Cabos de Carretel
Manual Técnico

A Anhui FeiChun Special Cable Co., Ltd., localizada em Hefei, província de Anhui, China, é uma fabricante especializada na pesquisa e produção de cabos industriais especiais. Nossos produtos são amplamente usados em maquinário portuário, equipamentos de içamento, mineração, metalurgia, energia eólica e solar, transporte ferroviário e indústria pesada.

A linha FeiChun abrange cabos de carretel (reeling), cabos para esteira porta-cabos, cabos para guindastes e portos, cabos de potência de baixa e média tensão, cabos de mineração e cabos de liga de alumínio com terras-raras, com documentação técnica e soluções personalizadas para mercados internacionais, incluindo América Latina, Rússia e a EAEU, Vietnã e Sudeste Asiático, Austrália e Oriente Médio.

O raio de curvatura é o fator individual mais importante na confiabilidade de um cabo de carretel. Um raio muito fechado induz estiramento e torção interna nos condutores, acelerando a fadiga e a ruptura. Um aumento do raio mínimo de curvatura tem efeito mais que proporcional sobre a vida do cabo. A tabela abaixo apresenta os raios mínimos recomendados para diferentes usos, expressos como múltiplos do diâmetro externo do cabo (DE).

Uma via vs duas vias: uma guia de uma via é frequentemente usada no pagamento bidirecional por parecer a solução mais econômica. Contudo, obtém-se um aumento considerável da vida do cabo com uma guia simétrica de duas vias, pois equilibra os efeitos líquidos de torção e de “amassamento” transmitidos ao cabo. Esse problema não ocorre quando o sistema é alimentado pela extremidade (end-fed): nesse caso a guia unidirecional permanece em contato com o cabo independentemente do sentido de deslocamento.

Entre os tipos de guia, o tipo radial é o melhor — oferece raios de curvatura generosos com mínima deflexão do cabo. Guias multirrolete ou de duas vias devem ser projetadas para que o arco continue além do ângulo de deflexão, mantendo o raio mínimo. Recomendação obrigatória: mantenha a guia exatamente alinhada com o plano de pagamento do cabo; qualquer desalinhamento aumenta a torção no cabo.

Mudança de direção: na fase de projeto, deixe distância suficiente entre quaisquer mudanças de direção — no mínimo 20 × DE do cabo (maior para sistemas de alta velocidade). Isso permite que o cabo recupere sua forma original antes de sofrer nova curvatura.

Recomenda-se fortemente que os sistemas de guiamento incluam proteção tanto de subtração quanto de sobretração mecânica. Mesmo uma exposição breve à sobretração por falha mecânica ou acidente pode inutilizar um cabo por deformação permanente ou ruptura do condutor. Todos os dispositivos de sobretração devem ser ajustados à máxima tração de trabalho segura contínua definida para cada seção de cabo.

Por outro lado, a proteção de subtração é desejável para garantir que o cabo não se desenrole livremente do carretel e sofra danos. Essa proteção é particularmente importante para carretéis montados em altura.

A ancoragem correta do cabo é fundamental para uma operação confiável. Diferentes sistemas usam métodos diferentes, mas todos compartilham a mesma intenção básica: distribuir as forças de tração sobre uma área de cobertura suficientemente grande para evitar danos ou falhas no ponto de ancoragem.

A vida e o desempenho do cabo estão intimamente ligados ao projeto de enrolamento. Um sistema bem projetado, combinado à escolha correta do cabo, assegura desempenho ótimo e longa vida do cabo. Os carretéis atuais dividem-se em três tipos principais:

Para um ótimo serviço de longa vida, o lançamento deve ser feito por pessoal especializado. Além das medidas normais para lançar cabos, as condições de operação específicas dos cabos móveis exigem observar rigorosamente os pontos abaixo. Teste a instalação algumas vezes assim que o cabo for lançado, para verificar a operação e corrigir imediatamente qualquer defeito.

