2. Linhas de Transmissão NBN2

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As linhas de transmissão são componentes do sistema de transmissão de energia que interligam as usinas de geração de energia às subestações de energia. 
Tais linhas têm como função principal o transporte de maneira rápida, segura e economicamente viável da energia gerada nas usinas até as subestações de energia para abaixamento ou elevação da tensão, sendo então distribuída aos os centros consumidores. 
Linha de Transmissão de Energia Elétrica
Mapa do sistema nacional de transmissão de energia elétrica - 2009
Introdução 
LINHAS DE TRANSMISSÃO
Uma linha de transmissão é constituída de: 
	 Estrutura de transmissão (torre)
	 Condutores;
	 Isoladores;
	 Acessórios, pára raios e sinalizadores. 
COMPONENTES E PARÂMETROS DAS LINHAS
CONDUTORES
Os cabos condutores constituem os elementos ativos das linhas de transmissão, responsáveis pelo transporte da energia elétrica, devendo, por esse motivo, possuir características especiais. Suas dimensões variam com a energia a ser transportada, comprimento da linha de transmissão e a classe de tensão. O alumínio e o cobre são elementos usados para a fabricação de cabos, devido a sua boa condutibilidade e a sua existência, na natureza, em quantidades economicamente exploráveis.
Dentre os dois os cabos de alumínio são os mais utilizados, pois apresentam baixo peso e baixo custo.
A escolha adequada de tais condutores implica tanto no bom desempenho das linhas de transmissão, como também em questões de natureza econômica. 
A restrição que se faz ao cabo de alumínio é a sua baixa resistência à tração, sendo inclusive menor que a do cobre. Para solucionar este problema, isto é, para aumentar a resistência a tração dos cabos de alumínio, foram introduzidos cabos de aço em seu interior, passando a ser denominado cabo de alumínio com alma de aço. 
 
Cabo de alumínio sem alma de aço Cabo de alumínio com alma de aço
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Características
Os condutores ideais para utilização em linhas de transmissão seriam aqueles que apresentassem as seguintes características:
	Alta condutibilidade elétrica;
	Baixo custo;
	Boa resistência mecânica;
	Baixo peso específico;
	Alta resistência à oxidação e à corrosão por agentes químicos
	 Alta condutibilidade elétrica: de modo a reduzir ao máximo as perdas por efeito Joule , mantendo dentro dos limites toleráveis. Essas perdas oneram diretamente o custo do transporte da energia elétrica. 
b) Baixo custo: o custo dos cabos condutores representa uma significativa parcela do investimento total de uma linha, influindo, portanto, no custo do transporte da energia; 
c) Boa resistência mecânica: de modo a garantir continuidade do serviço, integridade mecânica à linha e segurança às propriedades e vidas nas proximidades da linha;
d) Baixo peso específico: as estruturas são dimensionadas para absorver os esforços mecânicos transmitidos pelos condutores, dentre eles o seu próprio peso. Então, quanto maior for o peso específico dos condutores, mais robustas e caras deverão ser a estruturas;
e) Alta resistência à oxidação e à corrosão por agentes químicos: a fim de que não venha a sofrer redução em sua secção transversal no decorrer do tempo, o que poderia levar à elevação da resistência elétrica, aumentando consequentemente, as perdas Joule, além de reduzir a resistência mecânica do condutor, podendo eventualmente levar à ruptura.
No Brasil, a padronização dos condutores utilizados em linhas de transmissão é estabelecida pela ABNT (Associação Brasileira de Normas Técnicas). Entretanto, as normas brasileiras EB-293 para cabos de alumínio e alumínio-aço, e EB-12 para cabos nus de cobre, baseiam-se na padronização norte-americana AWG (Americam Wire Gauge). A norma EB-12 é complementada pela EB-11 – fios nus de cobre para fins elétricos.
Tipos de Condutores e Materiais
No Brasil fabricam-se cabos de cobre nas bitolas que vão desde 13,3 mm² até 645,2 mm², nas têmperas dura e semidura. O encordoamento é feito nas classes A e AA, definidos por norma. 
Classe A - linhas aéreas são usados quando munidos de capa protetora e quando se deseja maior flexibilidade.
Classe AA - normalmente empregados em condutores para linhas aéreas. 
Linha de Transmissão de Energia no Brasil
Condutores de Alumínio e Alumínio-Aço: 
Sua designação deve se feita pela área nominal da seção de alumínio expressa em milímetros quadrados, pela formação, pelo tipo (CA ou CAA), pela classe de encordoamento correspondente e, eventualmente pela referencia comercial. Abaixo são apresentados os encordoamentos dos cabos de alumínio com alma de aço (CAA) disponíveis no mercado.
