A qualificação de cabos de alumínio para linhas aéreas

O alumínio é versátil e não é apenas um material estrutural universal, mas também um condutor de eletricidade perfeito. Hoje, juntamente com o cobre, o alumínio garante a transmissão de energia em todo o mundo. Conheça os requisitos para qualificação e aceitação de cabos de alumínio-liga 1120, para linhas aéreas.

cabo2Da Redação –

A eletricidade é, sem dúvida, uma das descobertas mais importantes da humanidade. Ela coloca tudo em movimento, permitindo conectar continentes em apenas uma fração de segundo. Sem eletricidade, os avanços científicos e tecnológicos atuais seriam impossíveis. E não se poderia produzir o alumínio sem eletricidade. É interessante que hoje exatamente esse metal é responsável pela transmissão de energia ao longo de milhares de quilômetros.

Entre os metais básicos, apenas cobre é melhor que o alumínio, mas apenas 33%, ao mesmo tempo em que o alumínio tem uma vantagem inegável – é mais leve. Um cabo de alumínio tem uma seção transversal 1,5 vez maior para passar a mesma corrente que um fio de cobre, mas duas vezes mais leve. O peso é um dos parâmetros mais importantes para linhas de alta tensão que transmitem energia por longas distâncias. Portanto, apenas fios de alumínio são usados nas principais linhas de energia suspensas.

Os primeiros fios de alumínio surgiram no final do século XIX nos EUA. Em 1880, em Chicago, o chefe de uma estação de trem notou que todos os fios externos de cobre estavam se deteriorando rapidamente. Isso, ele concluiu, foi devido ao fato de que o cobre estava sendo corroído pela fumaça das locomotivas.

A razão pela qual ele decidiu usar o alumínio como substituto é desconhecida, mas um fio de cobre de centenas de metros foi substituído por um de alumínio que se mostrou muito mais durável, apesar do número de trens na estação crescer a cada ano. O peso comparativamente mais leve dos fios de alumínio reduz a carga nos postes da grade e aumenta a distância entre eles, reduzindo assim os gastos e diminuindo o tempo de construção.

Quando a corrente passa pelos fios de alumínio, eles aquecem e sua superfície fica coberta com um filme de óxido. Isso serve como um excelente isolante protegendo os fios contra efeitos externos. Existem vários tipos de cabos de alumínio para linhas de alta tensão.

O tipo mais difundido é o ACSR, aço condutor de alumínio reforçado. Tem vários filamentos de aço trançado em seu núcleo que são envolvidos em camadas de fio de alumínio. O aço é usado para aumentar a força do cabo e permite a manutenção da forma inicial quando em aquecimento e sob suas cargas elétricas.

Um condutor todo de liga de alumínio (AAAC) ou um fio de liga de alumínio é mais leve do que um condutor reforçado e é completamente resistente à corrosão. Afinal, um núcleo de compósito condutor de alumínio (ACCC) reduz o efeito de afundamento térmico típico do ACSR com seu núcleo de aço expandindo sob calor.

O fator de expansão para um núcleo de carbono é dez vezes menor do que para um de aço. Além disso, é significativamente mais leve e mais forte – isso significa 28% a mais de alumínio pode ser usado em tal cabo sem aumentar seu diâmetro e peso total. O alumínio adicional reduz as perdas de energia na linha em 25% a 40%.

A NBR 16686 de 07/2018 – Cabos de alumínio-liga 1120 para linhas aéreas – Especificação especifica os requisitos para qualificação e aceitação de cabos de alumínio-liga 1120, para linhas aéreas. Os cabos devem ser designados pela seção do condutor e número de fios. Os fios componentes do cabo, antes do encordoamento, devem atender aos requisitos dimensionais, mecânicos e elétricos especificados na NBR 16637.

O diâmetro dos fios deve ser verificado de acordo com 7.1. Os fios de alumínio-liga, após o encordoamento, devem apresentar limite de resistência à tração no mínimo igual a 95 % do valor especificado antes do encordoamento e conservar as características de ductilidade. Não são requeridas características de alongamento após o encordoamento. O ensaio deve ser realizado de acordo com 7.2.

Todos os fios de cada condutor devem ter diâmetro nominal igual. Os fios de alumínio-liga, após o encordoamento, devem apresentar valor mínimo de condutividade de 58,8% IACS, a 20°C. O ensaio deve ser realizado de acordo com 7.3. O cabo não pode apresentar fissuras, rebarbas, asperezas, estrias, inclusões, falhas de encordoamento ou outros defeitos que comprometam o desempenho do produto.

No caso de cabos com sete fios, não são permitidas emendas nos fios componentes. Durante o encordoamento não podem ser feitas emendas nos fios com o objetivo de aproveitar as espulas contendo sobras de fios. Somente são permitidas emendas nos fios devido a ocorrências acidentais, durante o processo de encordoamento. As emendas devem conservar a forma geométrica do fio original.

