Aplicação da teoria de propagação de ondas em cabos de transmissão de energia

Abstract

Linhas de transmissão transportam energia elétrica em alta voltagem através de cabos suspensos entre torres ao longo do país. Estes cabos estão sujeitos a vibrações induzidas por vento em frequências que podem significativamente afetar sua vida de serviço devido a falhas geradas por fadiga. Estratégias de controle passivo de vibração são geralmente utilizadas para mitigar seus efeitos, e prolongar a vida útil destes cabos. Geralmente, tais estratégias de controle são baseadas no ponto de vista puramente modal, que tem grandes limitações do ponto de vista de projeto. Estratégias de controle de vibrações vem utilizando propagação de ondas na indústria automotiva e aeroespacial por décadas, e algumas dessas estratégias podem ser também utilizadas em linhas de transmissão, sendo uma alternativa de análise do comportamento dessas estruturas. Cabe ressaltar que grande parte teórica desse trabalho está relacionada a análise de propagação da ondas mecânicas, com o objetivo de se obter a resposta da estrutura devido à forçamento harmônico. Logo, este projeto de graduação propõe uma metodologia de modelagem de linhas de transmissão, incluindo absorvedores dinâmicos de vibração (ADV), utilizando métodos de propagação de ondas. Inicialmente, será utilizado um modelo analítico simplificado, analisando passo-a-passo da descrição matemática, a qual explora Transformadas de Fourier, como também Solução D’Alembert. Em seguida, é feita uma validação experimental de modo que modelo tenha boa concordância com dados experimentais, dentro da banda de frequência típica de excitação por vento. Ao final, uma estratégia de modelagem de um ADV através de coeficientes de reflexão e transmissão é proposta. Dessa maneira, propõem-se uma metodologia de análise e projeto de cabos de transmissão de um ponto de vista alternativo ao modal.