C ÁLCULO DO TEMPO DE VIDA DO C ONDUTOR M ONITORIZADO

De acordo com a metodologia de análise do Vibrec, a coleta de dados de cada período de 7 dias não resulta numa análise com base nos registos equivalentes aos 7 dias completos. Considerando o tipo de registo normal do Vibrec, 10 segundos a cada 15 minutos (o que equivale a 40 segundos/hora), o tempo total de dados é de 6720 segundos. Segundo a recomendação do CIGRÉ, a análise de fadiga deve ser feita no mínimo com base em 3 meses de utilização do aparelho, que equivale a 24,8 horas (89 282 segundos) de registos como foi observado anteriormente. Tendo por base o período de medição do Vibrec, os dados equivalentes a 7 dias equivalem apenas a 7,5% da quantidade mínima necessária para a análise da fadiga, de acordo com o CIGRÉ. Desta forma, será efetuada a análise de fadiga para diferentes períodos de registos.

Contrariamente à análise da fadiga realizada pelo Vibrec (com recurso a amplitudes), a análise efetuada neste capítulo terá como base acelerações verticais provenientes do acelerómetro (MEM#3). Para o cálculo do dano e do tempo de vida do condutor, foi utilizada a mesma rotina em MATLAB, do capítulo 5. No entanto, antes de correr os dados, é necessário converter as acelerações em tensões. Este procedimento foi também elaborado com recurso ao MATLAB. As tensões foram obtidas por intermédio de uma integração dupla dos valores das acelerações no domínio da frequência.

O dano obtido através do método da acumulação de dano é referente ao período dos registos, de forma a extrapolar esse valor num ano é necessário a sua multiplicação por um fator de extrapolação (Fe). Este é calculado como sendo uma proporção entre o tempo de 1 ano e o tempo ativo total das medições efetuadas, conforme a seguinte Equação:

𝐹𝑒 = 𝑇𝑒𝑚𝑝𝑜 𝑑𝑒 1 𝑎𝑛𝑜

𝑇𝑒𝑚𝑝𝑜 𝑎𝑡𝑖𝑣𝑜 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑟𝑒𝑔𝑖𝑠𝑡𝑜𝑠 (6.1)

Para este caso de estudo, o fator de extrapolação é dado por:

𝐹𝑒 = 365 ∗ 24 ∗ 3600

7 ∗ 24 ∗ 𝑃𝑒𝑟í𝑜𝑑𝑜 𝑠𝑖𝑚𝑢𝑙𝑎𝑑𝑜 𝑑𝑒 𝑎𝑞𝑢𝑖𝑠𝑖çã𝑜 ∗ 4 (6.2)

O período simulado de aquisição corresponde a 10, 30, 60, 300 ou 600 segundos, conforme o período que está a ser analisado.

A instalação dos amortecedores ocorreu no dia 17 de agosto de 2018. Desta forma, dividiu-se o período de 10 a 24 de agosto de 2018 em dois (período do cabo sem amortecedor e com amortecedor), retirando- se o dia 17 devido às perturbações da instalação nos sinais. Para uma análise com base na metodologia do Vibrec (40 segundos/hora), dos sete dias antes e após a colocação dos amortecedores Stockbridge, obteve-se os seguintes resultados apresentados na Tabela 6.1. Note-se que os valores apresentados são referentes ao momento de quando os registos foram conseguidos, ou seja, a partir do dia 24 de agosto de 2018.

59 Tabela 6.1 Resultados da análise do dano acumulado e vida útil do cabo antes e após a colocação dos amortecedores

Stockbridges

Dano por ano Vida útil (anos)

Cabo sem amortecedor 0,1572 6,36

Cabo com amortecedor 0,0628 15,91

Tendo em conta os resultados, foi possível captar a influência dos amortecedores Stockbridge no cálculo da vida útil à fadiga do cabo. Houve um aumento claro da vida útil após a instalação dos atenuadores, em mais do dobro do tempo.

