Rodzaje kabli stosowanych w tunelach metra: kompletny przewodnik po wyborze projektów metra

Tunel metra to jedno z najtrudniejszych miejsc do ułożenia kabla elektrycznego. Przestrzeń jest ograniczona, atmosfera jest wilgotna i często agresywna chemicznie, dostęp do konserwacji jest ograniczony do kilku godzin w nocy, a pojedyncza awaria w godzinach pracy może utknąć pod ziemią tysiące pasażerów. Tunele również wibrują, przenoszą błądzące prądy trakcyjne i muszą pozostać przejezdne w celu umożliwienia ewakuacji w przypadku wybuchu pożaru.

Dlatego żaden projekt metra nie jest budowany za pomocą jednego „kabla tunelowego”. Nowoczesna linia wykorzystuje jednocześnie kilka rodzin kabli: kable dystrybucyjne średniego napięcia, kable trakcyjne prądu stałego, pomocnicze niskiego napięcia kable zasilające , kable sterujące i sygnalizacyjne, kable ognioodporne do obwodów bezpieczeństwa oraz kable komunikacyjne, takie jak promieniujący kabel koncentryczny. W poniższych sekcjach wyjaśniono, co robi każdy typ i jakie właściwości decydują o tym, czy należy on do specyfikacji tunelu.

Dlaczego wybór kabla tunelowego jest inny

Przed porównaniem produktów warto zrozumieć warunki, jakie tunel stwarza dla każdego zainstalowanego w nim kabla.

• Zachowanie przy ogniu i dymie. Kable stanowią jeden z największych ładunków paliwa w tunelu, dlatego rozprzestrzenianie się płomienia, wydzielanie ciepła, gęstość dymu i emisja kwaśnych gazów są traktowane jako podstawowe kryteria projektowe, a nie opcjonalne dodatki.
• Wilgoć i wody gruntowe. Wiele tuneli znajduje się poniżej zwierciadła wody, a trasy kablowe często przebiegają przez strefy odwadniające, w których woda występuje przez dziesięciolecia.
• Ograniczona przestrzeń. Rozstaw wsporników, promień gięcia i obciążenie korytek są niewielkie, co sprzyja kablom o przewidywalnych, przetestowanych właściwościach instalacyjnych.
• Wibracje i ruch. Ciągłe wibracje pociągu i oddychanie tunelu wymagają elastycznych przewodów i odpowiednio rozmieszczonych knag.
• Prądy błądzące i zakłócenia. Trakcyjne prądy powrotne i napędy o zmiennej częstotliwości wytwarzają szum elektryczny, dlatego praktyka ekranowania i uziemiania jest tak samo ważna jak sam kabel.
• Długa żywotność. Projektowany okres użytkowania wynosi zazwyczaj od 30 do 50 lat i prawie nie ma możliwości ponownego ciągnięcia kabla, więc wydajność starzenia przewyższa pierwszy koszt.

Dlatego specyfikacje metra opierają się na znanym zestawie norm: IEC 60502-2 dla kabli średniego napięcia, IEC 60332-1 i IEC 60332-3 dla rozprzestrzeniania płomieni, IEC 60331 dla integralności obwodów pod ogniem, IEC 60754 dla kwasu halogenowego i IEC 61034 dla gęstości dymu. Arkusz danych należy czytać w odniesieniu do wyników testów, a nie do języka marketingowego.

Główne typy kabli stosowanych w tunelach metra

Poniższa tabela podsumowuje typy kabli zwykle spotykane na trasie tunelu metra, wraz z zadaniami, jakie spełnia każdy z nich. Lista jest uporządkowana według funkcji, ponieważ dwa kable o identycznym napięciu znamionowym mogą mieć pod ziemią bardzo różne zadania.

Pojedynczy odcinek tunelu może zawierać wszystkie osiem rodzin. Poniżej opisano grupy wymagające najdokładniejszej specyfikacji.

