Soorten kabels die worden gebruikt in metrotunnels: een complete selectiegids voor metroprojecten

Een metrotunnel is een van de moeilijkste plaatsen om een elektrische kabel te installeren. De ruimte is beperkt, de atmosfeer is vochtig en vaak chemisch agressief, de toegang voor onderhoud is beperkt tot een paar uur 's nachts, en een enkele storing tijdens de diensturen kan duizenden passagiers onder de grond doen stranden. Tunnels trillen ook, transporteren zwerfstromen en moeten begaanbaar blijven voor evacuatie als er brand uitbreekt.

Daarom wordt er geen metroproject gebouwd met één enkele ‘tunnelkabel’. Een moderne lijn maakt gebruik van meerdere kabelfamilies tegelijk: middenspanningsdistributiekabels, DC-tractiekabels, laagspanningshulpkabels stroomkabels , besturings- en signaleringskabels, brandwerende kabels voor levensveiligheidscircuits en communicatiekabels zoals stralende coaxkabel. In de onderstaande paragrafen wordt uitgelegd wat elk type doet en welke eigenschappen bepalen of het in een tunnelspecificatie thuishoort.

Waarom de selectie van tunnelkabels anders is

Voordat u producten vergelijkt, helpt het om te begrijpen welke omstandigheden een tunnel oplegt aan elke kabel die erin wordt geïnstalleerd.

• Brand- en rookgedrag. Kabels behoren tot de grootste brandstofbelastingen in een tunnel, dus vlamverspreiding, warmteafgifte, rookdichtheid en zure gasuitstoot worden behandeld als primaire ontwerpcriteria in plaats van optionele extra's.
• Vocht en grondwater. Veel tunnels bevinden zich onder de grondwaterspiegel en kabelroutes lopen vaak door drainagezones waar al tientallen jaren water aanwezig is.
• Beperkte ruimte. De beugelafstand, buigradius en ladebelasting zijn allemaal krap, wat de voorkeur geeft aan kabels met voorspelbare, geteste installatie-eigenschappen.
• Trillingen en beweging. Voortdurende treintrillingen en tunnelademhaling vereisen flexibele geleiders en correct geplaatste schoenplaten.
• Zwerfstromen en interferentie. Tractieretourstromen en aandrijvingen met variabele frequentie veroorzaken elektrische ruis, dus de praktijk van afscherming en aarding is net zo belangrijk als de kabel zelf.
• Lange levensduur. De ontwerplevensduur bedraagt ​​doorgaans 30 tot 50 jaar, waarbij vrijwel geen mogelijkheid bestaat om een ​​kabel opnieuw te trekken, zodat de verouderingsprestaties zwaarder wegen dan de eerste kosten.

Metrospecificaties steunen daarom op een bekende reeks normen: IEC 60502-2 voor middenspanningskabels, IEC 60332-1 en IEC 60332-3 voor vlamvoortplanting, IEC 60331 voor circuitintegriteit onder brand, IEC 60754 voor halogeenzuurgas en IEC 61034 voor rookdichtheid. Een gegevensblad moet worden gelezen tegen deze testresultaten, niet tegen marketingtaal.

De belangrijkste soorten kabels die worden gebruikt in metrotunnels

De onderstaande tabel geeft een overzicht van de kabeltypen die normaal langs een metrotunnelroute worden aangetroffen, samen met de taak die ze allemaal vervullen. De lijst is op functie geordend, omdat twee kabels met identieke spanningswaarden ondergronds zeer verschillende taken kunnen vervullen.

Eén tunnelsectie kan alle acht families bevatten. De groepen die de meest zorgvuldige specificatie vereisen, worden hierna beschreven.

Middenspanningsdistributie- en DC-tractiekabels

XLPE-geïsoleerde distributiekabels

Tractiestations liggen doorgaans één tot twee kilometer uit elkaar en zijn via een middenspanningsring verbonden met het openbare net. Deze ring- en voedingscircuits zijn bijna altijd XLPE-geïsoleerde kabels met een vermogen tussen 3,6/6 kV en 26/35 kV, gelegd als enkeladerige kabels in klaverbladformatie of als driekernige kabels met een gemeenschappelijke metalen afscherming. Het scherm transporteert aardfoutstroom en regelt het elektrische veld, dus de doorsnede ervan moet worden gespecificeerd in plaats van aangenomen.

DC-tractiestroomkabels

De tweede grote krachtfamilie voedt de looprails. Derderailsystemen werken doorgaans op 750 V DC, terwijl bovenleidingsystemen gewoonlijk op 1500 V DC werken. Dit zijn normaal gesproken eenaderige kabels met zware koperen afschermingen of concentrische geleiders, voornamelijk gekozen om zwerfstroomcorrosie van tunnelbekledingen, wapening en ondergronds metaalwerk te beperken. De isolatie is meestal XLPE, met een rookarme, halogeenvrije omhulling overal waar de operator in geval van nood minder rook nodig heeft.

Voedingskabel voor metro- en stadsspoorvervoer (nominale spanning 35 kV) Productoverzicht Stroomkabels voor metro- en lichtgewichtspoorlijnen (35kV) zijn cruciale componenten voor krachtoverbrenging die speciaal zijn ontworpen voor stedelijke spoorvervoersystemen... Bekijk Product →

Besturings-, signalerings- en communicatiekabels

Besturingskabels

Besturingskabels 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.

Afgeschermde instrumentatie- en signaalkabels

Afgeschermde instrumentatiekabels transporteren meet- en besturingssignalen op laag niveau tussen sensoren, bewakingseenheden en SCADA-buitenstations. De gebruikelijke constructie bestaat uit getwiste paren met individuele en algehele schermen plus een aarddraad met een vermogen van 300/500 V. De afscherming is er om interferentie buiten te houden in plaats van om foutstroom te geleiden, en hij moet slechts aan één uiteinde geaard zijn om circulatiestromen langs de tunnel te voorkomen.

Uitstralende coaxkabel

Radiosignalen reiken niet ver rond tunnelbochten, dus metro's gebruiken stralende coaxkabel, ook wel lekkende voedingskabel genoemd, die langs de tunnelwand is gemonteerd. Dankzij de gesleufde buitengeleider kan de kabel fungeren als een lange antenne, die een continue dekking biedt voor trein-grondcommunicatie en de radio van hulpdiensten.

Computer- en instrumentafgeschermde kabel Productoverzicht Computer- en instrumentafgeschermde kabels zijn gespecialiseerde laagspanningssignaaltransmissiedraden, ontworpen voor elektronische computers, elektrische instrumenten... Bekijk Product →

Brandwerende en vlamvertragende kabels

Vlamvertragend en brandwerend zijn niet hetzelfde. Een vlamvertragende kabel is bestand tegen vlamvoortplanting, geverifieerd door IEC 60332-1 voor een enkele kabel en IEC 60332-3 voor een verticale bundel, maar het is niet vereist om te blijven werken tijdens een brand. Een brandwerende kabel voegt een barrière van micatape rond de geleider toe, zodat het circuit gedurende een bepaalde periode blijft functioneren, gewoonlijk 30, 60 of 120 minuten bij tests volgens IEC 60331. Noodverlichting, rookafzuigventilatoren, brandpompen, evacuatieliften en tunnelcommunicatie worden om deze reden normaal gesproken bedraad met brandwerende kabel.

Rook is de andere helft van de vergelijking. Rookarme, halogeenvrije verbindingen beperken het halogeenzuurgas tot IEC 60754 en de rookdichtheid tot IEC 61034, waardoor vluchtroutes en toegang tot brandbestrijding bruikbaar blijven. Als u deze cijfers voor een specifieke route afweegt, vindt u in ons overzicht van drie principes voor het selecteren van vlamvertragende kabels is een nuttig uitgangspunt.

Vlamvertragende en brandwerende kabelserie Productoverzicht In moderne architectonische en industriële veiligheidssystemen vormen de brandprestaties van kabels de hoeksteen van het minimaliseren van brandgerelateerde verliezen en het beveiligen... Bekijk Product →

Bescherming tegen water, knaagdieren en mechanische schade

Brandprestaties vormen slechts een deel van de specificatie. Tunnels combineren vochtige lucht, drainagewater, knaagdieractiviteit en constante mechanische belasting, zodat de buitenste lagen van de kabel het echte werk doen:

• Waterblokkerende tapes of zwelpoeder in de geleidingsspleten, voor routes onder de grondwaterspiegel.
• Stalen tape of staaldraadpantsering waar kabels in de omvormer zijn begraven of zijn blootgesteld aan schokken.
• Termieten- en knaagdierbestendige omhulsels in tunnels die door aarde, oude vulling of begroeide stekken lopen.
• Correcte klampafstand en brandwerende afdichting bij elke muurdoorvoer, zodat een kabelbrand zich niet tussen secties kan verspreiden.

Een specificatiechecklist voor tunnelprojecten

Wanneer u een kabelschema voor een metrotunnel opstelt, moet u de volgende punten doornemen voordat u de aanvraag vrijgeeft:

1. Gescheiden circuits op functie: tractievermogen, hulpvermogen, besturing, signaal en communicatie.
2. Bevestig de spanningsklasse, het geleidermateriaal en de schermdoorsnede die vereist zijn door het aardings- en zwerfstroomonderzoek.
3. Vermeld de brandprestaties die nodig zijn voor elk circuit: vlamvertragend, brandbestendig met circuitintegriteitstijd, of beide.
4. Specificeer rook- en zuurgaslimieten, bijvoorbeeld IEC 61034 en IEC 60754, voor alle kabels in verblijfsruimten.
5. Definieer de milieubescherming: waterblokkering, bepantsering, weerstand tegen knaagdieren.
6. Controleer de buigradius en de schoenplaatafstand ten opzichte van de daadwerkelijke tunneldoorsnede en beugelindeling.
7. Vraag om typetestrapporten en certificering door derden, niet alleen om een ​​catalogusbeschrijving.

Een kabelpartner kiezen voor tunnelwerkzaamheden

Tunnelkabel is een verbintenis voor de lange termijn, en het loont de moeite om deze te betrekken bij een fabrikant die de profielen van metrobelastingen begrijpt, in plaats van iemand die eenvoudigweg een spanning opgeeft. Onze eigen productiebasis in Guanlin, Yixing , in de sector bekend als China Cable City, produceert sinds 1998 stroom-, apparatuur-, bovengrondse en speciale kabels, met de middenspannings-, besturings-, brandwerende en spoordoorvoerconstructies die doorgaans vereist zijn voor tunnelprojecten. Kwaliteits-, milieu-, arbeidsgezondheids-, energie- en intellectuele-eigendomsbeheersystemen zijn gecertificeerd volgens ISO-normen, en producten zijn voorzien van goedkeuringen van derden, waaronder TUV-certificering, wat van belang is wanneer een specificatie moet worden verdedigd bij ontwerpbeoordeling.

Als u een kabelschema voor een metrotunnel samenstelt, stuur ons dan de schakellijst en de brandprestatie-eisen. Wij helpen u elke route af te stemmen op een kabeltype dat presteert in gebruik, en niet alleen op papier.