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Trabalho de Redes Eléctricas II UNIVERSIDADE POLITÉCNICA A POLITÉCNICAINSTITUTO SUPERIOR UNIVERSITÁRIO DE TETE – ISUTE CURSO: ENGENHARIA ELÉCTRICA 4º ANO Realizado Por: 1. LIDIA BONIFACIO ASSADO CHATULA 2. DAVID AZEITE EDUARDO 3. OWENE FERNANDO DO ROSÁRIO SAMBANE 4. SAMUEL PAULO BINZE 5. LUCAS CARVALHO 6. JOSE CAETANO DIAS Docente: Eng. João Paulo Sales. Tete, Maio de 2025 1 2 Trabalho sobre: CÁLCULOS MECÂNICOS DE CONDUTOR DE UMA LINHA DE TRANSMISSÃO O que é uma Flecha O que é um vão Resumo Os cálculos mecânicos de condutores em linhas de transmissão são essenciais para garantir a segurança e o bom funcionamento da linha, considerando a força do vento, o peso do condutor, o gelo, a dilatação térmica e a tensão do condutor. Esses cálculos são utilizados para dimensionar as estruturas de suporte e determinar a bitola do condutor, garantindo que a linha possa suportar as condições climáticas e as cargas elétricas. 3 Introdução O transporte de energia é significativamente influenciado pelos valores dos parâmetros elétricos de suas linhas. A determinação desses parâmetros dentro de um mínimo rigor matemático é necessária. Seus valores dependem de sua configuração física e do meio no qual se encontram os condutores. No nosso trabalho vamos falar sobre os cálculos mecânicos de um condutor de linha de transmissão referem-se ao dimensionamento e análise das forças que atuam sobre o condutor, garantindo a segurança e a integridade da linha. Estes cálculos são essenciais para determinar a altura dos suportes, a distância entre eles (vão) e as características do condutor, como o tipo e o diâmetro, levando em conta as condições ambientais e as cargas que o condutor irá suportar. 4 Objectivos Objectivo geral Calcular os parâmetros mecânicos de um condutor de linha de transmissão Objectivos específicos Efectuar os cálculos da distância entre vão da linha; Representar as características dos condutores; Calcular a influência do vento sobre a linha; Representar a fórmula da flecha; 5 Linhas de Transmissão Cálculo Mecânico 6 Estruturas Parte passiva da LT, constituída dos isoladores, ferragens e estruturas que asseguram o afastamento dos cabos do solo e entre si, sejam estes condutores ou para-raios. Distância entre condutores; Dimensões e formas dos isoladores; Flecha dos condutores; Altura de segurança; Função Mecânica; Forma de resistência; Materiais; Número de circuitos. As estruturas através das fundações devem propiciar a Amarração da LT ao solo. Formas e dimensões: Disposição dos condutores; 7 Para: p = peso do condutor [daN/m]; f = flecha do condutor [m]; To= tração tangente ao condutor [daN] Equações dos cabos em Vãos Ancorados 8 Influência do Vento sobre os Condutores Onde: Pv= pressão do vento [daN/m2]; V= velocidade do vento [km/h]; Cf = coeficiente de efetividade (> 0,8); D = diâmetro do condutor [mm]. Influência da Temperatura Com relação a temperatura, os condutores sofrem a influência do ambiente, a exposição contínua ao sol e o efeito joule provocado pela corrente elétrica. Uma variação da temperatura, positiva ou negativa, provoca dilatação ou contração do condutor devido ao seu coeficiente de dilatação térmica. Estando os condutores presos aos suportes, a variação do comprimento é acompanhada de uma variação de tração, sendo que tal variação obedece a lei de Hooke. 9 Influência da Temperatura10 A equação de mudança de estado que permite avaliar a variação das trações em função da variação da temperatura é: Onde: T1 e T2 são as trações nos estados 1 e 2 respectivamente [daN]; t1 e t2: são as temperaturas nos estados 1 e 2 respectivamente [oC]; E é o módulo de elasticidade do cabo [daN/mm2]; ct o coeficiente de dilatação térmica linear do cabo [/oC]; S a secção do condutor [mm2]; A e P, conforme definido anteriormente 11 Influência Simultânea da Temperatura e Vento Onde: P1 e P2 são os pesos resultantes dos condutores nas condições de carga dos estados 1 e 2 respectivamente [daN/m]; Obs.: Neste caso tanto P1 como P2 podem representar o peso do condutor ou a resultante com carga de vento, P. Passo 1: Vão Regulador12 Passo 2 – Cálculo das Trações e Flechas Análise das Condições de Cálculo 13 Análise das Condições de Cálculo O cálculo de trações e flechas depende do tipo de estrutura e das cargas aplicadas. Para estruturas simples, como vigas e cabos, há fórmulas específicas para determinar a tração e a flecha. Já para estruturas mais complexas, a análise estrutural é feita com ferramentas de cálculo mais sofisticadas. 14 Análise das Condições de Cálculo15 Análise das Condições de Cálculo • Hipótese 1:16 Exercícios Cálculos dos vão que se apresentam correntemente na pratica Equação de troca de condições Desenvolvendo em série as expressões de y e de l anteriormente expostas, tem se: 17 Exercícios Os valores da flecha f e do comprimento L entre os pontos de suspensão (L=2l) obtem-se limitando estes desenvolvimentos aos seguintes termos 18 Para mostrar a equação de troca de condições empregaremos a seguinte notação:19 Equações utilizadas para o cálculo dos parâmetros mecânicos. 20 Conclusão . 21 Os parâmetros mecânicos referentes ao cabo condutor para um potencial implementação de estrutura de linha de transmissão foram obtidos através do cálculo das forças atuantes no condutor, a posição dos suportes e suas alturas para um vão da linha de transmissão, considerando-se as características de cada região. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS .L.M CHECA Linhas de Transporte de Energia; “MARCOMBO” S.A Barcelona Espanha 1979. KINDERMANN G., “Curto-Circuito”, SAGRA-DC LUZZATTO, 1a Ed., Porto Alegre RS, 1997. ARAÚJO, C. A. S., SOUZA, F. C., CÂNDIDO, J. R. R., DIAS, M. P., Proteção de Sistemas Elétricos, Ligth/Interciência, Rio de Janeiro-RJ, 2002. ARRUDA, C., Apostilas do Prof. Colemar Arruda – Curso de Eng. Elétrica, EEEC/UFG. STEVENSON W. D. Jr., “Elementos de Análise de Sistemas de Potência”, McGraw-Hill, 2a Ed. em Português (4a Ed. americana), São Paulo–SP, 1986. FUCHS R. D., “Transmissão de Energia Elétrica – Linhas Aéreas”, Livros Técnicos e Científicos (LTC) Editora S.A., 2a Ed., Rio de Janeiro –RJ, 1979. 22 OBRIGADO TATENDA 23