Kable dystrybucyjne średniego napięcia i przewody trakcyjne prądu stałego

Kable dystrybucyjne w izolacji XLPE

Podstacje trakcyjne są zwykle oddalone od siebie o jeden do dwóch kilometrów i połączone z siecią publiczną za pomocą pierścienia średniego napięcia. Te obwody pierścieniowe i zasilające to prawie zawsze kable w izolacji XLPE o napięciu od 3,6/6 kV do 26/35 kV, ułożone albo jako kable jednożyłowe w układzie koniczyny, albo jako kable trzyżyłowe ze wspólnym metalowym ekranem. Ekran przewodzi prąd ziemnozwarciowy i kontroluje pole elektryczne, dlatego należy określić jego przekrój, a nie zakładać.

Kable trakcyjne prądu stałego

Druga główna rodzina mocy zasila szyny jezdne. Systemy trzeciej szyny zwykle działają przy napięciu 750 V DC, podczas gdy systemy sieci trakcyjnej zwykle działają przy napięciu 1500 V DC. Są to zwykle kable jednożyłowe z grubymi ekranami miedzianymi lub przewodnikami koncentrycznymi, wybierane głównie w celu ograniczenia korozji wykładzin tuneli, zbrojenia i zakopanych konstrukcji metalowych przez prądy błądzące. Izolacja to zwykle XLPE, z niskodymową powłoką bezhalogenową, wszędzie tam, gdzie operator wymaga ograniczenia emisji dymu w sytuacji awaryjnej.

Kabel zasilający do metra i kolei miejskiej (napięcie znamionowe 35 kV) Przegląd produktu Kable elektroenergetyczne do metra i torów lekkich (35 kV) to krytyczne komponenty do przenoszenia mocy, zaprojektowane specjalnie dla systemu transportu kolei miejskiej... Zobacz produkt →

Kable sterujące, sygnalizacyjne i komunikacyjne

Kable sterujące

Kable sterujące operate the equipment that keeps a tunnel habitable: ventilation fans, drainage pumps, platform screen doors, lighting contactors and switchgear. They are multi-core, generally rated 450/750 V, with PVC, cross-linked polyolefin or LSZH insulation. Where variable-frequency drives are involved, a braided or foil screen is added to contain switching noise.

Ekranowane oprzyrządowanie i kable sygnałowe

Ekranowane kable pomiarowe przenoszą sygnały pomiarowe i sterujące niskiego poziomu pomiędzy czujnikami, jednostkami monitorującymi i stacjami zewnętrznymi SCADA. Typowa konstrukcja to skrętka dwużyłowa z indywidualnym i ogólnym ekranowaniem oraz przewód drenażowy o napięciu znamionowym 300/500 V. Ekran ma za zadanie zapobiegać zakłóceniom, a nie przewodzić prądowi zwarciowemu i musi być uziemiony tylko na jednym końcu, aby uniknąć przepływu prądów wzdłuż tunelu.

Promieniujący kabel koncentryczny

Sygnały radiowe nie docierają daleko poza zakręty tunelu, dlatego w metrze stosuje się promieniujący kabel koncentryczny, często nazywany nieszczelnym kablem zasilającym, montowany wzdłuż ściany tunelu. Zewnętrzny przewód ze szczelinami pozwala, aby kabel działał jak długa antena, zapewniając ciągły zasięg komunikacji pociąg-ziemia i łączności radiowej służb ratowniczych.

Kabel ekranowany do komputera i instrumentu Przegląd produktu Kable ekranowane do komputerów i przyrządów to specjalistyczne przewody do transmisji sygnału niskiego napięcia przeznaczone do komputerów elektronicznych, przyrządów elektrycznych... Zobacz produkt →

Kable ognioodporne i trudnopalne

Ognioodporność i ognioodporność to nie to samo. Kabel trudnopalny jest odporny na rozprzestrzenianie się płomienia, co zostało potwierdzone przez IEC 60332-1 dla pojedynczego kabla i IEC 60332-3 dla wiązki pionowej, ale nie jest wymagane, aby działał podczas pożaru. Ognioodporny kabel dodaje barierę z taśmy mikowej wokół przewodnika, dzięki czemu obwód kontynuuje działanie przez określony czas, zwykle 30, 60 lub 120 minut, jeśli jest testowany zgodnie z IEC 60331. Z tego powodu oświetlenie awaryjne, wentylatory oddymiające, pompy strażackie, windy ewakuacyjne i komunikacja w tunelach są zwykle okablowane kablem ognioodpornym.

