Construção e validação de uma curva mestra para previsão da vida em fadiga de condutores aéreos

Abstract

Ao instalar condutores aéreos em linhas de transmissão, uma carga de alongamento estático é aplicada para manter a subvão de segurança (ou distância do solo segura) de acordo com o projeto da linha de energia e proteger o condutor contra vibrações nocivas do vento. A EDS (Every Day Stress) e o parâmetro 𝐻/𝑤, que controlam a carga de esticamento, foram propostos como um meio de projetar linhas de energia com segurança contra a fadiga devido à excitação do vento. No entanto, a medida que a tensão de esticamento aumenta, o condutor torna-se mais vulnerável à vibração eólica, pois a sua capacidade de autoamortecimento é reduzida e a tensão média aumenta, podendo causar falha prematura. Contudo, há uma lacuna na literatura no que diz respeito ao estudo do efeito da tensão média na vida em fadiga dos condutores, como a modelagem do efeito EDS (ou 𝐻/𝑤) nos condutores. A diversidade de tipos de condutores (forma, materiais e disposição) é uma das principais razões para esta lacuna. Em vista disso, este trabalho desenvolve uma curva mestra que permita prever a vida em fadiga de uma série de condutores em relação ao efeito da tensão média a partir de modelos de análise do efeito da tensão média como: Goodman, Smith- Watson-Topper e Walker. Ao analisar as curvas obtidas pelos três modelos apresentados, verificou que os modelos que englobraram melhor os dados avaliados foram SWT e Walker. Então, para avaliar e parametrizar o efeito da tensão média na vida em fadiga, foram utilizadas as abordagens SWT e Walker com dados de testes de fadiga (realizados utilizando diferentes valores de carga de esticamento) para criar as curvas mestras e validar a aplicação de tais critérios à vida em fadiga de diferentes famílias de condutores. Esta curva mestra fornece uma ferramenta prática e simples que permite a previsão da vida em fadiga em uma faixa limite de três vezes a vida útil, a baixo custo, abrangendo uma variedade de condutores. Com isso, a comunidade que trabalha com projetos de linhas de transmissão de energia poderia essa curva para análise de previsão de vida em fadiga de condutores aéreos.