Condutores em Ligas de Alumínio: 
	O alumínio em liga metálica quando misturados a outros materiais aumenta consideravelmente sua resistência mecânica. Essas ligas podem também aumentar significativamente sua resistência à oxidação e corrosão em regiões de atmosfera poluída ou à beira-mar. 
O tipo AAAC (all aluminum alloy cable), que são cabos homogêneos, compostos de fios iguais, em ligas de alumínio em diversas composições.
O tipo ACAR (Aluminum cable alloy reiforced), que são cabos de construção idêntica à dos cabos CAA, exceto pela alma, que nesse caso é composta de fios de liga de alumínio, ao invés de aço. Esses condutores também são fabricados no brasil.
Condutores multiplexados:
Os cabos multiplex, como também são conhecidos, são formados pela reunião de 1, 2 ou 3 condutores fase em torno do condutor neutro de sustentação no caso dos sistemas de distribuição secundária. Quando usados na distribuição primária, o condutor de sustentação poderá ser um cabo de aço, dimensionado de modo a suportar o peso dos três condutores fase.
Cada condutor fase é constituído por um ou vários fios de alumínio, a isolação geralmente é de polietileno termoplástico (PE) ou polietileno reticulado (XLPE).
Cabos utilizados em linhas aéreas no bairro de Aparecida, Manaus
ESTRUTURAS DE LINHAS (Torres)
 A estrutura de transmissão tem a função de dar suporte aos cabos condutores, isoladores, pára-raios e acessórios. De acordo com a forma de fixação as estruturas de transmissão podem ser estaiadas ou auto-portantes.
Estaiadas
São assim chamadas porque necessitam de estais para torná-las resistentes às mesmas condições de carregamento que as torres auto-portantes.
Estas estruturas são leves e consequentemente de baixo custo. A dificuldade consiste em obter ancoragem suficiente para os estais em qualquer terreno.
ESTRUTURAS DE LINHAS (Torres)
Auto-portantes
São estruturas pesadas e por isso exigem grandes fundações para sua fixação. São auto-portantes porque não necessitam de elementos resistentes auxiliares como estais por exemplo. 
A opção pelo uso de estruturas auto-portantes ou estaiadas em uma linha de transmissão é feita a partir da análise de fatores inerentes a cada situação particular.
ESTRUTURAS DE LINHAS (Torres)
Atualmente no Brasil são mais utilizadas as estruturas auto-portantes. Existem vários tipos dessas estruturas e a escolha de um tipo ou outro é feita a partir da análise do projeto específico de cada linha, considerando-se o número de circuito, custo, característica da área por onde a linha passará, etc.
Assim, para linha de circuito simples prefere-se estrutura do tipo apresentado.
 
Estrutura auto-portante para linhas de circuito simples.
ESTRUTURAS DE LINHAS (Torres)
Para uma linha de circuito duplo dá-se preferência a estrutura dos tipos apresentadas abaixo.
Estrutura Autoportante para linhas de circuito duplo
ESTRUTURAS DE LINHAS
Características
	As estruturas constituem os elementos de sustentação dos cabos das linhas de transmissão. Terão tantos pontos de suspensão quanto forem os cabos condutores e cabos para raios a serem suportados.
Fatores que influenciam suas especificações
 Diversos são os fatores que influenciam as dimensões e formas das linhas de transmissão, destacando-se:
- Disposições dos condutores;
- Distância entre os condutores;
- Dimensões e formas de isolamento;
- Flechas dos condutores;- Altura de segurança; 
Nas linhas de transmissão, empregam-se basicamente três disposições de condutores:
	Disposição Triangular: os condutores estão dispostos segundo os vértices de um triângulo, que poderá ser eqüilátero ou qualquer outro. No primeiro caso, a disposição é conhecida eletricamente simétrica, no segundo caso, assimétrica.
Estrutura de linhas em disposição triangular: a) sub-transmissão em circuito simples (Manaus); b) transmissão em circuito duplo.
	 Disposição Horizontal: 
 Os condutores são fixados em um mesmo plano horizontal, essa disposição é também conhecida como lençol horizontal. Pode ser simétrica ou assimétrica. Tem como vantagem permitir estruturas de menor altura para um mesmo condutor e vão do que as demais disposições, porém exigem estruturas mais largas. 
É a disposição preferida para linhas a circuito simples, para tensões elevadas e extra-elevadas. 
