SIMPÓSIO SOBRE TECNOLOGIA DE CONDUTORES BIMETÁLICOS

SOLUÇÕES AW, AWACs e ACSR-AW EM SISTEMAS DE T&D de ENERGIA

ELÉTRICAGeraldo Roberto de Almeida

SUMÁRIO

1- O QUE É O BIMETÁLICO2- A ENGENHARIA BÁSICA3- O FIO AW4- O CABO AW5- O CABO AWACs6- O CABO ACSR-AW7- VANTAGENS E GANHOS8- APLICAÇÕES

O QUE É O BIMETÁLICO?

O bimetálico é um material conjugado de geometria

cilíndrica e filamentar com aplicação específica em linhas

e redes de transmissão de energia elétrica, onde

propriedades mecânicas e elétricas antagônicas devem

ser otimizadas

AÇOCOBRE

COPPERSTEEL

AÇOALUMÍNIO

ALUMOSTEEL

30 e 40 % IACS

20, 27, 30 e 40 % IACS

GEOMETRIA DO BIMETÁLICO

RRAÇO

Al

% IACS % RAIO20 1027 1430 1540 25

CONDUTIVIDADE DO BIMETÁLICO

CONDUTIVIDADE

100% IACS corresponde a uma função da resistividade do

cobre eletrolítico no valor de 17,241 Ωmm²/km na

temperatura de 20°C quando medido em corrente contínua

Aço

Aço

Al

Al

AçoAlbimet SS

SS

ESFORÇOS MECÂNICO NO BIMETÁLICO

OS ESFORÇOS

Mecânicos num condutor bimetálico de repartem proporcionalmente ao

produto da área pelo módulo de elasticidade F

fa

Sa área do revestimento de alumínio

S área do núcleo de açoaço

Figura 2 - Distribuição dos esforços

l

l

ES

l

ESl

ES

Ffaçoaçoaa

açoaço

aço

PROPRIEDADESRESISTÊNCIA MECÂNICA

ALUMÍNIO COBRE COPPERWELD AÇO ALUMOWELD

CA

RGA

DE

RUPT

URA

em

kg/

mm

²

50

100

150

(EHS) (EHS)

Carga de ruptura do fio alumoweld comparada coma carga de ruptura de outros fios (3,26 mm))

MASSA

ALUMÍNIO COBRE COPPERWELD AÇO ALUMOWELD

KILO

PO

R Q

UILO

MET

RO

30

60

Massa do fio alumoweld comparada com a massa de outros fios (3,26 mm)

15

45

75

30% 40%

CONDUTÂNCIA

ALUMÍNIO COBRE

COPPERWELD

AÇO ALUMOWELD

CO

NDU

TÂN

CIA

PER

CEN

TUAL

50

100

150

Condutancia do fio alumoweld comparada com outros fios cobre (100%).

30% 40%

RECOBRIMENTO

COPPERWELD AÇO ZINCADO

ALUMOWELD

KILO

PO

R Q

UILO

MET

RO

30

60

Recobrimento resistente à corrosão do fio alumoweld (em percentagem da área de seção transversal) comparado com o recobrimento dos fios comumenteusados em linhas e redes aéreas

15

45

75

30% 40% TIPO B TIPO C

30

10 15

25

PROPRIEDADES

RESISTÊNCIA MECÂNICA

ALUMÍNIO COBRE COPPERWELD AÇO ALUMOWELD

CA

RG

A D

E R

UPTU

RA e

m k

g/m

m²

50

100

150

(EHS) (EHS)

Carga de ruptura do fio alumoweld comparada coma carga de ruptura de outros fios (3,26 mm))

PROPRIEDADESCONDUTÂNCIA

ALUMÍNIO COBRE

COPPERWELD

AÇO ALUMOWELD

CO

NDUTÂ

NC

IA P

ERC

ENTU

AL

50

100

150

Condutancia do fio alumoweld comparada com outros fios cobre (100%).

30% 40%

PROPRIEDADESMASSA

ALUMÍNIO COBRE COPPERWELD AÇO ALUMOWELD

KILO

PO

R Q

UILO

METR

O

30

60

Massa do fio alumoweld comparada com a massa de outros fios (3,26 mm)

15

45

75

30% 40%

PROPRIEDADESRECOBRIMENTO

COPPERWELD AÇO ZINCADO

ALUMOWELD

KILO

PO

R Q

UILO

METR

O

30

60

Recobrimento resistente à corrosão do fio alumoweld (em percentagem da área de seção transversal) comparado com o recobrimento dos fios comumenteusados em linhas e redes aéreas

