As instalações elétricas tiveram avanços fenomenais nos últimos anos e, no centro desses avanços, estão os condutores agrupados – os heróis anônimos dos sistemas de rede modernos. Como todo dispositivo, máquina industrial ou instalação técnica funciona com eletricidade, é de extrema importância compreender a importância dos condutores agrupados nas instalações elétricas. Você está pronto para mergulhar em um mundo onde a simplicidade encontra o desempenho? Junte-se a nós enquanto revelamos como estes componentes poderosos estão revolucionando as instalações elétricas, reduzindo os custos de manutenção, minimizando a perda de energia e melhorando o desempenho do sistema. Fique no limiar da descoberta e prepare-se para ficar eletrificado!
Os condutores de feixe oferecem diversas vantagens em sistemas de transmissão elétrica. Eles ajudam a aumentar a capacidade de transporte de corrente, reduzir a reatância e o gradiente de tensão, minimizar as perdas corona e a interferência de rádio e melhorar a carga de impedância de surto. Além disso, os condutores agrupados podem melhorar a capacidade de transmissão e o desempenho geral do sistema. Para obter informações mais detalhadas sobre condutores de pacote, visite nosso website bundleconductor.com.
O que é um condutor de feixe?
Um condutor de feixe é um condutor elétrico que consiste em dois ou mais condutores de diâmetro padrão e geralmente de comprimento igual torcidos juntos para formar um único condutor maior. É comumente usado em linhas de energia aéreas que transmitem e distribuem corrente alternada de alta tensão (HVAC). Quando essas escadas são montadas em forma de estrela, são chamadas de “mastros de entupimento”. O projeto de condutores agrupados foi adotado em todo o mundo, pois oferece muitas vantagens em relação aos cabos trançados.
Para entender isso, vejamos cinco fios individuais que transportam corrente elétrica em uma linha. Se estiverem expostos a influências eletromagnéticas devido à sua proximidade, as interações resultantes podem levar a cortes de energia ou, em casos extremos, até à morte. No entanto, quando estes cinco fios são firmemente torcidos juntos e depois enrolados com outro fio, é criado um condutor agrupado que reduz esses efeitos indesejáveis.
Vantagens, desvantagens e aplicações de condutores agrupados
| Vantagens dos condutores de feixe | Desvantagens dos condutores de feixe |
| Menor indutância e reatância reduzida | Maior esforço para instalação e manutenção |
| Perda de corona e gradiente de tensão reduzidos | Condicionalmente adequado para tensões mais altas |
| Menor RFI e geração de ruído eletrostático | Maior complexidade no planejamento e construção |
Os condutores de feixe têm sido amplamente utilizados desde a sua introdução no início da década de 1930. Embora tenha havido problemas iniciais com a adoção devido a preocupações com custos e dificuldades na realização de projetos de construção com a nova tecnologia com cargas mais elevadas e requisitos de controle corona, os condutores de feixe eram populares em toda a Europa na década de 1960. Hoje em dia eles são onipresentes em sistemas de alta tensão em todo o mundo.
Uma vantagem importante dos condutores agrupados é a sua maior capacidade em comparação com os cabos unipolares, o que se deve ao aumento do raio do centro geométrico (GMR) devido ao agrupamento. Isso resulta em uma redução na indutância e na reatância e reduz a perda de energia em longas distâncias. Além disso, o agrupamento ajuda a reduzir as perdas corona e os efeitos do gradiente de tensão porque o campo elétrico é distribuído uniformemente ao redor dos condutores. Isso resulta em menos interferência de radiofrequência (RFI) e menos geração de ruído eletrostático.
No entanto, um dos maiores desafios na utilização destas escadas é projetar postes que possam acomodá-las. A distância entre os subcondutores em um condutor agrupado é de oito a dez vezes o diâmetro do condutor para otimizar gradientes de tensão. Além disso, embora o agrupamento exija um investimento significativo em comparação com os cabos trançados, ele oferece melhor desempenho de transmissão de energia.
Outro aspecto é que geralmente são utilizados em linhas de baixa tensão até 220 kV, enquanto níveis de tensão mais elevados requerem guias de onda, cuja instalação e manutenção não são econômicas. Tal como acontece com qualquer aplicação complexa num processo industrial, existem características especiais de agrupamento que requerem conhecimento e preparação antes da implementação prática.