Estrutura de linhas em disposição horizontal
	 Disposição Vertical:
	Também conhecido como lençol vertical, é a disposição preferida para circuito duplo e para linhas que acompanham vias públicas. Nesta disposição os condutores se encontram montados em um plano vertical.
A configuração horizontal, para essas linhas, implica em estruturas muito largas ou circuitos sobrepostos. As Figuras abaixo apresentam linhas de transmissão na disposição vertical, para circuito duplo e circuito simples, respectivamente.
Estrutura de linhas em disposição vertical, com circuito duplo em Manaus.
Estrutura de linhas em disposição vertical, com circuito simples
Materiais para estruturas de linhas
	Os materiais usuais para a fabricação das estruturas das linhas de transmissão são o concreto, metais e a madeira (não utilizada em transmissão no Brasil, e raramente em utilizada na distribuição), podendo haver soluções mistas. 
Resinas armadas também são empregadas (Epóxi e Fibra de vidro) até chegou-se a usar para transmissão, mas não foi muito difundida no Brasil.
Estruturas em Concreto Armado: 
No Brasil, até 1940, as estruturas de concreto armado eram empregadas apenas às redes urbanas de distribuição, mas posteriormente, passaram a ser empregadas também nas linhas de transmissão, em escala crescente e para tensões cada vez mais elevadas. 
A evolução no emprego das estruturas de concreto se deve principalmente a: 
	 A introdução dos aços carbono de alto ponto de escoamento permitiu uma redução considerável nas dimensões das peças, obtendo-se secções pequenas de alta resistência, o que reduziu ainda mais sem custo. 
	 Maior durabilidade e ausência total de manutenção
	 Melhoria das vias e meios de transporte, bem como do equipamento de manejo e montagem.
Estrutura de linha de sub-transmissão em concreto, no bairro do Coroado em Manaus
	Montagem relativamente simples, podendo, em grande parte, ser executado com pessoal recrutado e treinado rapidamente no local da obra, o que reduz o seu custo. 
Estruturas metálicas: 
	São geralmente construídas de aço carbono normal ou de alta resistência, em perfilados ou tubos, podendo ser obtidas as mais variadas formas e dimensões. 
São compostas de peças relativamente pequenas e leves, podem ser transportadas com bastante facilidade a qualquer ponto, para sua montagem no local.
O alumínio e suas ligas também têm sido usados como material estrutural para linhas de alta tensão. A redução de peso que se obtém, sem sacrifício da resistência é notável, porém o custo ainda é muito elevado limita seu emprego em locais em que o custo do transporte 
Estrutura em madeira: 
	No Brasil, embora rico em madeiras, pouco é utilizada na construção de linhas de transmissão, ficando empregada nas estruturas de distribuição, principalmente em localidade rurais.
Estrutura metálicas: a) Linha de transmissão de Balbina com estrutura alumínio; b) Linha de sub-transmissão em aço-carbono, no bairro de Aparecida em Manaus.
Estruturas de sub-transmissão: a) Torre de aço carbono; b) Torre em concreto; c)Torre em alumínio
Estruturas de sustentação das linhas de distribuição: a) Poste de madeira; b) Poste em concreto circular; c ) Poste em concreto duplo T.
	São equipamentos destinados a suportar mecanicamente condutores energizados, isolando as fases da estrutura (terra).
Existem isoladores de vidro, porcelana e polimérico. Atualmente os mais utilizados são os de vidro, pois apresentam uma boa resistência mecânica, além de serem bons dielétricos (isolantes)e fácil visualização de defeitos.
ISOLADORES
Constituição básica de 
um isolador tipo suspensão
	Cadeia de isoladores é um conjunto de isoladores com a finalidade de aumentar o nível de isolamento entre a estrutura e os condutores energizados.
O número de isoladores é determinado em função de vários fatores. Um dos fatores é a classe de tensão da linha de transmissão.
CADEIA DE ISOLADORES
Cadeia de Isoladores
	Ocupam a parte superior das estruturas e se destinam a interceptar descargas de origem atmosférica e descarregá-las para o solo, evitando que causem danos e interrupções nos sistemas. 
Os cabos pára-raios eram sempre rigidamente aterrados através das estruturas, quando surgiu a idéia de utilizá-los para telecomunicações e telemedições. 
CABOS PÁRA-RAIOS (CABO GUARDA)
Isolaram-se, então, as estruturas dos cabos através de isoladores de baixa resistência disruptiva, o que não afetou a sua eficiência como elemento de proteção, permitindo o emprego de equipamento de acoplamento para comunicações muitas menos dispendioso. 