As emendas nos fios, feitas durante o processo de encordoamento, devem estar separadas em mais de 15 m de qualquer outra emenda. O número máximo de emendas permitidas por lance de cabo deve estar conforme a tabela abaixo. As emendas devem ser feitas por pressão a frio ou solda elétrica de topo. Nos fios com emendas feitas por solda elétrica de topo, deve ser efetuado tratamento térmico de recozimento até uma distância mínima de 150 mm de cada lado da emenda.

cabo3

A resistência à tração na região da emenda não pode ser inferior a 30% do valor especificado para o fio antes do encordoamento. As formações normalizadas estão descritas na tabela abaixo.

cabo4

Em todas as construções, as coroas sucessivas devem ter sentidos de encordoamento opostos, sendo o da coroa externa para a direita. Nos cabos com coroas múltiplas, a relação de encordoamento de qualquer coroa não pode ser maior que a relação de encordoamento da coroa imediatamente abaixo. A verificação do encordoamento deve ser realizada de acordo com 7.4.

Os ensaios previstos por esta norma são classificados em: ensaios de recebimento; ensaios de tipo. Antes de qualquer ensaio, deve ser realizada uma inspeção visual sobre todas as unidades de expedição para a verificação das condições estabelecidas na Seção 8. Os ensaios de recebimento são feitos nas unidades de expedição conforme critério de amostragem estabelecido em 5.4.1 e 5.4.2, com a finalidade de demonstrar a integridade do cabo.

Os ensaios de recebimento solicitados por esta norma são: os ensaios nos fios de alumínio-liga 1120: verificação do diâmetro do fio, conforme 7.1; ensaio de resistência à tração, conforme 7.2; ensaio de enrolamento, conforme a NBR 16637; ensaio de resistividade elétrica, conforme 7.3; verificação no cabo completo: verificação visual; verificação das características de encordoamento, conforme 7.4; e seção transversal, conforme 7.5. Os ensaios nos fios componentes, previstos em 5.2.2, podem ser efetuados antes ou após o encordoamento, à opção do comprador.

No caso dos ensaios nos fios componentes serem efetuados antes do encordoamento, devem ser retirados das amostras, corpos de prova com comprimento suficiente de fio, desprezando-se o primeiro metro da extremidade. Se um corpo de prova extraído de uma amostra não satisfizer o valor especificado em qualquer ensaio, deve ser efetuada a inspeção em dois corpos de prova adicionais, da mesma amostra; se os resultados forem satisfatórios, considera-se a amostra aceita.

Os ensaios de tipo previstos por esta norma são: o ensaio de ruptura no cabo completo, conforme 7.6; o ensaio de tensão-deformação, conforme 7.7. Os ensaios de tipo devem ser realizados, de modo geral, uma única vez, com a finalidade de demonstrar o comportamento satisfatório do projeto do cabo para atender à aplicação prevista. São, por isso mesmo, de natureza tal que não precisam ser repetidos, a menos que haja modificação do projeto do cabo que possa alterar seu desempenho.

Os cabos devem ser acondicionados de maneira a ficarem protegidos durante o manuseio, transporte, armazenagem e utilização conforme a NBR 7310. O acondicionamento pode ser em carretel ou rolo. Os cabos devem ser fornecidos em unidades de expedição com comprimento equivalente à quantidade nominal. Quando não especificado diferentemente pelo comprador, cada unidade de expedição deve conter um comprimento contínuo de cabo.

Para cada unidade de expedição, a incerteza máxima requerida na quantidade efetiva é de ± 1% em comprimento. Admite-se, quando não especificado diferentemente pelo comprador, que: a quantidade efetiva em cada unidade de expedição seja diferente do comprimento nominal de no máximo ± 5% em comprimento. Para efeitos comerciais, o fabricante deve declarar a quantidade efetiva

A entrega de até 5% da massa da encomenda em lances não inferiores a 50 % do comprimento nominal; a quantidade total em massa da encomenda possa sofrer uma tolerância de entrega de ± 5%. Os carretéis de madeira devem atender aos requisitos da NBR 11137, e os rolos devem atender aos requisitos da NBR 7312. O Anexo B fornece os dados para as informações de encomenda dos cabos.

Quanto à marcação, externamente aos rolos, deve ser colocada uma etiqueta contendo no mínimo as seguintes informações, em tinta indelével: nome do fabricante, CNPJ e país de origem; tipo de cabo (CAL) e seção nominal do condutor, expresso em milímetros quadrados (mm2); número desta norma; massa líquida, expressa em quilogramas (kg); comprimento, expresso em metros (m); e identificação para fins de rastreabilidade.

Externamente aos carretéis, devem ser marcadas, nas duas faces laterais, diretamente sobre o disco ou por meio de etiquetas, em lugar visível, com caracteres legíveis e indeléveis, no mínimo as seguintes informações: nome do fabricante, CNPJ e país de origem; tipo de cabo (CAL) e seção nominal do condutor, expresso em milímetros quadrados (mm²); número desta norma; massa líquida, expressa em quilogramas (kg); massa bruta, expressa em quilogramas (kg); número de lances e respectivos comprimentos, expressos em metros (m); seta no sentido de rotação para desenrolar; identificação para fins de rastreabilidade. É facultado ao fabricante incluir o nome comercial do seu produto na marcação das bobinas.



Categorias:Metrologia, Normalização

Tags:, , , ,

Deixe uma resposta

%d blogueiros gostam disto: