Um estudo experimental sobre a influência da temperatura no comportamento da resistencia à fadiga de cabos condutores de energia fabricados com a liga AL 1350

Abstract

Esta tese possui objetivos exploratórios de caráter experimental, cujo objetivo principal visa apresentar uma análise sobre como a influência da temperatura afeta a vida útil em fadiga do cabo condutor de energia Orchid. Neste sentido, para alcançar o objetivo geral foi implementado uma solução de engenharia baseada em um controle PID que proporciona condições reais de temperatura, cujos cabos de alta tensão são submetidos diariamente durante sua vida útil. Assim, foi projetado, desenvolvido e testado o equipamento controlado de aquecimento infravermelho para o teste de fadiga do cabo condutor. Desta forma, foi realizada uma série de testes para avaliar o dispositivo experimental e demonstrou excelente desempenho e operação satisfatória e os critérios operacionais foram cumpridos, para realizar o teste de fadiga nos cabos sob condições de alta temperatura. Dando sequência à investigação, foram realizadas duas etapas de ensaios sob condições de fadiga, ensaios em 75°𝐶 (temperatura máxima do condutor para cálculo da ampacidade) e em temperatura ambiente. Foi realizado um comparativo com dados da literatura na primeira etapa (E1), e um estudo somente com os ensaios realizados nesta tese em uma segunda etapa (E2). As análises da E1 permitiram verificar uma redução da ordem de 30% na vida útil das amostras testadas em 75°𝐶, considerando como critério de falha a ruptura de 10% do número total de fios de alumínio. Assumindo a primeira falha do fio de alumínio como critério de falha, a redução média na vida útil do condutor foi de apenas 10%, e as análises da E2 corroboraram com este resultado e apresentou uma redução média de 9% entre as amplitudes ensaiadas, para as mesmas condições de ensaio. Esta comparação permite afirmar que o levantamento das curvas experimentais para a montagem cabo/grampo constitui-se em ferramenta interessante e estratégica para o projeto de linhas de transmissão, bem como estabelecer manutenção preventiva e corretiva de linhas de transmissão já existentes. Considerando estes resultados, observou que há espaço para melhorar as abordagens de projeto em altas temperaturas, podendo ser uma ferramenta valiosa para definir novos limites de projeto.