Tipos de cabos elétricos marítimos

Um cabo marítimo deve operar onde umidade, sal, vibração, produtos químicos, carga mecânica e espaço de instalação restrito possam ocorrer juntos. A seleção apenas pelo tamanho ou tensão do condutor pode, portanto, deixar importantes riscos ambientais e de segurança sem solução. Os compradores também precisam distinguir a fiação a bordo dos cabos instalados em estruturas offshore ou permanentemente submersos no mar. As seções a seguir classificam os cabos elétricos marítimos por função, explicam as construções de proteção disponíveis e mostram como combinar cada cabo marítimo com aplicações de automação, energia, petróleo e gás e energia eólica offshore.

Classifique os tipos de cabos marítimos de acordo com o trabalho que realizam

A terminologia dos cabos marítimos pode tornar-se confusa porque alguns nomes descrevem a função do circuito, enquanto outros descrevem um material ou recurso de proteção. Potência, controle, instrumentação e comunicação são categorias funcionais. Construções blindadas, flexíveis, à prova d'água, resistentes a óleo, retardantes de chamas e com baixa emissão de fumaça são opções de desempenho que podem ser aplicadas a diversas categorias funcionais. Uma especificação prática deve primeiro identificar o que o cabo deve transportar e depois definir a proteção necessária para a sua zona de instalação.

Distribuição de energia e cabos de energia submarinos

Os cabos de energia marítima distribuem energia elétrica de geradores, transformadores ou quadros de distribuição para motores, iluminação, bombas, máquinas de convés e sistemas auxiliares. Cabos de baixa tensão geralmente servem distribuição local, enquanto sistemas de média tensão podem ser usados ​​onde as classificações do equipamento ou as distâncias de transmissão tornam a tensão mais alta mais prática. A área do condutor deve ser selecionada para corrente de carga, queda de tensão, serviço de curto-circuito, método de instalação, agrupamento e temperatura ambiente, em vez de apenas corrente de carga.

Os cabos de energia submarinos formam um grupo separado porque são projetados para serviço subaquático contínuo e cargas de instalação. O A linha de cabos submarinos de alta tensão inclui condutores de cobre ou alumínio, configurações de núcleo único ou triplo, isolamento XLPE, camadas de bloqueio de água e armadura metálica. As aplicações listadas incluem conexões eólicas offshore, interconexões costeiras e insulares, redes submarinas de energia renovável e fornecimento de energia para plataformas offshore.

Cabos de Controle e Instrumentação

Os cabos de controle transportam comandos, sinais de status e funções de intertravamento entre painéis de controle, atuadores, relés, válvulas e máquinas. Os cabos de instrumentação atendem circuitos de medição sensíveis associados a pressão, temperatura, vazão, nível e outras variáveis ​​de processo. Embora suas funções se sobreponham, os circuitos de instrumentação geralmente exigem um controle mais rígido da interferência eletromagnética e da diafonia entre pares.

Um projeto blindado ou trançado pode proteger sinais de baixo nível quando a rota passa perto de motores, inversores de frequência variável, alimentadores de energia ou equipamentos de comutação. O A página Cabo de controle flexível descreve opções multinúcleo, blindado, blindado e sem halogênio com baixa emissão de fumaça. Ele também identifica versões resistentes à névoa salina e à umidade para plataformas offshore e sistemas de automação marítima.

Cabos de Comunicação e Fibra Óptica

Os cabos de comunicação suportam redes de dados, sistemas de monitoramento, alarmes, equipamentos de navegação, comunicações de plataforma e links entre ativos offshore. Os cabos de dados de cobre podem ser adequados para links mais curtos, mas a fibra óptica fornece alta capacidade de dados sem conduzir corrente elétrica e não é afetada por interferência eletromagnética. Seu desempenho ainda depende de proteção mecânica adequada, bloqueio de água, métodos de terminação e roteamento.

Para links subaquáticos e de longa distância, um O cabo de fibra óptica offshore pode incorporar uma unidade óptica, composto de enchimento, membro de resistência, barreira à prova d'água, armadura de fio de aço e revestimento externo de PE. Estruturas leves, com blindagem simples e com blindagem dupla podem ser consideradas de acordo com a profundidade de instalação, condições do fundo do mar, carga de tração e exposição a danos externos.

Cabos marítimos para serviços especiais

Os nomes dos cabos para serviços especiais descrevem o desempenho ambiental ou mecânico, e não o equipamento conectado. Cabos flexíveis são usados ​​onde movimento, vibração ou roteamento difícil tornam uma construção rígida inadequada. Os projetos blindados adicionam resistência ao impacto, esmagamento, tensão e outras forças externas, mas as camadas extras aumentam o diâmetro, o peso e a rigidez à flexão.

Os cabos resistentes ao fogo e retardadores de chama também têm finalidades diferentes. A construção retardadora de chamas limita a propagação das chamas, enquanto um cabo resistente ao fogo se destina a preservar a operação do circuito por um período de teste definido. Iluminação de emergência, alarmes, sistemas de desligamento e comunicações críticas podem, portanto, exigir evidências diferentes dos circuitos comuns de energia ou controle.