A seguir, focaremos com mais detalhes em como os condutores agrupados reduzem o efeito corona e RFI/EMC (compatibilidade eletromagnética).
Corona e RFI reduzidos
Um dos maiores desafios nas linhas de transmissão é reduzir a interferência corona e de radiofrequência (RFI). Quando a corrente flui através de um condutor, muitas vezes são produzidos gases corrosivos, causando descargas corona. Quedas de raios e outros fatores atmosféricos também podem causar descargas corona. Tais atividades corrosivas resultam em perda de energia através de ruído audível, interferência eletromagnética e formação de ozônio, o que pode prejudicar os organismos vivos. No entanto, quando os condutores são agrupados, a probabilidade de formação de coroa é reduzida, reduzindo assim os efeitos nocivos da atividade nos equipamentos e nas pessoas ao redor da instalação.
Imagine um cenário onde uma instalação consiste em vários postes alinhados na rua perto das residências. Devido aos fortes campos electromagnéticos e às emissões de ozono dos condutores próximos, os picos de energia rotineiros representariam riscos significativos para os residentes. Os condutores agrupados estão sujeitos a menos estresse, permitindo que operem com eficiência e o risco de danos por corrosão ou interferência de radiofrequência é mínimo.
As especificações técnicas de um processo de instalação de condutores agrupados têm como objetivo principal minimizar descargas corona e interferência de rádio, maximizar o fluxo de energia e reduzir os requisitos de manutenção.
- Um estudo de 2022 mostrou que os condutores agrupados reduzem a reatância, o gradiente de tensão, a perda corona, a interferência de rádio e a impedância característica em cerca de 20% em comparação com os condutores de fio único.
- A pesquisa científica confirma que quando os condutores são agrupados, o raio médio geométrico (GMR) do condutor aumenta e a indutância é reduzida em 18-22%.
- De acordo com rigorosos estudos eletrotécnicos, a distância ideal entre os subcondutores em um condutor agrupado é de oito a dez vezes o diâmetro do condutor, permitindo uma redução no gradiente de tensão de até 10%.
- Um dos maiores desafios nas linhas de transmissão é reduzir a interferência corona e de radiofrequência. Isto pode ser conseguido agrupando condutores, reduzindo a probabilidade de formação de coroa e minimizando os efeitos nocivos nos equipamentos e nas pessoas. As instalações de condutores agrupados possuem especificações técnicas projetadas para minimizar descargas corona e interferência de rádio, ao mesmo tempo que maximizam o fluxo de energia e simplificam a manutenção. Esta abordagem contribui para uma transmissão de energia segura e eficiente, especialmente em cenários com múltiplos postes de energia próximos a áreas residenciais.
Instalação complexa
O agrupamento de condutores requer um planejamento cuidadoso porque os fios individuais devem ser distribuídos uniformemente para otimizar o desempenho do sistema. Se este processo de instalação for executado incorretamente, poderá resultar em erros de dados, interrupções de serviço ou até mesmo riscos de segurança. Devido às complexidades multifacetadas envolvidas no trabalho em instalações elétricas nesta função, é essencial ter conhecimento técnico aprofundado ou acesso a pessoas que tenham esse conhecimento.
Os condutores devem ter espaço suficiente para uma circulação de ar adequada, caso contrário podem superaquecer. A disposição de vários fios seguidos dificulta a regulação da temperatura porque a circulação de ar entre cada fio é limitada. Quando as temperaturas ficam muito altas, causam efeitos mecânicos nas peças metálicas próximas ao isolamento do fio, resultando em falha do equipamento.
O uso de um espaçador predeterminado pode garantir que os subcondutores estejam devidamente espaçados. Isto minimiza a formação de corona e evita o contato entre os fios que poderia interromper o fluxo. Os cabos standoff tornaram-se mais populares ao longo dos anos porque podem ser usados em várias configurações e ajudam a mitigar problemas de condutividade que possam surgir.
Tabela de taxas de espaçamento de subcondutores recomendadas com base nos tamanhos de diâmetro
O principal objetivo é garantir uma transmissão segura e eficiente e alcançar um desempenho mais confiável em aplicações de alta tensão, maximizando o fluxo de energia. Qualquer pessoa que instale condutores de feixe deve procurar aconselhamento profissional para evitar erros ou acidentes dispendiosos.
Dados técnicos para instalação de condutores de feixe
Ao instalar condutores agrupados, diversas especificações técnicas devem ser observadas. Isto inclui tamanho do fio, tipo de isolamento e diretrizes de torção. Antes da instalação, todas as especificações devem ser consideradas para garantir um desempenho ideal.
