CONCLUSÕES
O trabalho de investigação desenvolvido no âmbito desta dissertação teve como principal objetivo o estudo da fadiga de cabos de linhas aéreas elétricas, através de metodologias de análise para a previsão do tempo de vida, tendo como base resultados de monitorização. Neste sentido, foi possível adquirir conhecimentos sobre os elementos constituintes das LMAT, em particular dos cabos condutores, sobre o comportamento estático e dinâmico de cabos suspensos constituídos por dois materiais, e sobre a fadiga sofrida por estes elementos.
A investigação permitiu a execução de uma modelação numérica, para a análise do comportamento do cabo condutor do vão estudado, o tratamento e análise de diferentes dados obtidos através de diferentes aparelhos com base num sistema de monitorização, e a implementação de metodologias de análise da fadiga.
Assim, depois de um capítulo introdutório, apresentou-se no capítulo 2 um enquadramento do trabalho realizado, onde foi feita uma apresentação sumária da rede nacional de transporte de energia, dos elementos constituintes nas linhas elétricas aéreas, dos diferentes tipos de vibração nos condutores devidos à ação do vento e dos efeitos provocados nos cabos . Realçou-se o efeito de fadiga e a forma de mitigar as vibrações nos cabos de modo a atenuá-lo. Neste capítulo foi também exposta uma metodologia de análise de fadiga para a previsão de vida e descreveram-se aparelhos de medição de vibrações que fazem uma estimativa do tempo de vida útil do cabo.
No capítulo 3 efetuou-se uma caracterização sumária do tramo monitorizado no âmbito do projeto de investigação em curso na FEUP e descreveu-se o sistema de monitorização dinâmico instalado no tramo. O sistema de monitorização operou continuamente durante um período de dois anos, tendo sido necessário apenas a substituição de um acelerómetro, por se encontrar avariado. No entanto, no fim do projeto, verificou-se que o dispositivo de medição de vibrações (Vibrec), não registou os dados previstos, necessários para o estudo da presente dissertação. Desta forma, foi necessário encontrar métodos alternativos que simulassem o comportamento do aparelho.
O capítulo 4, onde se estudaram formulações analíticas para o comportamento estático e dinâmico de cabos suspensos, contém as primeiras conclusões do presente trabalho. Em relação ao comportamento estático, foi elaborada uma modelação numérica do cabo condutor do vão monitorizado no programa de
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elementos finitos SAP2000, comparando-se os resultados obtidos com os previstos pela formulação analítica da catenária elástica, efetuada numa folha Excel preparada para o efeito. Em relação ao comportamento dinâmico, foi efetuada uma modelação do mesmo cabo com base numa análise modal no mesmo programa, comparando-se os resultados obtidos com os previstos através das formulações de Irvine para cabos inclinados. Concluiu-se então, que a discretização do perfil de um cabo com 100 elementos finitos de cabo, com o programa SAP2000, fornece bons resultados na reprodução do comportamento estático e dinâmico.
No capítulo 5 realizou-se um estudo sobre o funcionamento do dispositivo de medição de vibrações (Vibrec) e a sua aplicação. O estudo consistiu na investigação do método de medição e de análise dos dados efetuado pelo dispositivo, para mais tarde se simular esta análise com um conjunto de dados provenientes do sistema de monitorização mencionado no capítulo 3, de modo a estimar o tempo de vida adotando a metodologia do aparelho. Os dados selecionados corresponderam às velocidades do vento adquiridas pelo anemómetro do sistema de monitorização ao longo de um período de tempo e, com recurso ao programa SAP2000, este conjunto de dados foi convertido em forças de vento que se aplicaram ao cabo modelado e este foi submetido a uma análise não linear modal onde se obtiveram diversos resultados de séries temporais da resposta do cabo. Através das séries temporais foi possível retirar um conjunto de valores de amplitude de flexão do cabo que serviram de simulação dos registos do Vibrec. Daí foi possível reproduzir o procedimento de análise efetuado pelo dispositivo. Como o Vibrec faz uma estimativa de vida com períodos muito curtos de registos, foram simuladas diversas análises seguindo a metodologia do aparelho, mas com diferentes períodos. Desta forma foi possível comparar os resultados obtidos para os períodos simulados. Verificou-se que, apesar dos períodos analisados serem bastante diferentes, os valores obtidos da vida remanescente do cabo não diferiram muito. No entanto, o tempo de vida do cabo para maiores períodos de aquisição foi inferior, comparado com o tempo de vida para menores períodos. Isto deve-se ao facto de entrarem nas contagens de ciclos mais componentes de elevadas tensões.
Por fim, o capítulo 6 consistiu num estudo da fadiga através da obtenção do tempo de vida remanescente, do cabo condutor do vão da LMAT monitorizada mencionada no capítulo 3. O estudo, tal como no capítulo 5, foi realizado seguindo a metodologia do dispositivo Vibrec, com base nos dados conseguidos com o sistema de monitorização. Tendo em conta que não foi possível retirar registos do Vibrec fornecido pela REN instalado na LMAT monitorizada, recorreu-se aos registos efetuados por um acelerómetro instalado no condutor. A análise foi realizada para um período de registos de 7 dias do cabo sem amortecedor e para um período de 7 dias do cabo com amortecedor. Os resultados obtidos mostraram, tal como no capítulo 5, que períodos de aquisição superiores são mais conservadores, conduzindo a valores maiores de dano e que, para todas as análises efetuadas, o período de aquisição de 30 segundos foi o que resultou num maior valor da vida do cabo. O estudo mostrou também que foi possível captar a influência dos amortecedores no cálculo da vida útil à fadiga do cabo. Houve um aumento da vida útil após a instalação dos amortecedores Stockbridge. Note-se que o estudo efetuado constitui ainda um trabalho exploratório e os resultados obtidos devem ser analisados com reserva, pois foram analisados períodos muito curtos de tempo, assumindo que os registos dos mesmos são representativos do período de um ano e que haverá uma repetição dos mesmos carregamentos ao longo de toda a vida do condutor.
67 PERSPETIVAS DE DESENVOLVIMENTOS FUTUROS
Tendo por base o trabalho desenvolvido, reforça-se o interesse no desenvolvimento do trabalho que compreenderá as seguintes atividades principais:
• Realização de uma análise numérica utilizando o método no domínio da frequência e comparar com a análise do presente trabalho realizada no domínio do tempo;
• Execução de ensaios adicionais em laboratório de forma a validar as medições do Vibrec; • Realização de um estudo semelhante ao deste trabalho, mas com um maior número de registos,
de forma a conseguir-se uma análise coerente com a recomendação do CIGRÉ (registos durante 3 meses);
• Comparação da estimativa de vida de um condutor com base em resultados de monitorização com a estimativa de vida do mesmo condutor obtida pelo Vibrec;
• Comparação de dados fornecidos por diferentes tipos de dispositivos de medição de vibrações de cabos de linhas elétricas aéreas (por exemplo Pavica e Vibrec), instalando-os em campo, no mesmo vão de uma LMAT.
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