Como os condutores de núcleo composto reduzem os custos de projetos de transmissão

Aug 24, 2023

O tipo de condutor mais prevalente na rede aérea de transmissão de eletricidade existe hoje desde 1909. Depois de mais de 100 anos, o Condutor de Alumínio Reforçado com Aço (CAA) é uma entidade conhecida, para dizer o mínimo. O condutor de alumínio com suporte de aço (ACSS) surgiu na década de 1970 e é igualmente conhecido.

Em comparação, os condutores de núcleo composto são jovens na linha do tempo dos ativos de serviços públicos. Contudo, após 20 anos de serviço, os seus benefícios de desempenho são claros, assim como as considerações para utilizá-los na concepção de projectos de transmissão rentáveis.

Os principais benefícios dos condutores de núcleo composto são a redução da flecha e o aumento da capacidade. Núcleos de fibra de carbono trançados têm significativamente menos curvatura térmica do que ACSR e ACSS e podem transmitir até duas vezes mais energia em um condutor do mesmo diâmetro. Inerentemente, este benefício e outros explorados abaixo alteram os parâmetros de projeto para projetos de transmissão.

Novas linhas de transmissão que utilizam condutores de núcleo composto requerem menos estruturas de suporte porque seu comportamento de baixa curvatura permite que elas atravessem distâncias maiores. Comprimentos de vão mais longos permitem que os projetistas encurtem ou usem menos estruturas. O resultado são custos totais do projeto significativamente mais baixos em termos de materiais e faixa de domínio.

"Os condutores aéreos com núcleo composto permitem que os projetistas otimizem os projetos das linhas, minimizando as linhas de visão e reduzindo o custo geral do projeto", disse Charles Holcombe, gerente de sistemas e soluções aéreas da Southwire Co.

A redução do número de estruturas reduziu o custo total de um projeto no oeste dos Estados Unidos, diz ele. Uma antiga linha de transmissão precisava ser reconstruída do zero com novas estruturas de suporte. Os requisitos de capacidade para a nova linha permaneceram os mesmos, de modo que os engenheiros de projeto puderam usar um condutor de núcleos compostos de menor diâmetro e dobrar a distância entre as estruturas de suporte para 1.200 pés. Isso significou que metade das estruturas foram necessárias para a nova linha e o custo total do projeto foi 15% menor.

Os condutores de núcleo composto permitem que as linhas sejam recondutoras para aumentar a capacidade térmica da linha, enquanto outras soluções de condutores podem exigir uma reconstrução completa que inclui novas estruturas dispendiosas. A simples substituição dos condutores CAA por condutores de núcleo composto pode permitir até o dobro da capacidade com menos curvatura.

"A vantagem de custo da recondução com condutores de núcleo composto é significativa quando uma linha precisa ser atualizada para obter mais capacidade", disse Holcombe. "Em vez dos enormes custos de construção de fundações e estruturas novas e maiores para ACSR ou ACSS, você investe um pouco mais instalando condutores de alto desempenho nas estruturas existentes."

Vantagens de custo semelhantes entram em jogo quando surgem desafios de design únicos. Holcombe detalha um projeto em que a erosão do solo nas margens do rio exigiu que uma estrutura de suporte fosse movida para mais longe do rio, o que aumentou o comprimento do vão de travessia do rio de 1.290 pés para 1.840 pés. O aumento do comprimento do vão teria aumentado a curvatura do CAA, exigindo estruturas e fundações novas e maiores em ambos os lados do rio. Em vez disso, os engenheiros de projeto optaram por usar um condutor de núcleo composto, que percorreu a distância sem aumentar a curvatura, evitando uma reconstrução completa da linha e reduzindo o custo total do projeto.

Os requisitos de instalação são um fator importante na seleção de condutores para projetos de transmissão. A este respeito, a vantagem dos condutores de núcleo compósito trançado é maior flexibilidade e melhor tolerância à flexão. Além disso, os núcleos compostos podem exigir os mesmos equipamentos, hardware e práticas de trabalho familiares às equipes que instalam ACSR ou ACSS.

Núcleos compostos encalhados não são suscetíveis a um único ponto de falha. “Os núcleos compostos multifilamentos de nossos condutores aéreos C7® contêm milhares de fios contínuos de fibra de carbono envoltos em uma matriz polimérica”, explica Holcombe. "O resultado é um condutor mais durável e confiável do que qualquer outro no mercado."