15

45

75

30% 40% TIPO B TIPO C

30

10 15

25

A ENGENHARIA BÁSICA

A ENGENHARIA BÁSICA

ac

scr

R

QQQI

310

52,040 8,4594643,032,0106,945 dVTTQc

4

0

43

10001000102,179

TTdxQr

dQs 6,204

AC

RIACS

cc

1241,1720

20

20120 ccccc RR

psccac yyRR 1

A ENGENHARIA BÁSICA

R XI

CosV0

V

RI

XI

V

XI

XIsenRIV cos

SOLUÇÕES AW, AWACs E ACSR-AWFIOS AW

Diâmetro BITOLANominal AWG 20 27 30 40

mm MPA MPA MPA MPA5,19 4 1070 862 703 5524,78 1100 889 731 5794,62 5 1140 917 758 6074,39 1170 945 786 6344,11 6 1210 972 786 6623,93 1240 1000 814 6623,67 7 1280 1034 841 6763,48 1310 1062 869 6763,26 8 1340 1076 883 6862,91 9 1340 1076 883 6862,59 10 1340 1076 883 6862,30 11 1340 1076 883 6862,05 12 1340 1076 883 686

CARGA DE RUPTURA DE FIOS AW

CONDUTIBILIDADE IACS (%)

RRAÇO

Al

%IACS % RAIO20 1027 1430 1540 25

SOLUÇÕES AW, AWACs E ACSR-AWCABOS AW

FORMAÇÃO DE 7 TENTOS (FIOS)

FORMAÇÃO DE 19 TENTOS (FIOS)

FORMAÇÃO DE 37 TENTOS (FIOS)

FORMAÇÃO DE 1 TENTO (FIO)

CARGA SEÇÃOBITOLA RUPTURA MASSA RESISTÊNCIA

DESIGNAÇÃO DIÂMETRO NOMINAL NOMINALCONDUTOR MIN

mm kgf kg/km Ω/km mm²37N° 5 AWG 32,26 64790 4170 0,1394 620,637N° 6 AWG 28,70 54536 3307 0,1758 492,237N° 7 AWG 25,65 45689 2622 0,2217 390,337N° 8 AWG 22,83 38202 2081 0,2139 309,437N° 9 AWG 20,35 30294 1649 0,3525 245,537N° 10 AWG 18,11 24024 1308 0,4444 194,619N° 5 AWG 23,11 33416 2128 0,2699 318,719N° 6 AWG 20,57 27994 1688 0,3404 252,719N° 7 AWG 18,31 23470 1339 0,4293 200,519N° 8 AWG 16,31 19618 1062 0,5413 159,019N° 9 AWG 14,53 15558 842 0,6824 126,119N° 10 AWG 12,93 12336 668 0,8606 99,97N° 5 AWG 13,87 12264 781 0,7431 117,47N° 6 AWG 12,34 10313 620 0,9200 93,17N° 7 AWG 11,00 8648 491 1,1603 73,97N° 8 AWG 9,78 7228 390 1,4633 58,67N° 9 AWG 8,71 5730 309 1,8450 46,47N° 10 AWG 7,77 4546 245 2,3265 36,87N° 11 AWG 6,91 3605 194 2,9337 29,27N° 12 AWG 6,15 2859 154 3,6992 23,23N° 5 AWG 9,96 5549 334 1,6993 50,33N° 6 AWG 8,86 4664 265 2,1427 39,93N° 7 AWG 7,90 3911 210 2,7020 31,63N° 8 AWG 7,04 3269 167 3,4070 25,13N° 9 AWG 6,27 2593 132 4,2966 19,93N° 10 AWG 5,59 2056 105 5,4191 15,8

PROPRIEDADES APROXIMADAS DOS CABOS COMPLETOS AW

SOLUÇÕES AW, AWACs E ACSR-AWCABOS AWACs

SOLUÇÕES AW, AWACs E ACSR-AWCABOS AWACs

6/1 5/2 4/3 3 / 4 2/5

DIÂMETRO CARGA DE PESO RESISTÊNCIA ÁREACONDUTOR RUPTURA

Bitola Formaçãon° dia n° dia

mm mm mm

4 6\1 6,22 6 2,08 1 2,08 776 78 1,3464 23,694 5\2 6,63 5 2,21 2 2,21 1266 104 1,3215 26,934 4\3 7,14 4 2,38 3 2,38 1901 138 1,2916 31,184 3\4 7,80 3 2,60 4 2,60 2781 184 1,2502 37,034 2\5 8,64 2 2,88 5 2,88 4065 252 1,2000 45,57

kg/km Ω/km mm²

4AWG DE CONDUTOR EQUIVALENTE DE ALUMÍNIO 41740 C.M. 6 AWG DE CONDUTOR DE COBRE EQUIVALENTE

Alumínio Alumoweld

AWG kgf

CONDUTOR PROJETO DO CONDUTOR

Fios de Fios de

PROPRIEDADES APROXIMADAS DOS CABOS COMPLETOS AWACs

SOLUÇÕES AW, AWACs E ACSR-AWCABOS ACSR-AW

FORMAÇÃO ACSR-AW 54/7

BITOLA SEÇÃO SEÇÃO DIÂMETRO FORMAÇÃO CARGA DEAWG ALUMÍNIO TOTAL EXTERNO Al AW RUPTURA TOTAL ALUMÍNIO ALUMOWELD 20°C (CC) 25°C(CA) 50°C(CA) 75°C(CA)

CÓDIGO NÚCLEO MCM mm² mm² mm al/aw mm mm kgf kg/km kg/kmn kg/km Ω/km Ω/km Ω/km Ω/kmSWAN AW 4 22,03 24,67 6,35 6\1 2,118 2,118 807 81,2 58,0 23,2 1,28000 1,30600 1,43500 1,56300SWANATE AW 4 22,48 26,50 6,53 7\1 1,961 2,614 1034 93,3 58,0 35,3 1,24600 1,27100 1,39600 1,52100SPARROW AW 2 35,05 39,80 8,03 6\1 2,672 2,672 1252 128,2 92,3 35,9 0,80480 0,82080 0,90160 0,98240SPARATE AW 2 35,79 42,20 8,26 7\1 2,474 3,299 1592 148,7 92,4 56,3 0,78280 0,79950 0,87680 0,85500ROBIN AW 1 44,25 49,56 9,02 6\1 3,002 3,002 1567 163,1 116,5 46,6 0,63750 0,65060 0,71460 0,77800

RAVEN AW 1/0 55,79 62,46 10,11 6\1 3,371 33,710 1927 205,7 146,9 58,8 0,50560 0,51600 0,56680 0,61750QUAIL AW 2/0 70,34 78,78 11,35 6\1 3,785 3,785 2331 259,2 185,1 74,1 0,40120 0,40940 0,44960 0,48980PEGEON AW 3/0 88,53 99,17 12,75 6\1 4,247 4,247 2859 326,5 233,2 93,3 0,31850 0,32520 0,35710 0,38910PENGUIN AW 4/0 111,70 125,10 14,30 6\1 4,770 4,770 3486 471,9 294,2 177,7 0,25250 0,25780 0,28320 0,30850WAXWING AW 266,8 137,00 142,60 15,47 18\1 3,091 3,091 3094 421,9 372,5 49,4 0,20880 0,21350 0,23410 0,25510

CARACTERÍSTICAS DE CABOS ACSR-AW

DESIGNAÇÃO DIÂMETRO FIO PESO RESISTENCIA (60 Hz)

VANTAGENS E GANHOS

FORMAÇÃO DE 7 TENTOS (FIOS)

Elevada carga de ruptura – Vãos muito grandes Cobertura anti corrosiva – Imune a corrosão Dois metais solidários – Imune a roubo Condutividade administrada – Vãos otimizados Temperatura de operação – Maior ampacidade

VANTAGENS E GANHOS

Elevada carga de ruptura – Vãos muito grandes Cobertura anti corrosiva – Imune a corrosão Condutividade administrada – Vãos otimizado

2/5

VANTAGENS E GANHOS

Carga de ruptura equiv. (AZ) – Vãos equiv. ACSR Dois metais solidários – Imune a corrosão Maior condutividade – Maior Ampacidade Mais leve – Estruturas e vãos

FORMAÇÃO ACSR-AW 54/7

APLICAÇÕES (AW)

1- CONDUTORES DE FASE E NEUTRO PARA SISTEMAS DE DISTRIBUIÇÃO RURAL2- CABOS MENSAGEIROS PARA REDES COMPACTAS PROTEGIDAS3- CABOS PARA REGIÕES SUJEITAS A ROUBO4- CONDUTORES PARA ÁREAS DE ELEVADA SALINIDADE5- CONDUTORES PARA REGIÕES POLUIDAS

APLICAÇÕES (AWACs)

6/1

5/2

4/3

3 / 4

2/5

1- CONDUTORES DE FASE E NEUTRO PARA SISTEMAS DE DISTRIBUIÇÃO2- CABOS MENSAGEIROS PARA REDES COMPACTAS PROTEGIDAS3- CONDUTORES PARA ÁREAS DE ELEVADA SALINIDADE4- CONDUTORES PARA REGIÕES POLUIDAS

APLICAÇÕES (AWACs)

1- CONDUTORES DE FASE DE SISTEMAS DE TRANSMISSÃO2- CONDUTORES PARA ÁREAS DE ELEVADA SALINIDADE3- CONDUTORES PARA REGIÕES POLUIDAS4-CONDUTORES ESPECIAIS PARA ELEVADAS TEMPERATURAS

A TODOS !!!