Dimensionamento mecânico

Após a definição dos cabos pro meio do dimensionamento elétrico, deve ser efetuado o cálculo mecânico das estruturas para a instalação dos cabos.

6.1.9.1 Redes isoladas de AT e BT

6.1.9.1.1 Características mecânicas dos cabos pré-reunidos

Na Tabela 13 e Tabela 14 são apresentadas as características mecânicas dos cabos pré- reunidos de AT e BT, respectivamente.

6.1.9.1.2 Cálculos das flechas e trações a) Trações para projeto

Para o cálculo das trações de projeto foram consideradas duas condições ambientes básicas: • 0 ºC sem vento;

• 15 ºC com vento de 60 km/h.

Baseando-se nos valores obtidos, determinou-se para as situações mais críticas as trações para projeto apresentadas na Tabela 21 (cabos pré-reunidos de BT) e na Tabela 22 (cabos pré-reunidos de AT).

b) Flechas dos cabos básicos

As flechas dos cabos básicos constam nas seguintes Tabelas: ― Cabo pré-reunido de 8,7/15 kV • Neutro 70 mm2: Tabela 23. • Neutro 95 mm2: Tabela 24. ― Cabo pré-reunido de 0,6/1 kV • Neutro 50 mm2: Tabela 25. • Neutro 70 mm2: Tabela 26. c) Trações de montagem

Para a montagem da rede devem ser obedecidas as trações constantes das seguintes tabelas:

― Cabo pré-reunido de 8,7/15 kV • 3x1x50+70 mm2: Tabela 27. • 3x1x70+70 mm2: Tabela 28. • 3x1x120+70 mm2: Tabela 29. • 3x1x185+95 mm2: Tabela 30. • 3x1x240+95 mm2: Tabela 31. ― Cabo pré-reunido de 0,6/1,0 kV • 3x1x35+50 mm2: Tabela 32. • 3x1x50+50 mm2: Tabela 33. • 3x1x70+50 mm2: Tabela 34. • 3x1x120+70 mm2: Tabela 35. d) Vão básico

Para o tracionamento do cabo em trecho com vários vãos entre estruturas de ancoragem deve ser determinado o vão básico para utilização das tabelas correspondentes às flechas e trações de montagem, em função da temperatura por ocasião do lançamento. O vão básico deve ser calculado de acordo com a fórmula:

(

ma me

)

me B V ₃2 V V V = + ⋅ − Sendo: VB = vão básico Vme = vão médio Vma = vão máximo

6.1.9.2 Redes protegidas em cruzetas

6.1.9.2.1 Características mecânicas dos cabos cobertos

Na Tabela 15 são apresentadas as características físicas dos cabos cobertos de 15 kV e 36,2 kV.

6.1.9.2.2 Trações de projetos

Na Tabela 42 são apresentados os valores das trações para projeto de redes urbanas e na Tabela 43 os valores das trações para redes rurais.

6.1.9.2.3 Flechas e trações de montagens

Na Tabela 44 e na Tabela 45 são apresentados os valores de flechas de montagem para redes protegidas em cruzetas com cabos cobertos de 15 kV e 36,2 kV, respectivamente. Na Tabela 46 a Tabela 50 são apresentadas as trações de montagens das redes protegidas em cruzetas com cabos cobertos de 15 kV e 36,2 kV.

6.1.9.3 Postes

6.1.9.3.1 Comprimento do poste

Os comprimentos dos postes normalmente utilizados são de 9 m, 11 m e 12 m, sendo: • 9 m - somente rede secundária

• 11 m - para rede primária e secundária ou somente rede primária.

• 12 m - para instalação de chaves a óleo, transformadores, derivação de ramais primários, cruzamentos aéreos, saídas de subestações com previsão de circuitos duplos de

alimentadores com cabos pré-reunidos, protegidos, instalação de ramal de entrada subterrânea, tronco de alimentador quando há previsão de derivação de ramais primários. Podem ser utilizados também postes de 14 m e 16 m em casos especiais como em travessias.

Quando, de acordo com o planejamento, houver previsão futura de extensão da rede primária, devem ser projetados postes de 11 m, mesmo que inicialmente esteja prevista somente a extensão da rede secundária.

Postes com previsão de futura instalação de transformadores, chaves, em saídas de subestações, circuitos duplos etc., devem ser previstos com 12 m e capacidade adequada. Nos casos de previsão de postes de concreto para instalação de transformadores devem ser previstos aterramento adequado, conforme 6.1.7.

6.1.9.3.2 Engastamento dos postes

O engastamento dos postes no solo deve ser conforme indicado na norma ND.02. 6.1.9.3.3 Tipos de postes

Para as redes de distribuição urbana (extensões, melhorias e loteamentos executados pela ELEKTRO) devem ser utilizados postes de concreto duplo T. Em loteamentos particulares, as redes podem ser construídas com postes de concreto circular ou duplo T.

Nos alimentadores em saídas de subestações com previsão de mais de um circuito por poste, estruturas em ângulos acentuados, derivações etc. que requeiram poste excessivamente pesado podem ser utilizados postes de concreto circular.

Os postes de concreto circular e duplo T devem ser conforme padronizações constantes na norma ND.01.

