Análise do desempenho de um absorvedor dinâmico de vibrações em cabos condutores de energia elétrica

Abstract

Falhas em cabos condutores causam perdas consideráveis no setor elétrico, acarretando a interrupção das atividades diárias e comerciais. Os efeitos de cargas ambientais (vento) incidindo sobre o condutor aceleram o processo de fadiga em estruturas acessórias, que por sua vez diminuem a vida do sistema, podendo causar colapsos estruturais. Este trabalho apresenta uma análise do comportamento dinâmico de cabos condutores de energia a partir da realização de simulações numéricas utilizando-se os softwares ANSYS e Python considerando o cabo sozinho e com absorvedor do tipo Stockbridge acoplado. O modelo adotado considera um comportamento linear do cabo e do absorvedor dinâmico de vibrações - ADV, cujo método de extração das funções resposta em frequência foi diferente do já abordado na literatura. Para a obtenção da resposta numérica do sistema, utilizou-se o Método de Elementos Finitos (MEF). Inicialmente as frequências naturais obtidas foram comparadas com a solução analítica do cabo modelado como uma viga. Na sequência, realizou-se um estudo visando obter o melhor posicionamento do absorvedor ao longo do cabo. Foram adotadas duas formas para avaliar as faixas de operação dos ADVs, revelando posições de melhor desempenho do ADV quando comparadas ao Método da CIGRÉ. Como principal resultado, tem-se a posição 𝑃3 = 17, 8242 m da extremidade do cabo para a análise não - ajustada com 0,6458 Hz de soma das bandas e a posição 𝑃8 = 47, 5312 m da extremidade do cabo para a análise ajustada com 0,5226 Hz de soma. Em termos de redução de amplitude, a posição 𝑃10 = 59, 414 m é a mais indicada para a instalação do absorvedor no cabo. Constatou-se portanto um desempenho satisfatório do ADV na redução das amplitudes de vibração do sistema em faixas específicas de frequência.