Tal como foi mencionado anteriormente o estudo da fadiga do cabo foi também realizado para diferentes períodos de aquisição do Vibrec. Desta forma, simulou-se um comportamento do aparelho com 30, 60, 300 e 600 segundos de tempo ativo com intervalos de espera de 15 minutos. Na Tabela 6.2 apresenta- se os resultados obtidos para o tempo de vida útil do cabo pela análise dos 7 dias antes e após a colocação dos amortecedores para os diferentes períodos de registo simulados.

Tabela 6.2 Resultados do tempo de vida útil do cabo sem e com amortecedor para diferentes períodos de aquisição do Vibrec

Vida útil (anos) Período de aquisição do Vibrec

(s/15 min) 10 30 60 300 600

Cabo sem amortecedor 6,36 11,77 1,67 2,44 0,2982 Cabo com amortecedor 15,91 51,32 9,45 5,51 0,0114

Verifica-se tanto pela Tabela 6.2 como pelas Figuras 6.6 e 6.7 que, para todos os períodos de aquisição simulados existe uma diferença notável entre a vida útil do cabo sem amortecedor e com amortecedor. O efeito atenuador do amortecedor Stockbridge é obvio, diminuindo o dano e aumentando a vida útil do cabo. Nota-se que houve um aumento significativo da vida útil do cabo para o período de aquisição de 30s, tanto para os resultados antes como depois da instalação dos amortecedores Stockbridge.

O período máximo de aquisição de dados do Vibrec é de 10 segundos com intervalos de espera de 15 minutos. Observa-se que os períodos de aquisição superiores a 60 segundos são muito conservadores e para o período de 10 minutos (600 segundos), as análises mostram que o cabo, tanto com amortecedor como sem amortecedor, já teria rompido. Isto leva a questionar a análise do dano por fadiga, através do método da acumulação do dano, com elevados períodos de registo. Por outro lado, o período de 10 segundos pode não ser suficiente para ter em conta os efeitos da fadiga no cabo.

Note-se, contudo, que não foi possível no presente estudo garantir que a contagem de ciclos por bandas de frequência seja realizada de forma idêntica à adotada pelo Vibrec, em que o limite associado às frequências elevadas poderá ser distinto, resultando numa importância diferente dos ciclos de tensão nas frequências elevadas da considerada no presente estudo.

Verifica-se, tal como nos resultados da simulação numérico-computacional, que para períodos de aquisição mais elevados, o dano é maior.

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Na Figura 6.6 representa-se a relação do tempo de vida útil do cabo com os diferentes períodos de aquisição do Vibrec e na Figura 6.7 um pormenor do intervalo mais relevante entre os 10 e 60 segundos.

Nas Figuras 6.8, 6.10 e 6.12 apresentam-se os histogramas dos períodos de aquisição entre 10 e 60 segundos. Os histogramas mostram o número total de ciclos obtidos em cada bloco de tensão. Nas Figuras 6.9, 6.11 e 6.13 apresentam-se os pormenores da cauda dos histogramas, pois não é possível ver os blocos de tensões mais elevadas no gráfico geral.

Figura 6.6 Relação do tempo de vida útil do cabo com os diferentes períodos de aquisição do Vibrec antes e após a instalação dos amortecedores Stockbridge

Figura 6.7 Relação do tempo de vida útil do cabo com os períodos de aquisição do Vibrec (de 10 a 60 segundos), antes e após a instalação dos amortecedores Stockbridge

61 Figura 6.8 Histogramas referentes ao período de aquisição de 10 segundos: Número total de ciclos obtidos em cada bloco

de tensões a) antes dos amortecedores e b) depois dos amortecedores

Figura 6.9 Pormenor dos histogramas referentes ao período de aquisição de 10 segundos: Número total de ciclos obtidos em cada bloco de tensões a) antes dos amortecedores e b) depois dos amortecedores

Figura 6.10 Histograma referente ao período de aquisição de 30 segundos: Número total de ciclos obtidos em cada bloco de tensões a) antes dos amortecedores e b) depois dos amortecedores

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