Especificações de design de cabo ADSS e guia de instalação

A extensão máxima e a resistência à tração definem o desempenho do cabo ADSS

Um cabo totalmente dielétrico autossustentável (ADSS) opera sem mensageiros metálicos, confiando inteiramente nos membros de resistência do fio de aramida. Para um típico 12 fibras Cabo ADSS com diâmetro de 8,0 mm, o a extensão máxima permitida a 100 metros de altitude é de 300 metros sob carga leve NESC (vento 0 Pa, gelo 0 mm). Em condições de carga pesada (vento de 1.900 Pa, gelo de 12,7 mm), o mesmo vão de cabo cai para 120 metros. A resistência à tração nominal (RTS) para esta configuração é de 18 kN, enquanto a tensão máxima de trabalho é limitada a 6 kN (33% da RTS).

A instalação de cabos ADSS em torres de energia existentes requer o cálculo de afundamento e tensão na temperatura operacional máxima de 85°C. Para um vão de 200 metros, a queda inicial a 15°C sem vento é de 2,8 metros; a 85°C, a flecha aumenta para 4,1 metros, o que afeta a folga para condutores energizados. Use um fator de segurança de projeto de 3,0 para fluência de longo prazo e verifique se a distância entre condutor e cabo no meio do vão nunca é inferior a 2,5 metros para linhas de 110kV .

Selecionando o cabo ADSS correto para sua tensão e ambiente

Dois parâmetros críticos determinam qual cabo ADSS se adapta a uma rota específica: intensidade do campo elétrico e zona de carga ambiental. Para linhas de energia de até 110kV, um ADSS padrão com espessura de revestimento externo de 1,5 mm e resistência de rastreamento de 2,5 kV/mm de distância de arco seco funciona de maneira confiável. Acima de 110 kV até 220kV, escolha uma bainha anti-rastreamento (AT) com pelo menos 3,0 kV/mm de distância de arco seco e uma espessura de parede de 1,8 mm .

As zonas de carga ambiental seguem os padrões IEC 60794-4-10 ou NESC. Abaixo está uma tabela de seleção rápida:

Melhores práticas de instalação para confiabilidade de cabos ADSS de longo prazo

Dados de campo de 150 instalações ADSS em três continentes mostram que 94% das falhas prematuras têm origem em hardware inadequado ou tensão de tração. Use uma alça de puxar com um resistência à ruptura nominal igual a pelo menos 50% do RTS do cabo e nunca exceda 0,8% de tensão durante a tração. Para uma instalação ADSS de 1 km com três curvas de 120 graus, o limite típico de deformação da tensão de tração é de 2,7 kN para um cabo RTS de 18 kN.

A seleção de hardware deve incluir:

• Grampos de suspensão tangente com inserto de borracha ou neoprene, projetado para uma carga máxima de 20 kN e diâmetro do núcleo da haste de fibra de vidro de 6 mm.
• Apertos sem saída usando hastes helicoidais duplas, adaptadas ao diâmetro do cabo (por exemplo, 8,0 mm ± 0,3 mm) com tensão de deslizamento superior a 80% do RTS.
• Anéis corona para ADSS em linhas acima de 110 kV: diâmetro mínimo do anel 150 mm, posicionado a 30 mm do grampo de suspensão para reduzir o estresse elétrico.

Cálculo de Sag e Tensão para Amarração de Cabo ADSS

O cálculo de Sag segue a aproximação parabólica para vãos de nível: Sag = (w × L²) / (8 × H), onde w = peso do cabo por unidade de comprimento (por exemplo, 0,12 kg/m para um ADSS de 12 fibras), L = comprimento do vão (metros) e H = tensão horizontal (kN). Para um vão de 250 metros a 25°C com tensão inicial definida para 2,5 kN, a flecha é igual a (0,12×9,81×250²)/(8×2500) = 3,68 metros . A 75°C, o módulo de elasticidade (13,8 GPa para aramida) reduz a tensão para 1,9 kN, aumentando a flecha para 4,84 metros.

Para torres de altura desigual com diferença de 20 metros, use a fórmula do vão inclinado. A verificação real de campo de 20 projetos mostra que plotando a queda em incrementos de 5°C entre -10°C e 80°C evita flashover no meio do vão. Sempre prepare uma tabela sag como o exemplo abaixo antes de amarrar:

Requisitos de folga elétrica e distância de arco seco

A principal diferença entre ADSS e OPGW convencional ou cabos dielétricos é a necessidade de folga elétrica devido a campos eletrostáticos. Para Linhas de 69 kV, mantenham uma distância mínima de 0,9 metros do condutor ao ponto de fixação ADSS. Em 138 kV, isso aumenta para 1,5 metros; em 230 kV, para 2,4 metros. Esses valores pressupõem um ambiente seco e não poluído. Em áreas industriais ou costeiras com alta poluição (classe IV IEEE 1220), duplique a folga ou use uma bainha AT com resistência ao arco seco de pelo menos 4,5 kV/mm.

A distância do arco seco ao longo da superfície do cabo ADSS entre dois pontos de hardware deve exceder 1,2 x (tensão de linha em kV) para bainhas PE padrão. Por exemplo, numa linha de 110 kV, a distância mínima do arco seco desde o grampo de suspensão até ao anel corona mais próximo é de 132 mm. Relatórios de inspeção de campo de 2018-2022 mostram que as falhas de rastreamento diminuem em 87% quando os projetistas verificam esse parâmetro antes da instalação.