Evaluation of the fatigue resistance of power line conductors function of the H/w parameter

Abstract

Deste 1960, um grupo instituído pela CIGRÉ (Conseil Intrntional des Grands Réseaux Électriques) propôs o uso do Every Day Stress (EDS) para projeto de linhas de transmissão aéreas. Porém, investigações em campo chamaram atenção para ocorrência de danos devidos à fadiga em condutores, mesmo com o uso de EDS recomendados. Mais recentemente, a CIGRÉ propôs o uso do parâmetro H/w para projeto, com a intenção de generalizar o comportamento em fadiga dos condutores aéreos. O objetivo deste trabalho, então, é conduzir um estudo experimental para avaliar os efeitos do parâmetro catenário (H/w) na vida em fadiga de condutores aéreos. Comparações entre as curvas S-N geradas mostraram que o condutor CAA Tern sustenta um número significativamente maior de ciclos antes da falha por fadiga ocorrer do que o CAL 900 MCM, para os valores de H/w. Enquanto isso, o CA Orchid apresentou uma vida em fadiga localizada entre os dois condutores citados e similar à do ACAR 750 MCM. Os dados experimentais dos testes estáticos se adequaram bem aos valores teóricos estimados. Análises de falha de amostras de quebradas (fios) revelaram, não apenas que as trincas tiveram início nas áreas de escorregamento dos fios de alumínio, mas também, sua morfologia apresentou clara evidência de falhas por fadiga, assim como marcas de praia e trincas secundárias. Adicionalmente, uma análise de falha foi realizada, não só em termos da camada em que ocorreu a quebra do fio e do tipo de superfície de falha, mas também de acordo com a posição relativa à boca do grampo em que as falhas ocorreram dentro do grampo de suspensão. Dados apresentados nesse estudo podem ser utilizados em vários programas de elementos finitos não lineares para melhor entender o comportamento mecânico dos condutores. Ademais, a informação gerada pode ser útil para planejamento de manutenção em linhas de transmissão. Baseada na avaliação do parâmetro H/w apresentada nesse trabalho, foi verificado que o parâmetro representa um claro avanço no projeto de linhas de transmissão contra fadiga devido a vibrações eólicas quando comparado com o anteriormente recomendado Every Day Stress (EDS). Isso é suportado pelo fato de que, quando utilizado o parâmetro H/w, os dados estáticos são consistentes com aqueles previstos pelo uso de equações apropriadas.