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http://hdl.handle.net/1843/PASA-9XRHTH| Type: | Tese de Doutorado |
| Title: | Avaliação dos efeitos de vento em linhas de transmissão |
| Authors: | Hermes Carvalho |
| First Advisor: | Gilson Queiroz |
| First Referee: | Fernando Amorim de Paula |
| Second Referee: | Max de Castro Magalhaes |
| Third Referee: | Ricardo Azoubel da Mota Silveira |
| metadata.dc.contributor.referee4: | Acir Mércio Loredo-Souza |
| Abstract: | Em torres de linhas de transmissão, o principal carregamento a ser considerado na análise estrutural é produzido pelo vento, que atua de forma dinâmica no sistema (torres, cabos e cadeias de isoladores). Tendo em vista que muitos acidentes envolvendo torres desse tipo ocorrem, ainda que a velocidade de vento utilizada no projeto não seja atingida, é possível que o colapso seja causado pelos efeitos dinâmicos ou por algum equívoco na estimativa do efeito do vento. Com essa motivação, este trabalho tem como objetivo avaliar as solicitações de torres de linhas de transmissão devidas ao efeito do vento no sistema estrutural. O comportamento estático do conjunto estrutural já foi avaliado, em uma dissertação mestrado, por meio de um modelo tridimensional compreendendo torres, cabos e cadeias de isoladores, com a atuação de cargas de vento estáticas equivalentes e consideração das não linearidades geométricas presentes. Para o comportamento dinâmico, neste trabalho é avaliado um modelo espacial de um cabo isolado, considerando as não linearidades geométricas e o amortecimento aerodinâmico, de grande influência nos casos em que a estrutura assume velocidades próximas às do vento. O carregamento de vento é modelado através de um processo aleatório a partir das suas propriedades estatísticas. Para utilização em trabalhos futuros, foi desenvolvido um programa experimental de coleta de dados, instalado em uma torre de suspensão em operação de uma linha de transmissão de 138 kV, de propriedade das Centrais Elétricas de Minas Gerais (CEMIG). Nessa torre, foi instalado um anemômetro tridimensional, responsável pela medição dos valores e direções das velocidades do vento. Simultaneamente, foram medidos valores de deformações nos principais elementos da torre, por meio de extensômetros ópticos, utilizando a tecnologia de Redes de Bragg. Esses extensômetros apresentam imunidade aos fortes valores de campo eletromagnético devido às correntes elétricas. O ângulo de balanço da cadeia pode ser avaliado através de uma câmera de alta resolução e um acelerômetro tridimensional, ambos instalados junto aos isoladores. Com a instrumentação utilizada, torna-se possível criar uma base de dados correlacionando velocidades do vento e respostas do conjunto estrutural (cabos, cadeias de isoladores e torre de transmissão). |
| Abstract: | In transmission lines, the main load to be considered in the structural analyses is produced by wind, which acts dynamically in the system (towers, cables and insulator strings). Considering that several accidents involving towers of this type occurred, although the wind speed used in the project has not been reached, the collapse might have been caused by dynamic actions or some mistake in the wind effect estimate. Bearing such motivation in mind, this study aims to evaluate the tower transmission requests due to wind effect on the structural system. The static behavior of the structural assembly has already been evaluated, in masters dissertation, evaluated using a three-dimensional model comprising tower, cables and insulator chains, with the performance of equivalent static wind loads and consideration of geometric non-linear effects. For the dynamic behavior, a space model of an isolated cable is evaluated, considering the geometric non-linear effects and the aerodynamic damping, with a huge influence in cases in which the structure assumes speed next to the wind speed. The wind loading is modeled as a random process from statistical properties. For future applications, an experimental data collection program was developed and installed in a suspension tower in operation of 138 kV transmission line, owned by the Energetic Company of Minas Gerais (CEMIG). In this tower a three-dimensional anemometer responsible for measuring values and direction of wind speeds was installed. Simultaneously measured deformation values of the main elements of the tower can be evaluated by means of optical extensometers, using Fiber Bragg Grating technology. These extensometers feature immunity to stronger electromagnetic field values due to electric currents. The chain balance angle can be evaluated through a high-resolution camera and a three-dimensional accelerometer, both located along the insulators. With the instrumentation used it becomes possible to create a database associating the wind speeds with answers from the structural assembly (cables, chains of insulators and transmission tower). |
| Subject: | Engenharia de estruturas Ventos Velocidade Medição Linhas eletricas Postes e torres |
| language: | Português |
| Publisher: | Universidade Federal de Minas Gerais |
| Publisher Initials: | UFMG |
| Rights: | Acesso Aberto |
| URI: | http://hdl.handle.net/1843/PASA-9XRHTH |
| Issue Date: | 19-Feb-2015 |
| Appears in Collections: | Teses de Doutorado |
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