Se o cabo ficou torcido durante o procedimento acima, recomendamos fortemente eliminá-la. Há uma lei física importante: um cabo corretamente instalado, sem torção introduzida por guias ou curvaturas não naturais, não pode torcer sozinho. Normalmente usam-se dois métodos.

Ancoragem: a instalação em um spreader ou outra aplicação vertical exige atenção especial. As recomendações anteriores (pagar a partir do tambor original; evitar laços, torção ou retorção desnecessários; eliminar toda torção) também se aplicam aqui. A melhor ancoragem é obtida com um tambor de alívio de tração: sua construção de extremidade aberta facilita a instalação e a substituição e dá melhor alívio de tração e proteção da cobertura que as garras — neste caso devem-se enrolar pelo menos 2 voltas. Se usar garra, a cobertura recomendada é 20/25 × DE.

Fixação da base: quando necessário, fixe a base com uma garra adequada; a cobertura da capa é a mesma da ancoragem (20/25 × DE). A distância do fim do dispositivo de ancoragem ao fim do curso da máquina deve ser de pelo menos 40 × DE. Se forem previstos esforços dinâmicos frequentes perto da âncora, pode-se usar uma mola.

A tensão nominal é a base para o projeto e o ensaio das características elétricas do cabo, expressa pelos dois valores de tensão à frequência industrial U₀/U: U₀ é o valor eficaz entre um condutor e a terra, U o valor eficaz entre dois condutores. Em um sistema CA, a tensão nominal do cabo deve ser ao menos igual à tensão nominal do sistema — tanto para U₀ quanto para U. Em um sistema CC, sua tensão nominal não deve exceder 1,5 vez o valor nominal do cabo.

A tensão de operação é a tensão aplicada entre condutores e terra em operação sem falhas. Para cabos até U₀/U 0,6/1 kV, a máxima tensão de operação contínua não deve exceder o valor nominal em mais de +10 % (até 450/750 V) ou +20 % (0,6/1 kV). Para cabos acima de 0,6/1 kV, em no máximo +20 %. A tensão de ensaio segue as partes pertinentes da DIN VDE 0250; as definições de tensão seguem a DIN VDE 0298 Parte 3.

As capacidades de corrente e os fatores de redução abaixo baseiam-se na DIN VDE 0298-4. Embora os cabos móveis sejam frequentemente isolados em EPR/borracha (90 °C contínuo admissível), as capacidades aqui são dadas para uma temperatura de condutor de 80 °C — tanto para atender à VDE quanto como precaução pela maior dificuldade de dissipação de calor deste tipo de cabo. Os valores são para cabos de três condutores (com ou sem terra), não enrolados, apoiados no solo, ar ambiente 30 °C. Onde se sabe que a vida do cabo é reduzida por alto esforço mecânico ou desgaste da capa, o envelhecimento térmico é menos importante, podendo-se considerar 90 °C, aumentando os valores em aproximadamente 7 %.

Os fatores de redução consideram as condições de instalação e operação (temperatura, agrupamento, regime periódico intermitente, número de condutores carregados simultaneamente) e são usados junto com as capacidades acima.

Em muitos casos a operação não é contínua. Um ciclo intermitente típico com equipamentos de içamento é, por exemplo, 10 minutos de plena carga seguidos de um período mais longo sem carga. Esses 10 minutos como porcentagem do ciclo total DT dão o fator de carga FC %. Para regime intermitente, a capacidade de corrente pode ser aumentada conforme.

A queda de tensão deve ser verificada não só em baixa tensão, mas também em conexões de média tensão onde os comprimentos são longos. É obtida multiplicando o fator K do cabo (mV/A·m) pela corrente e pelo comprimento da linha.

De acordo com a VDE 0250, o limite térmico admissível para a corrente de curto-circuito em cabos móveis de serviço pesado é calculado a partir destes valores de referência: temperatura inicial 80 °C (cabo em plena carga), temperatura final de curto-circuito 200 °C. A tabela dá o limite térmico de um segundo. Para outros períodos, divida pela raiz quadrada do tempo efetivo em segundos.