Fadiga de cabos condutores de alumínio liga (CAL-900) para diferentes níveis de H/w

Abstract

Este estudo tem caráter experimental e compreende uma avaliação da influência da carga de esticamento sobre a vida útil de condutores aéreos do tipo alumínio liga CAL 900, com foco no critério de projeto H/w, onde H é carga de tração horizontal e w é o peso por unidade de comprimento do condutor. Foi realizado um levantamento de duas curvas S-N do condutor para os valores de H/w de 1820 e 2144m, totalizando 18 ensaios de fadiga, 9 para cada curva. A fórmula de Poffenberger-Swart, uma expressão numérico-empírica que correlaciona o nível de tensão nominal na região de falha à amplitude de vibração do cabo, é utilizada para o cálculo das tensões nominais atuantes no condutor. Adicionalmente, são obtidos dados de extensometria para comparação com as tensões calculadas. Na primeira etapa do projeto, foi realizada a revisão teórica, uma descrição detalhada dos procedimentos de ensaio e da bancada experimental e foi definida a metodologia dos ensaios. Na segunda etapa são apresentados e avaliados os resultados obtidos experimentalmente com o cabo CAL 900. Os resultados da extensometria validam a confiabilidade do modelo de Poffenberger-Swart para o cálculo das amplitudes de deslocamento, apresentando erro máximo de 10%. O levantamento das curvas S-N demonstrou que a vida média varia de forma similar com a alteração da amplitude de deslocamento para ambos os valores de H/w. Além disso, o aumento da carga de esticamento acarretou redução de no máximo 12% na vida do condutor para os maiores níveis de tensão alternada aplicados. A comparação das curvas S-N com a Curva Limite de Segurança da CIGRE (CSBL) demonstram uma resistência a fadiga do CAL 900 consideravelmente baixa, o que leva a uma investigação preliminar sobre as possíveis causas deste comportamento. Uma comparação com resultados coletados da literatura para os cabos Ibis e Tern demonstra uma possível influência da folga cabo-grampo de suspensão na vida do condutor. Adicionalmente, observa-se que para um mesmo H/w, as curvas S-N desses condutores diferem consideravelmente, contrariando a teoria do parâmetro. Por fim, uma investigação comparativa de ensaios realizados anteriormente para o CAL 900 no LabCabos/UnB apresentou uma discrepância considerável na durabilidade, o que pode indicar a má qualidade da amostra deste estudo.