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Sua colocação nas estruturas, com relação aos cabos condutores, é fundamental no grau de proteção oferecido à linha, e merece ser cuidadosamente estudada.
Cabo de pára-raios em linha de sub-transmissão em Manaus
Os cabos pára-raios também comportam as Esferas de sinalização aérea diurna, que são destinadas à sinalização visual para equipamentos de vôo tais como helicópteros, aviões, balões, etc., evitando assim a colisão desses aparelhos com sistemas de transmissão. São fabricados em resina poliésteres, reforçados com fibra de vidro, apresentam durabilidade e resistência aos raios ultravioletas, a vibrações eólicas e movimentos giratórios. 
Esfera de sinalização aérea diurna
Tendo em vista a necessidade de proteção das linhas e de alertar para os riscos de acidentes, alguns trechos considerados perigosos devem receber algum tipo de sinalização.
Neste sentido são sinalizadas:
	 Todas as travessias entre linhas de transmissão de tensão igual ou superior a 69kV.
	 As linhas que se encontram nas proximidades de aeroportos e em todas as instalações dentro da área de circulação.
	 As travessias sobre rios, bacias de acumulação, rodovias e outras.
A depender de cada caso, a sinalização pode ser por pintura, pelo uso de esferas ou balizador.
SINALIZAÇÃO DAS LINHAS DE TRANSMISSÃO
Balizador – Lâmpada de formato de um tubo de aproximadamente 1 metro. É constituída de gás néon e sua luminosidade tem coloração laranja-avermelhada. Esta lâmpada acende pela indução da própria linha de transmissão, e sendo assim fica acesa constantemente, porém sua luminosidade é percebida apenas a noite.
A sinalização por pintura é utilizada no cruzamento de linhas, na saída de ramais e nos desvios com ângulos superiores a 30°.
Cruzamentos de linhas de transmissão 
São sinalizadas as estruturas da linha inferior de ambos os lados do cruzamento. Sinaliza-se pelo menos duas estruturas anteriores e duas posteriores ao cruzamento, pintando-se a face da metade superior das estruturas.
As duas estruturas mais próximas, uma de cada lado do cruzamento, são pintadas na cor vermelha e as demais em cor laranja.
Cruzamento de linhas de transmissão
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São sinalizadas duas estruturas anteriores e duas posteriores à de derivação e duas estruturas dos ramais. A estrutura de derivação não é sinalizada.
É pintada uma face da metade superior das estruturas, no lado contrário à estrutura de derivação.
As estruturas adjacentes de derivação são pintadas na cor vermelha e as demais estruturasna cor laranja.
L = Laranja
V = Vermelha
Sinalização por pintura
Em saída de ramais
SINALIZAÇÃO SAÍDA DE RAMAIS
São sinalizadas no mínimo, duas estruturas anteriores e duas posteriores ao desvio.
Recebe pintura ¼ (um quarto) da face na metade superior da estrutura do lado da deflexão da linha.
As estruturas adjacentes à estrutura do desvio são pintadas na cor vermelha e as demais na cor laranja.
SINALIZAÇÃO DE DESVIOS EM ÂNGULO IGUAIS OU SUPERIORES A 30°
Não será sinalizada
Sinalização de desvio
Área Pintada
Todas as estruturas próximas e dentro da área de circulação de aeroportos são pintadas com listras brancas e vermelhas (ou laranja).
PROXIMIDAES DE AEROPORTOS E TRAVESSIAS DE RIOS
Sinalização de estruturas
nas proximidades de
aeroportos
Vermelho ou Laranja
Branco
SINALIZAÇÃO POR ESFERAS
Cruzamento de linhas de transmissão
No cruzamento de linhas de transmissão é sinalizada a linha superior. As esferas são colocadas no cabo pára-raios ou condutores de maior altura da linha com espaçamento de no máximo 40 metros. A esfera intermediária é colocada no ponto de cruzamento com o eixo da linha inferior.
Linha Superior
Linha Inferior
L = Laranja
 ou
V = Vermelho
Proximidades de aeroportos
São instalados dois balizadores em cada vão, no condutor superior a 15 metros da estrutura
Travessia de vias navegáveis
O balizador é instalado no cabo condutor inferior, no ponto mais conveniente.
IMPACTOS AMBIENTAIS PROVOCADOS PELAS LINHAS DE TRANSMISSÃO
	Assim como todo empreendimento que visa produção de energia elétrica, a instalação de linhas de transmissão causa impactos ambientais. Tais impactos, em sua maioria, estão ligados ao desmatamento das áreas onde as linhas de transmissão serão implantadas, seja onde se construa as torres como também onde estão os condutores, uma vez que é de suma importância evitar o contato dos mesmos com qualquer objeto ou vegetação.
