Menu
A prestação de serviço para o transporte de energia elétrica através de linhas de transmissão (LTs) necessita ser eficiente, confiável e econômico. A aplicação de trações axiais acima dos valores prescritos pela norma brasileira NBR 5422 pode ser a melhor alternativa para o aumento da capacidade de transmissão de energia em função de razões técnico-econômicas ou ambientais, reduzindo o tamanho da flecha desenvolvida pelo cabo, sem comprometer a distância de segurança mínima entre cabo e solo. A insuficiência de dados sobre o comportamento de cabos com diferentes valores de tensionamento é um problema com que se defrontam as transmissoras de energia. Em níveis de tração superiores às convencionais, os cabos ficam mais susceptíveis aos efeitos das vibrações eólicas, causadoras de tensões dinâmicas. O critério H/w é sugerido para construir limites operacionais em que o desempenho da LT ocorra de forma segura com o uso ou não de amortecedores. Este trabalho tem como objetivo propor um modelo de análise da resistência à fadiga para cabo condutor em liga de alumínio sob o efeito de tensionamento acima do nível EDS. Através de ensaios de tensão-deformação e de fadiga em laboratório, obtiveram-se as curvas S-N do cabo de alumínio liga 1120 AAAC bitola 823 MCM, em duas condições de tração diferentes do nível de 18% da RMC preconizado pela NBR 5422, sendo a primeira igual a 22% da RMC e a segunda igual a 14% da RMC. O modelo, com base nos resultados dos ensaios, consistiu na comparação entre os critérios de projeto EDS e H/w através de três hipóteses distintas, sendo a primeira considerando apenas as premissas do critério EDS, a segunda com os valores de H/w e vão regulador constantes e a terceira com valor H/w constante e vão regulador variável. Em função dos tipos de terreno prescritos pela NBR 5422, define-se uma área gráfica que limita os valores de H/w e vão regulador à cada nova LT. Observou-se que a fadiga do cabo ocorre em função do efeito das tensões mecânicas médias e dinâmicas sobre o cabo. Verificou-se que a resistência à fadiga do cabo em liga de alumínio 1120 é menor que do seu cabo equivalente tradicional, o ACSR TERN 795 MCM. Elaborar novos projetos de LTs através do critério H/w constante e vão regulador variável juntamente aos dados obtidos nos ensaios e pelas análises comparativas ao critério EDS, torna uniforme a expectativa de vida útil do cabo condutor de uma LT. Aplicar ou não o sistema de amortecimento em uma LT pode ser embasado, já na fase de projeto, através do critério H/w a partir da plotagem das curvas do cabo AAAC/1120 823 MCM em cada tração axial aplicada. Os resultados obtidos neste trabalho contribuem para o aprimoramento dos projetos de LTs que envolvem o cabo condutor em liga de alumínio, seja pela comparação feita entre os critérios EDS e H/w, seja pelo método de definição das áreas de uso seguro no gráfico H/w.
Electrical Energy Transmission lines (TLs) need to be efficient, reliable and cheap. The use of axial tractions above the recommended values by the Brazilian standard NBR5422, into retractioning or in new TL projects might be the best alternative for increasing energy transmission capacity, based on technical-economical or environmental reasons. In this way the arrowhead can be reduced, without compromising the minimal security distance between cable and ground. The lack of data regarding the behavior of cables with different values of traction is a problem faced by the energy transmission companies. When cables are used in higher traction levels compared to conventional designs, they become more susceptible to effects of wind vibrations which may cause dynamic stresses due to the increase of friction among the wires that compose the conductor cable. The H/w criterion is suggested to establish operational limits assure that the TL performance is safe with or without the use of vibration dampers. This work has the goal of proposing an analysis model of the fatigue resistance for conductor cables in aluminum alloy 1120 AAAC 923 MCM cable in two different traction conditions in reference to the usual 18% level of the Calculated Mechanical Resistance (CMR) established by the NBR 5422, at 22% and 14% of the RMC. The model, based on the results of the tests, consisted of a comparison between of the EDS and H/w design criteria by considering three distinct hypotheses. The first considers only the premises of the EDS criterion; the second with H/w and ruling spans constant; and the third with constant H/w and variable ruling spans. According to the types of terrain described by the NBR 5422, a graphical area is defined, limiting the values of H/w and ruling spans in each new TL. It can be noted that the cable fatigue occurs because of the average and dynamical mechanical tractions over the cable. It can also be noted that the cable depletion occurs more rapidly, when the axial and average traction applied to the cable were raised, for the same levels of dynamical traction. The depletion resistance of the 1120 aluminum alloy cable is lower than the traditional equivalent, the ACSR TERN 795 MCM cable. To approach new designs of TLs using the criteria H/w as a constant and a variable ruling span length, together with the data obtained in the tests and the comparative analysis of the EDS criteria uniformizes the expectation of useful life of the TLs conductor cable. The decision of applying or not winding dampers in a TL can be based in the design phase through the H/w criterion by plotting the AAAC/1120 823 MCM cable traction curves in each axial traction applied. The results obtained in this work will contribute with future TL designs involving the conductor cable in aluminum alloy, either by the comparison made between of the EDS and H/w criteria, or by the method of defining the safe use areas in the H/w chart.
Data da defesa: 14/03/2017
Banca Examinadora
Orientador (a): Renato de Arruda Penteado Neto (Lactec)
Membro da Banca: Alexandre Rasi Aoki (Lactec)
Membro da Banca: Lúcio de Medeiros (Lactec)
Membro da Banca: Nilson Barbieri (UFPR)
Palavra(s)-Chave: Linha de transmissão. Critério H/w. Critério EDS. Trações elevadas.
Keywords: Transmission line. Criterion H / w. EDS criterion. Elevated traction.