6.1.9.4 Ferragens

As redes isoladas com cabos pré-reunidos e as redes protegidas em cruzetas são construídas com ferragens e elementos normalmente empregados em redes nuas, ou com ferragens e elementos especificamente desenvolvidos para os cabos isolados e cobertos, conforme padronizações da ELEKTRO.

6.1.9.5 Cálculo mecânico

O cálculo mecânico não difere do adotado na determinação dos esforços nas redes aéreas convencionais.

Consiste basicamente na determinação dos esforços aplicados no poste, para o dimensionamento adequado da estrutura.

O esforço resultante é obtido pela composição dos esforços dos condutores que atuam no poste em todos os planos e direções e transferidos para 100 mm abaixo do topo do poste, podendo ser calculado tanto pelo método geométrico como pelo método analítico.

a) Método geométrico

A tração resultante (R) pode ser obtida pelo método geométrico através da representação das trações dos condutores (F1 e F2) por dois vetores em escala, de modo que as suas origens

R = F1 + F2 F₁ F2 α β

Figura 5 — Método geométrico 2 F 1 F R = + Sendo: R - tração resultante 2 1 , F

F - trações de projeto dos condutores α - ângulo de deflexão da rede

b) Método analítico

De posse dos valores das trações dos condutores que atuam no poste e do ângulo formado pelos condutores, tem-se:

R F₁ F2 α β β1 β2

Figura 6 — Método analítico

A resultante R pode ser calculada pela seguinte expressão: R = _F12+_F22+2_F1._F2.cosβ

Sendo:

R - tração resultante

F1, F2 - trações de projeto dos condutores

β = 180º - α

α - ângulo de deflexão da rede       ⋅ β = β R sen F arcsen 2 1 e       ⋅ β = β R sen F arcsen 1 2

Se as trações F1 e F2 forem de valores iguais, a resultante pode ser

calculada pela seguinte expressão simplificada: 2

sen F 2

R = ⋅ ⋅ α

6.1.9.6 Utilização dos postes quanto à resistência mecânica

a) Os postes devem ser dimensionados de modo que suportem as trações aplicadas pelos condutores nele instalados e estarem de acordo com as resistências nominais padronizadas.

b) Para as configurações de redes recomendadas (somente primária, somente secundária ou primária e secundária), nas situações de fim de linha e ângulos de deflexão horizontal, os valores dos esforços resultantes transferidos a 100 mm do topo estão indicados nas tabelas: ― rede primária isolada: Tabela 36;

― rede primária isolada e rede secundária isolada: Tabela 37.

Quando existirem, devem ser considerados também os esforços resultantes de cabos telefônicos, TV a cabo, ramais de ligação, etc.

c) As resistências nominais mínimas dos postes necessárias para as situações descritas em b) são apresentadas nas tabelas:

― rede primária isolada em poste de concreto circular: Tabela 38;

― rede primária isolada e rede secundária isolada em poste de concreto circular: Tabela 39; ― rede primária isolada em poste de concreto DT: Tabela 40;

― rede primária isolada e rede secundária isolada em poste de concreto DT: Tabela 41. d) Os postes com derivações de redes secundárias e/ou primárias, com cabos de telecomunicações ou outros tipos de cabos nele instalados devem ser redimensionados considerando as trações de projeto, ângulos de aplicação e alturas de fixação desses cabos. e) Os ramais de ligação cuja soma dos esforços resultantes produzam valor elevado, também devem ser considerados no dimensionamento do poste.

f) Os postes para instalação de transformadores devem ter no mínimo as características apresentadas na Tabela 19 e para instalação de seccionadores devem ser de acordo com a Tabela 20.

6.1.9.7 Escolha do tipo de estrutura

A escolha das estruturas deve ser feita com base nas Normas ND.07 em função da seção, posição dos condutores, do vão considerado, do ângulo de deflexão horizontal e do espaçamento elétrico.

6.1.9.8 Estaiamento aéreo

Devem ser utilizados estaiamentos para se obter a estabilidade de postes ou estruturas sem equilíbrio, ocasionado por solo excessivamente fraco ou por elevado esforço mecânico externo.

Os estaiamentos podem ser feitos de poste a poste e de poste a contra-poste para fim de rede.

a) Estai de poste a poste

O estai de poste a poste deve absorver todo o esforço excedente, atuando sobre o poste, devido aos esforços resultantes dos circuitos primário e/ou secundário.

O esforço absorvido pelo cabo de aço do estai pode ser transferido para um ou mais postes. Recomenda-se transferi-lo para no máximo, dois postes. Apesar da grande variedade de combinações de esforços resultantes das redes primária e/ou secundária, os esforços resultantes devem ser limitados em 715 daN, 1 576,5 daN e 2 120 daN correspondendo, respectivamente, aos cabos de aço de 6,35 mm, de 9,53 mm e de 11,11 mm.

No Anexo A, são apresentadas metodologias de dimensionamentos de estais de poste a poste.

b) Estai de poste a contra-poste

Normalmente é empregado em estruturas de fim de linha para absorver os esforços excedentes e atuantes sobre o poste.

No documento Projetos de Redes Aéreas Isoladas de Distribuição de Energia Elétrica (páginas 31-36)