Tipos de Impactos causados pela implantação de Linhas de Transmissão
Os impactos causados pelas linhas de transmissão podem ser oriundos de várias fontes, sejam elas construção, operação, manutenção e efeitos do campo elétrico. 
Existe um fenômeno denominado de Efeito Corona, que ocorre em linhas de transmissão, o qual é responsável pela emissão de ruídos e gases ozônio e NO2.
Tal efeito ocorre da seguinte maneira: a energização da linha produz um campo elétrico nas imediações da faixa de servidão, e seu principal efeito está ligado à indução de cargas elétricas sobre pessoas ou objetos situados nesta área.
O gradiente de potencial em torno dos condutores é responsável por descargas parciais em torno dos mesmos em presença de gotículas de água ou partículas de terra ou poeira.
Quanto aos efeitos diretos do campo elétrico sobre pessoas e animais não existe ainda consenso, embora existam várias pesquisas sobre o assunto e até mesmo o estabelecimento de normas de exposição de seres humanos aos campos elétricos formados nas proximidades das linhas de transmissão.
Os impactos decorrentes das obras de instalação têm como aspectos principais: abertura de estradas de acesso e de áreas para finalidades diversas (limpeza seletiva de faixas, instalação de torres, praças para lançamento de cabos, etc), transporte das estruturas e equipamentos, fundação das torres e implantação dos canteiros de obras
Por mais que tais impactos sejam temporários, isso afeta de forma acentuada o meio ambiente e as áreas adjacentes. Por isso antes da implantação de qualquer empreendimento desse porte, é necessário que haja um planejamento de reflorestamento afim de não prejudicar a área em questão para que a energia possa ser levada aos consumidores de forma aceitável e correta.
Impacto provocado pela instalação de uma linha de sub-transmissão no campus da UFAM
Desmatamento causado por linha de distribuição em área rural de Manaus
Efeitos das mudanças climáticas nas linhas de transmissão
	As linhas de transmissão são mais afetadas, do ponto de vista climático, pelos seguintes fatores: ventos, chuvas, umidade, salinidade, temperatura, queimadas, descargas atmosféricas, etc. Com isso é notório que as linhas de transmissão ficam expostas a toda sorte de riscos. 
Descargas elétricas em linhas de transmissão e distribuição de energia elétrica
CONSIDERAÇÕES GERAIS 
	As faixas de linhas de subtransmissão e transmissão caracterizam-se como locais com limitações no que se refere ao uso e ocupação. A ocupação adequada e a conservação das faixas de servidão e de segurança contribuem para garantir a plena operação, a execução dos serviços de manutenção, a maior rapidez na localização de anomalias nas linhas, bem como, a preservação do meio ambiente e a segurança de pessoas e bens em suas proximidades. 
A norma técnica NBR 5422 – Projeto de Linhas Aéreas de Transmissão de Energia Elétrica – Procedimento estabelece os critérios a serem observados para a convivência da linha de subtransmissão/transmissão com obstáculos e com a execução de atividades por terceiros na faixa de passagem e no seu entorno. 
DEFINIÇÕES 
FAIXA DE PASSAGEM – É a faixa de terra ao longo do eixo da linha aérea de subtransmissão e transmissão, podendo ser de domínio ou de servidão, cuja largura deve ser no mínimo igual a da faixa de segurança. 
FAIXA DE SEGURANÇA - É a faixa de terra ao longo do eixo da linha aérea de subtransmissão e transmissão, necessária para garantir seu bom desempenho, a segurança das instalações e de terceiros. 
LARGURA FAIXA DE SEGURANÇA – É o espaço de terra transversal ao eixo da linha de subtransmissão e transmissão e determinado em função de suas características elétricas e mecânicas, necessário para garantir o bom desempenho da linha, sua inspeção, manutenção e a segurança das instalações e de terceiros.
A largura da faixa de segurança varia de acordo com a classe de tensão e o tipo da região atravessada (rural ou urbana). A NBR 5422 define os parâmetros mínimos para o dimensionamento da largura da faixa de segurança e das distâncias de segurança da LT, em função da natureza e tipo de utilização do terreno. 
Tem ainda, como variáveis a serem consideradas as interferências eletromagnéticas, as quais podem ser significativas, dependendo da classe de tensão e do arranjo dos condutores da linha.
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