Combine a construção do cabo marítimo com a zona de exposição

Um cabo instalado dentro de uma sala de equipamentos protegida enfrenta condições diferentes de um cabo instalado em um convés aberto, através de uma zona de respingo, descendo por uma torre de turbina ou ao longo do fundo do mar. A classificação ambiental deve considerar imersão contínua, pulverização intermitente, condensação, exposição ultravioleta, temperatura, produtos químicos, vibração, abrasão e impacto potencial. Chamar cada produto para áreas úmidas de cabo marítimo não é suficiente porque a resistência ocasional à umidade não prova automaticamente a adequação para submersão permanente.

Onde a entrada de umidade for o principal risco, um O cabo à prova d'água usa isolamento resistente à água ou estruturas de vedação para ajudar a proteger os condutores em instalações úmidas, externas, subterrâneas ou marítimas. A construção necessária ainda depende se a exposição envolve umidade, pulverização direta, inundação temporária ou pressão subaquática contínua. As juntas, bucins e terminações devem fornecer proteção consistente com o próprio cabo; caso contrário, a água poderá entrar na conexão mesmo quando o revestimento externo permanecer intacto.

Casas de máquinas, sistemas hidráulicos, equipamentos de perfuração e áreas de processamento podem expor as capas dos cabos a combustíveis, lubrificantes, graxa ou produtos químicos. Um O cabo resistente a óleo usa materiais de revestimento e isolamento selecionados para reduzir inchaço, amolecimento, rachaduras ou perda de resistência mecânica relacionados ao óleo. A resistência ao óleo deve ser avaliada juntamente com a temperatura, abrasão, umidade e o fluido específico envolvido, pois um rótulo de resistência geral pode não cobrir todas as concentrações químicas ou durações de exposição.

A proteção mecânica também deve corresponder à rota. A blindagem pode ser apropriada para seções expostas, enterradas ou submarinas, enquanto uma construção flexível e não blindada pode ter melhor desempenho em rotas protegidas que sofrem movimentos repetidos. A blindagem é selecionada para compatibilidade eletromagnética, não como um substituto para blindagem ou bloqueio de água. Da mesma forma, uma bainha LSZH pode reduzir as emissões de fumaça e halogênio durante um incêndio, mas não estabelece de forma independente a integridade do circuito ou a adequação subaquática permanente.

Combine famílias de cabos com aplicações offshore

Cada projeto offshore normalmente requer diversas famílias de cabos marítimos, em vez de uma construção universal. A tabela abaixo relaciona áreas de aplicação comuns aos seus principais circuitos e prioridades de seleção.

A automação marítima depende de uma coordenação confiável entre sensores, controladores, atuadores, drives e sistemas de segurança. Os circuitos de energia devem ser separados das rotas de sinais sensíveis quando for prático, enquanto as blindagens, os arranjos de aterramento e a geometria dos cabos devem ser selecionados como parte do projeto completo de compatibilidade eletromagnética. A flexibilidade é especialmente relevante em montagens móveis, gabinetes compactos e rotas sujeitas a vibração.

Os parques eólicos offshore combinam fiação interna da turbina, conexões de conjunto, circuitos de exportação, monitoramento de condições e comunicações. As plataformas de petróleo e gás adicionam ambientes de processo exigentes onde a exposição ao óleo, o desempenho contra incêndio, a proteção mecânica e a integridade do sinal podem afetar uma especificação de cabo. Os circuitos submarinos introduzem riscos adicionais durante a fabricação, carregamento, transporte, assentamento, enterramento, operação e possível recuperação. O projeto e a garantia do cabo de energia submarino devem, portanto, ser tratados como um processo de ciclo de vida e não como uma decisão apenas sobre o produto.

Use um processo estruturado de seleção de cabos marítimos

Comece com o serviço elétrico. Registre a tensão do sistema, a corrente operacional, a queda de tensão permitida, o nível de curto-circuito, a frequência, a configuração do condutor e o equipamento conectado. Para circuitos de controle e instrumentação, defina também o tipo de sinal, contagem de pares ou núcleos, arranjo de blindagem, limites de capacitância e filosofia de aterramento. Um cabo marítimo selecionado sem dados completos do circuito pode ser superdimensionado em um aspecto, mas inadequado em outro.

A seguir, documente a rota de instalação seção por seção. Identifique áreas internas protegidas, decks expostos, zonas de respingos, espaços de máquinas, áreas químicas, seções dinâmicas, rotas enterradas e seções permanentemente submersas. Registre a temperatura esperada, espaço mínimo de flexão, vibração, tensão de tração, intervalo de suporte, risco de impacto e acessibilidade para substituição. Este método baseado em rotas muitas vezes revela que diferentes seções exigem diferentes construções de cabos ou transições projetadas.

