122 nem a NFPA 79 4.4.2.8 exigem expressamente uma blindagem. Ligada em todo o perímetro nas duas extremidades, uma blindagem de folha e trança oferece à corrente de alta frequência do variador um percurso de retorno de baixa impedância pelo interior do cabo.

O cabo VFD pode ser instalado em tubo?

O cabo VFD pode ser instalado em tubo quando os seus próprios valores nominais e as regras de instalação locais o permitem; o tubo acrescenta proteção, e a blindagem continua a precisar de ligação nas duas extremidades. Instalar condutores de edificação THHN ou XHHW em tubo metálico em vez de um cabo blindado é um método de instalação diferente, pelo que deve confirmar que o fabricante do variador o aceita.

Como ligar à terra e terminar um cabo VFD blindado

Um cabo VFD blindado é ligado à terra através de dois percursos separados: os condutores de terra asseguram a terra de proteção entre a carcaça do motor e o variador, e a trança, ligada a 360° nas duas extremidades, conduz a corrente de alta frequência. Antes de começar, isole e bloqueie o variador e deixe o seu barramento CC descarregar conforme especificado no manual do variador, e tenha à mão ambos os manuais, bucins EMC dimensionados para a trança e um ohmímetro.

1. Aperte a trança em todo o perímetro no bucim EMC do variador; verifique o contacto em toda a circunferência.
2. Repita na caixa de terminais do motor com um bucim EMC; verifique se o corpo do bucim está ligado à caixa.
3. Ligue todos os condutores de terra, os três num cabo 3+3, aos terminais PE nas duas extremidades; verifique a continuidade de cada um.
4. Mantenha os condutores de terra isolados como condutores de terra de proteção; a trança não substitui um condutor de terra. Se o manual do variador pedir ainda que as extremidades da blindagem sejam ligadas ao terminal PE, ligue-as também aí e verifique se cada ligação está bem apertada.
5. Ligue as blindagens dos pares de instrumentação segundo a sua própria regra, numa só extremidade para malhas analógicas, e verifique se a outra extremidade permanece isolada; essa regra é descrita para os pares de instrumentação blindados perto de variadores.
6. Peça a continuidade e a resistência da blindagem medidas no ensaio de fábrica, e volte a verificar a continuidade da blindagem em obra antes de energizar.

Um resultado correto tem a trança apertada em todo o perímetro nas duas extremidades, todos os condutores de terra terminados e a trança não considerada como condutor de terra de proteção. O resultado errado habitual é uma trança torcida num rabicho (pigtail) em vez do aperto a 360°, o que faz perder o contacto em todo o perímetro.

O que enviar com um pedido de cotação de cabo VFD

Um pedido de cotação de cabo VFD precisa do variador, do motor, do percurso e da disposição de terra, porque o fornecedor do variador verifica o variador, o filtro e o motor face à capacitância, à indutância e ao comprimento do cabo.

Para uma bomba de 6000 V alimentada por um VFD de média tensão com filtro dV/dt, a TEBAOFLEX forneceu ao comprador a capacitância do cabo, 0.345 µF/km, e a indutância, 0.371 mH/km, para um percurso de 180 m. A compatibilização entre variador, filtro e motor foi um cálculo do fornecedor do variador, como registado na substituição do cabo de bomba de 6/10 kV no Cazaquistão. Esses dois valores pertencem a esse cabo de 6/10 kV; para um cabo de variador de 0.6/1 kV, peça a sua própria capacitância e indutância por quilómetro.

• Modelo do variador, valores nominais de saída e filtro dV/dt ou sinusoidal, se existir
• Potência, corrente a plena carga e tensão do motor
• Comprimento do percurso e cabos em paralelo
• Disposição dos condutores: 4G, ou 3+3 com as secções de fase e de terra
• Blindagem: cobertura, impedância de transferência ou secção
• Bucins e pontos de ligação equipotencial
• Regime de serviço: fixo, movimento ocasional, festão, enrolamento ou corrente porta-cabos
• Condições ambientais e exposição à água, ao óleo ou ao sol
• Marcação do cabo existente, em caso de substituição
• Documentos, como um ensaio de continuidade da blindagem

Envie os dados do variador e do percurso para obter a confirmação da construção do cabo VFD; a cotação escrita indica a construção e o prazo de entrega.

Perguntas de compra antes da primeira encomenda de cabo VFD

Podemos encomendar um comprimento de teste de cabo VFD?

Um comprimento de teste de cabo VFD pode ser encomendado a partir de 50 m: à data de agosto de 2026, a encomenda mínima da TEBAOFLEX é de 50 m tanto para construções padrão como personalizadas, e o preço varia consoante a quantidade.

Quanto tempo demora uma encomenda de cabo VFD?

Uma encomenda de cabo VFD demora 7 a 45 dias úteis à data de agosto de 2026, consoante o tipo de produto, a situação de stock e a personalização; a cotação escrita confirma o prazo de entrega antes de assumir uma janela de paragem.

Que certificado abrange o cabo VFD?

Nenhum certificado de produto da TEBAOFLEX abrange uma construção de cabo VFD. UL-US-2449012-4 (UL 62, EUA) e UL-CA-2437036-5 (CSA C22.2 No. 49, Canadá) abrangem cordões flexíveis, e VDE 40060056 (mercado da UE) abrange cabos flexíveis de elastómero segundo a EN 50525-2-21. A TEBAOFLEX não detém qualquer listagem UL 2277, UL 1277 TC-ER ou CSA para cabos VFD.

Perguntas

O cabo VFD é o mesmo que o cabo para servomotores?

Não necessariamente: os nomes sobrepõem-se. A família de quatro condutores de 4G 1.5 a 10 mm² em PVC transparente é vendida como cabo para servomotores 2YSLCY-JB em secções 4G, mas é um cabo de 600/1000 V blindado com folha e trança para ligações conversor-motor. O 2YSLCYK-JB é um cabo 3+3 em PVC preto, pelo que o sufixo -JB não determina a disposição dos condutores; encomende indicando a configuração completa dos condutores.

Um filtro dV/dt torna desnecessário um cabo blindado?

Um filtro dV/dt não torna desnecessário um cabo blindado: abranda a subida de tensão para limitar a sobretensão no motor, enquanto a blindagem conduz a corrente de retorno de alta frequência, e os filtros não eliminam a tensão de modo comum (Zhu et al., IEEE Access, 2022).

Um cabo de 0.6/1 kV é o mesmo que um cabo de 1000 V?

Não. Um cabo de 0.6/1 kV tem uma tensão nominal de 600 V entre condutor e terra (U0) e de 1000 V entre condutores (U). Uma tensão nominal norte-americana como 1000 V ou 2000 V na UL 2277 é um único valor, pelo que deve comparar as duas tomando como referência a tensão de saída do variador.

Envie os dados do variador, não apenas a palavra “VFD”

Um rótulo que diz VFD é uma promessa; uma secção transversal é uma prova. Antes de aceitar um cabo vendido como cabo VFD, verifique na ficha técnica ou numa amostra cortada se tem isolamento em PE, XLPE, XLPO ou EPR, uma disposição de terra 4G ou 3+3 e uma blindagem de folha mais trança. Depois, envie à TEBAOFLEX os dados do variador, do percurso e da ligação à terra.