Dym to druga połowa równania. Niskodymowe związki bezhalogenowe ograniczają kwas halogenowy do normy IEC 60754 i gęstość dymu do normy IEC 61034, co zapewnia użyteczność dróg ewakuacyjnych i dostępu dla strażaków. Jeśli ważysz te oceny dla konkretnej trasy, nasz przegląd trzy zasady doboru kabli trudnopalnych jest użytecznym punktem wyjścia.

Seria kabli trudnopalnych i ognioodpornych Przegląd produktu W nowoczesnych architektonicznych i przemysłowych systemach bezpieczeństwa odporność ogniowa kabli jest podstawą minimalizacji strat spowodowanych pożarem i zabezpieczenia... Zobacz produkt →

Ochrona przed wodą, gryzoniami i uszkodzeniami mechanicznymi

Odporność na ogień to tylko część specyfikacji. Tunele łączą w sobie wilgotne powietrze, wodę drenażową, aktywność gryzoni i ciągłe naprężenia mechaniczne, dzięki czemu zewnętrzne warstwy kabla wykonują prawdziwą pracę:

• Taśmy blokujące wodę lub proszek pęczniejący w szczelinach przewodów w przypadku tras poniżej zwierciadła wody.
• Taśma stalowa lub pancerz z drutu stalowego w miejscach, gdzie kable są zakopane w inwerterze lub są narażone na uderzenia.
• Poszycie odporne na termity i gryzonie w tunelach przechodzących przez glebę, stare wypełnienie lub sadzonki roślinne.
• Prawidłowy rozstaw zatrzasków i uszczelnienie przeciwpożarowe przy każdym przejściu przez ścianę, aby ogień w kablach nie mógł rozprzestrzeniać się pomiędzy sekcjami.

Lista kontrolna specyfikacji projektów tuneli

Przygotowując harmonogram kabli dla tunelu metra, przed opublikowaniem zapytania należy zapoznać się z poniższymi punktami:

1. Oddzielne obwody według funkcji: moc trakcyjna, moc pomocnicza, sterowanie, sygnalizacja i komunikacja.
2. Potwierdź klasę napięcia, materiał przewodnika i przekrój ekranu wymagane w badaniu uziemienia i prądu błądzącego.
3. Określ wymaganą odporność ogniową dla każdego obwodu: ognioodporność, ognioodporność z czasem integralności obwodu lub jedno i drugie.
4. Określ limity dymu i kwaśnych gazów, na przykład IEC 61034 i IEC 60754, dla wszystkich kabli w obszarach zamieszkałych.
5. Zdefiniuj ochronę środowiska: blokowanie wody, opancerzenie, odporność na gryzonie.
6. Sprawdź promień gięcia i rozstaw knag w stosunku do rzeczywistego przekroju tunelu i układu wsporników.
7. Poproś o raporty z testów typu i certyfikaty stron trzecich, a nie tylko o opis katalogowy.

Wybór partnera kablowego do prac tunelowych

Kabel tunelowy to zobowiązanie długoterminowe i opłaca się go pozyskać od producenta, który rozumie profile zastosowań metra, a nie od tego, który po prostu podaje napięcie. Nasze własne baza produkcyjna w Guanlin, Yixing , znana w branży jako China Cable City, od 1998 roku produkuje kable energetyczne, sprzętowe, napowietrzne i specjalistyczne, obejmujące konstrukcje średniego napięcia, sterowania, ognioodporne i tranzytu kolejowego, których zazwyczaj wymagają projekty tuneli. Systemy zarządzania jakością, środowiskiem, bezpieczeństwem pracy, energią i własnością intelektualną są certyfikowane zgodnie z normami ISO, a produkty posiadają atesty stron trzecich, w tym certyfikat TUV, który ma znaczenie, gdy należy bronić specyfikacji podczas przeglądu projektu.

Jeśli przygotowujesz harmonogram okablowania dla tunelu metra, prześlij nam listę obwodów i wymagania dotyczące odporności ogniowej. Pomożemy Ci dopasować każdą trasę do typu kabla, który sprawdza się w eksploatacji, a nie tylko na papierze.