Diretrizes de fiação, isolamento e torção
Os fios usados na instalação de condutores em feixe devem ter um diâmetro específico que atenda aos requisitos para a capacidade de carga pretendida. O tipo de isolamento também é uma consideração importante, pois protege os fios do calor, frio, umidade e danos físicos durante a instalação ou uso.
De acordo com as diretrizes de encordoamento, os condutores devem ser torcidos uniformemente para reduzir perdas devido ao efeito pelicular. Condutores sólidos são comumente usados em sistemas de transmissão de até 220 KV, mas guias de ondas também podem ser usados para tensões acima de 220 KV. No entanto, estes não são econômicos para construção e manutenção.
Os condutores agrupados consistem em dois ou mais condutores trançados que são agrupados para aumentar a capacidade de transporte de corrente em sistemas de transmissão elétrica. O raio central geométrico (GMR) do condutor aumenta com um condutor agrupado, reduzindo a indutância. O espaçamento ideal entre subcondutores em um condutor agrupado é de oito a dez vezes o diâmetro do condutor para minimizar o gradiente de tensão.
Critérios de estrutura e espaçamento
Ao planejar sistemas elétricos, o tipo e a estrutura dos condutores utilizados podem ter um impacto significativo no desempenho geral. Embora os condutores de fio simples padrão sejam adequados para a maioria das aplicações, os condutores agrupados estão se tornando cada vez mais populares devido à sua maior capacidade de transporte de corrente. A configuração desses condutores geralmente consiste em dois ou mais condutores trançados agrupados. A utilização deste método permite menor indutância entre os subcondutores do feixe, reduzindo assim a reatância e o gradiente de tensão, resultando em menor perda de potência e melhor estabilidade da linha.
É como jogar basquete. Um jogador que tenta marcar um ponto terá sucesso limitado sem apoio. Vários jogadores podem trabalhar juntos e obter resultados muito melhores passando a bola uns para os outros para obter um resultado ideal.
Os critérios de espaçamento para condutores agrupados são cruciais para minimizar a interferência eletrostática entre linhas adjacentes. A distância ideal depende do número e tamanho dos condutores parciais que são colados para formar um feixe. No entanto, a regra prática é oito a dez vezes o diâmetro do condutor.
Agora vamos dar uma olhada mais de perto nos diferentes tipos de condutores de feixe que você deve conhecer.
Explorando diferentes tipos de condutores de feixe
Existem diferentes tipos de condutores agrupados, cada um oferecendo suas próprias vantagens. Um tipo comumente usado é ACSR ou Alumínio Condutor de Aço Reforçado. Este condutor consiste em um núcleo central de aço rodeado por fios de alumínio de formato redondo ou trapezoidal. O uso de aço proporciona resistência adicional enquanto o alumínio aumenta a condutividade.
Outro tipo é o TACSR ou Condutor de Alumínio Reforçado com Aço Termicamente Resistente, que pode suportar temperaturas ambientes mais altas sem perda de qualidade.
Os condutores agrupados também são amplamente utilizados em sistemas de transmissão de corrente contínua de alta tensão (HVDC), geralmente usados para transmissão de energia de longa distância. Esses condutores possuem alto gradiente de tensão e indutância reduzida devido ao aumento do GMR, tornando-os ideais para melhorar o desempenho de sistemas HVDC.
Por exemplo, usar um condutor totalmente de alumínio (AAC) em uma aplicação HVDC pode não ser prático porque tem baixa resistência à tração e cede muito durante a expansão térmica. Os condutores de feixe atenderam a essa necessidade e melhoraram a capacidade de transmissão CC.
Diferentes tipos de condutores de pacote:
| Tipo | Descrição |
| CAA | Consiste em um núcleo central de aço rodeado por fios de alumínio |
| TACSR | Aço condutor de alumínio reforçado com melhor resistência ao calor |
| UM VAGÃO | Consiste em uma haste de alumínio reforçada com liga de alumínio |
| ACCC | Núcleo composto feito de fibra de carbono/vidro ou outros materiais modernos |
Os condutores agrupados podem oferecer grandes vantagens em instalações elétricas, especialmente em sistemas de alta tensão. Contudo, é importante selecionar o tipo de condutor apropriado de acordo com os requisitos específicos.
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