Os requisitos contra incêndio devem ser especificados independentemente da umidade e do desempenho mecânico. Determine se o circuito requer controle de propagação de chama, redução de fumaça e emissões de gases corrosivos ou operação contínua durante incêndio. Os circuitos de emergência e de segurança podem exigir construção, roteamento, separação e testes mais rigorosos do que os serviços comuns. O certificado, o relatório de teste e a norma aplicável devem corresponder ao projeto real do cabo oferecido, e não a uma ampla categoria de produto.

A série IEC 60092 fornece requisitos separados para construção de cabos, circuitos de energia, circuitos de controle e instrumentação e seleção e instalação de cabos a bordo de navios e unidades offshore. A IEC 60092-350 aborda construção e testes gerais, a IEC 60092-353 cobre cabos de energia especificados para navios e offshore e a IEC 60092-376 se aplica a cabos de controle e instrumentação blindados e não blindados. A IEC 60092-352 aborda condições de seleção, instalação e operação, incluindo sistemas fixos afetados pela vibração ou movimento do navio.

Os padrões por si só não completam a especificação. O comprador deverá confirmar a edição do projeto, requisitos de classificação, aprovações de autoridades, regras de instalação e documentação esperada para a embarcação ou unidade offshore. Cabos offshore submarinos e dinâmicos também podem exigir análises específicas do projeto, além dos padrões comuns de cabos de bordo. A revisão final deve comparar a folha de dados, o desenho de construção, o plano de teste, os acessórios, o sistema de união e as suposições de rota como um único pacote.

Evite falhas de instalação e manutenção

Mesmo um cabo marítimo selecionado corretamente pode falhar prematuramente quando a tensão de tração, a pressão na parede lateral ou o raio mínimo de curvatura são excedidos durante a instalação. Vãos sem suporte e presilhas excessivamente apertadas podem criar tensão concentrada, enquanto glândulas incompatíveis podem danificar a bainha ou deixar uma vedação ambiental ineficaz. Os sistemas submarinos requerem manuseio controlado porque as cargas de instalação podem diferir substancialmente das cargas operacionais normais.

A qualidade da terminação merece igual atenção. A ligação da armadura, o aterramento da tela, a preparação do condutor, a vedação e o alívio de tensão devem seguir o projeto aprovado. A mistura de energia e instrumentação sensível em rotas inadequadas pode introduzir interferência que parece ser uma falha do equipamento e não um problema de cabeamento. O comissionamento deve, portanto, incluir testes relevantes de isolamento, continuidade, condutor, blindagem, ópticos e funcionais.

Os intervalos de inspeção devem refletir a severidade ambiental e a criticidade do circuito. As equipes de manutenção devem procurar rachaduras, achatamentos, abrasão, suportes soltos, corrosão, deterioração relacionada ao óleo, conexões superaquecidas e entrada de água perto de vedações ou juntas. Os registros de tendências ajudam a distinguir danos isolados de problemas repetidos causados ​​por roteamento, movimento, contaminação ou proteção incorreta. Os reparos devem restaurar o desempenho elétrico, mecânico, contra incêndio e ambiental original, em vez de apenas cobrir danos visíveis.

Conclusão

A seleção do cabo marítimo deve começar com a função do circuito e, em seguida, levar em conta a tensão, a exposição à água, os produtos químicos, o movimento, a carga mecânica, o comportamento do fogo, a interferência de sinal e os requisitos de aprovação aplicáveis. Os circuitos de bordo, plataforma e submarinos não devem ser tratados como instalações idênticas. Yongchuang atua como fabricante e fornecedor de cabos, oferecendo categorias de cabos de energia, controle, especiais e de comunicação. Sua linha de produtos verificada pode oferecer suporte a uma correspondência mais precisa da construção de cabos com requisitos de automação marítima, energia offshore, plataforma de petróleo e gás e energia eólica offshore.

Perguntas frequentes

P: Qual é a diferença entre um cabo marítimo e um cabo submarino?

R: Um cabo marítimo é geralmente usado em navios ou unidades offshore, enquanto um cabo submarino é projetado para instalação subaquática contínua, pressão, bloqueio de água e cargas no fundo do mar.

P: Quais tipos de cabos marítimos são usados ​​em parques eólicos offshore?

R: Os projetos eólicos offshore geralmente usam cabos de energia submarinos, cabos de energia internos, cabos de controle e instrumentação e cabos de fibra óptica para conexão à rede, automação e monitoramento.

P: Por que os cabos de controle marítimo são frequentemente blindados?

R: A blindagem reduz a interferência eletromagnética de cabos de alimentação, motores e equipamentos de comutação próximos, ajudando os sinais sensíveis de controle e instrumentação a permanecerem estáveis ​​e precisos.

P: Todo cabo à prova d'água é adequado para submersão permanente?

R: Não. A resistência à umidade ou à exposição temporária à água não estabelece automaticamente a adequação para imersão contínua, pressão subaquática, tensão de instalação ou abrasão do fundo do mar.

P: Quando é necessário um cabo marítimo blindado?

R: A blindagem é considerada quando a rota expõe os cabos a impactos, esmagamento, forças de tração, riscos de sepultamento ou atividades no fundo do mar, mas pode ser desnecessária em rotas flexíveis protegidas.