O projeto de uma linha aérea de alta tensão é constituído por diversas etapas, das quais destaco o cálculo elétrico, cálculo mecânico, considerações económicas e ambientais. Para além de incluir todas estas etapas, a presente dissertação presta particular atenção ao estudo das vantagens da utilização de cabo de guarda neste tipo de projetos.

 

A instalação da linha AT de 60 kV permitirá o reforço da rede nacional de distribuição com vista a criar as condições técnicas para a distribuição da energia elétrica, permitindo satisfazer com segurança o consumo de energia na zona servida por esta infraestrutura.

 

A linha foi projetada, numa primeira fase, de forma totalmente manual, recorrendo a escantilhões com as catenárias para diversos parâmetros, e posteriormente validada com recurso a um programa de cálculo automático de linhas de transmissão de energia (CLinhas). Esta situação permitiu-me concluir que a aproximação parabólica conduz a erros pouco significativos para vãos relativamente pequenos (inferiores a 500 metros).

 

Foi também possível constatar que este tipo de projetos, onde existe a possibilidade de formação de manga de gelo, se reveste de cuidados especiais devido aos esforços adicionais que são transmitidos aos cabos, cadeias de isoladores e apoios.

 

O facto de todos os cálculos do projeto terem sido desenvolvidos manualmente, recorrendo apenas ao auxílio de um software de cálculo como o Microsoft Office Excel, permitiu-me ficar com uma ampla sensibilidade relativamente às grandezas elétricas e mecânicas que intervêm num projeto de uma linha aérea de transmissão de energia, nomeadamente a forma como se relacionam entre elas e como a sua variação pode influenciar os resultados finais.

 

O carregamento do projeto que elaborei de forma manual no programa de cálculo automático (CLinhas) permitiu-me validar todos os cálculos efetuados, embora em alguns casos com ligeiras diferenças que resultam de arredondamentos nas diversas fases de cálculo ou pela utilização de um diferente fator de conversão de Kgf para N.

 

Apesar dos valores obtidos a partir do programa serem ligeiramente diferentes, não comprometem de forma alguma a escolha dos apoios, principalmente porque foram escolhidos 

com alguma margem de segurança. No caso particular dos esforços dos apoios metálicos, como o programa soma as forças como se fossem escalares em vez de fazer a soma vetorial, está a fazer uma aproximação por excesso que é tida em consideração na escolha do apoio.

 

Verificou-se que a topografia do terreno tem uma grande importância no estabelecimento da linha, uma vez que influencia o seu trajeto, as alturas dos apoios, a possibilidade de se formar vãos enforcados e consequentemente o desvio transversal das cadeias de isoladores em suspensão.

 

Relativamente ao capítulo 6, onde se apresenta um pequeno estudo sobre a relação de uma linha de alta tensão e o ambiente, conclui-se que os campos eletromagnéticos de extremamente baixa frequência (CEMEBF) estão presentes no quotidiano da maioria das pessoas. Permitiu-me concluir que os valores verificados para o campo elétrico e magnético em linhas aéreas de alta tensão encontram-se dentro dos limites máximos admissíveis de exposição e que existem alguns equipamentos de uso doméstico, como o computador ou a televisão, que apresentam valores para o campo magnético superiores aos registados nas linhas AT.

 

Em suma, sempre que exista condução de eletricidade através de linhas de transmissão ou em diversos equipamentos elétricos, são criados campos elétricos e magnéticos na proximidade das linhas ou equipamentos.

 

No capítulo 7 é feito um estudo sobre a utilização de cabos de guarda em linhas aéreas e o seu comportamento face a descargas de origem atmosférica. As sobretensões de origem atmosférica são uma das principais causas de avarias no SEE, principalmente as descargas que atingem diretamente as linhas. A alteração das condições atmosféricas é determinante no estudo do comportamento das linhas aéreas de alta tensão, pelo que deve ser conhecido o seu comportamento nas condições mais desfavoráveis.

 

Com base na análise do estudo realizado ao longo desta dissertação pode-se concluir que a instalação de cabos de guarda em linha aéreas de alta tensão, com níveis iguais ou superiores a 60 kV, apresenta grandes vantagens, uma vez que este tipo de cabo apresenta grandes probabilidades de intercetar a descarga, impedindo-a de atingir diretamente os condutores de fase. Nas ligações a novas subestações, é frequentemente necessário dotar a linha de um circuito de telecomunicações por fibra ótica. Nestes casos as linhas AT devem ser equipadas com cabo de guarda incorporando fibras óticas (OPGW) em toda a sua extensão.

 

Quando uma descarga atmosférica atinge diretamente um apoio metálico provoca a elevação do potencial das estruturas metálicas, devido à parcela da corrente que é escoada pela resistência de terra desse apoio, sendo a restante corrente conduzida pelo cabo de guarda para os apoios mais próximos. Quanto mais elevado for o valor da resistência de terra, menor é a quantidade de corrente conduzida para o solo, resultando num aumento do potencial do apoio, assim como o aumento da tensão a que o cabo de guarda está submetido. Assim, conclui-se que a resistência de terra exerce um papel muito importante no desempenho da linha face a descargas atmosféricas.

 

Em linhas de circuito duplo e cuja tensão nominal seja superior a 60 kV, a utilização de dois cabos de guarda contribui para a diminuição das tensões nos condutores de fases e nos próprios cabos de guarda.

 

Importante para o fenómeno em estudo é também a consideração dos elétrodos de terra. Ao servirem de ligação entre os apoios e o solo, desempenham um papel fundamental no controlo dos níveis de sobretensão atingidos. Quando a corrente instantânea que percorre o elétrodo assume um valor superior à corrente crítica de ionização do solo, o elétrodo de terra passa a ter um comportamento não linear. Pode-se ainda concluir que o aumento da resistividade do solo, associado a valores elevados de resistência às baixas frequências e a elevadas amplitudes de intensidade de corrente contribui para um aumento acentuado das tensões nos cabos de guarda, pelo que o seu valor deve ser sempre o menor possível. Para tal, deve ser dada especial atenção à escolha do tipo de elétrodo de terra a aplicar em cada caso.

 

Como conclusão final gostaria de sublinhar que um projeto de uma linha aérea de alta tensão é um tipo de projeto de elevada especificidade, uma vez que o mesmo projeto se for feito por dois projetistas diferentes, dará origem a diferentes traçados, diferente número de apoios e até comprimentos de linha diferentes.