No processo de transmissão de energia elétrica, através de linhas aéreas, além dos isoladores, uma série de outros componentes são responsáveis por manter o isolamento dos cabos condutores. Alguns acessórios e a própria estrutura são componentes coadjuvantes que cumprem esse papel. Neste post serão abordadas as ferragens e os acessórios comumente utilizados em linhas de transmissão.
O GRAMPO DE SUSPENSÃO
O grampo de suspensão é um componente essencial para conectar mecanicamente o cabo condutor à cadeia de isoladores. Na Figura 1 é apresentada uma ilustração do grampo de suspensão convencional (triarticulado) que se propõe a desempenhar essa função. Representa uma evolução às primeiras ideias, pois incorporou graus de liberdade ao cabo condutor, com o propósito de reduzir danos por vibração eólica.
Na Figura 2, é apresentado um grampo de suspensão desempenhando a função de conexão mecânica citada.
Mesmo com a incorporação dos graus de liberdade mencionados, esses grampos sofreram evoluções para procurarem evitar os danos acumulativos associados às ações das vibrações eólicas. Na Figura 3 está apresentada uma ilustração de uma grampo de suspensão mais moderno, no qual o cabo condutor é conectado à cadeia de isoladores, através de três etapas: coxim de neoprene (elemento preto), armaduras preformadas, que envolvem o coxim e distribuem os esforços de sustentação aplicados ao cabo e, finalmente, o próprio grampo, em um formato cilíndrico que abraça as armaduras. Esse conjunto é denominado “grampo armado” e suaviza os esforços envolvidos, minimizando os danos já citados.
AMORTECEDORES DE VIBRAÇÃO
Mesmo com a evolução dos grampos de suspensão, técnicas modernas de projeto de linhas aéreas de transmissão de energia elétrica, procuram reduzir ao máximo os riscos de desgastes dos cabos condutores por vibração eólica, dada à sua característica acumulativa e às drásticas consequências associadas à rutura do cabo. Na Figura 4 são apresentados filamentos que compõem o cabo condutor, os quais foram rompidos por vibração. O mais preocupante deste processo é que a rutura desses filamentos se dá de dentro para fora, sob os grampos de suspensão, se caracterizando um defeito de difícil localização, o que pode conduzir todo o cabo à sua ruptura.
Diversos tipos de amortecedores foram introduzidos no mercado. Todos se propõem a absorver a energia mecânica proveniente da ação do vento, transformar por atrito em energia térmica e dissipar essa nova forma de energia para o meio ambiente, reduzindo, por conseguinte os desgastes que a vibração eólica poderia ocasionar. Nas Figuras 5 e 6 são apresentados alguns modelos de amortecedores utilizados. No caso do amortecedor tipo “Festão” o atrito se dá pela fricção dos filamentos do condutor que fica afixado e suportado pelo condutor principal, sem nenhuma tração mecânica. Para o stockbridge o atrito ocorre internamente aos “copinhos”, quando do movimento oscilatório dos mesmos em contraponto à vibração do cabo. No tipo “osso de cachorro” a ação de atrito ocorre de uma forma circular dos dois pequenos pesos indicados. E, finalmente, no espiralado, a vareta preformada amarela é fixada em torno do cabo e a fricção entre eles provoca o aquecimento a ser dissipado. Na Figura 2, pode ser visto o modelo “stockbridge” em uso, próximo ao grampo de suspensão.
ESPAÇADOR AMORTECEDOR
No afã de aumentar a capacidade de transmissão das linhas (potência natural), sem comprometer o seu desempenho técnico-econômico, passou-se a se utilizar feixes de condutores por fase, estrategicamente espaçados, formando geometrias especias. Essa distância entre condutores, por fase, é assegurada através dos espaçadores amortecedores. Na manutenção dessas distâncias deve ser considerado o efeito kissing, o qual está associado à possibilidade de “colagem” dos condutores diante de elevados esforços de atração, oriundos de altas correntes circulando nos condutores [3]. Na Figura 7, são ilustrados alguns tipos desse componente, a depender do número de condutores por fase. Na Figura 8, são apresentados espaçadores amortecedores utilizados em algumas linhas de transmissão.
FERRAGENS PARA AS CADEIAS DE ISOLADORES
Para realizar a sua função isolante, e também mecânica, as cadeias de isoladores incorporam diversas ferragens adicionais. Na Figura 9, são ilustradas algumas delas, utilizadas na suspensão simples:
- (a) cavalote para fixação da cadeia à estrutura;
- (b) chifres de proteção quanto a arcos elétricos;
- (c) grampo armado, já mencionado anteriormente.
Na Figura 10, são ilustradas algumas ferragens utilizadas em cadeias de ancoragem dupla:
- (a) cavalote duplo para fixação da cadeia à estrutura;
- (b) duplicador para fixação do feixe duplo à cadeia;
- (c) grampo de amarração para fixação dos condutores ao duplicador (observe que esse grampo já possui aba especial para fixação do pulo que dará continuidade elétrica aos condutores).
ANÉIS EQUALIZADORES
Os anéis desempenham um papel importantíssimo na cadeia de isoladores, no sentido de prouver uma redução do campo elétrico nas unidades isolantes mais próximas ao cabo condutor. Sem eles, a intensidade do campo elétrico seria tal que provocaria o surgimento de descargas corona e a consequente geração de gás ozônio o qual levaria à oxidação precoce das ferragens componentes da cadeia, como também do próprio pino e campânula dessas unidades. Nas Figuras 11 e 12, são ilustrados alguns tipos de anéis utilizados em linhas de transmissão.
Para cadeias de isoladores poliméricos, a ausência desses anéis e a concentração desses campos levam, também, ao desgaste precoce do polímero, penetração de umidade no núcleo da cadeia e, evolutivamente, ao colapso em sua característica dielétrica [5]. Nessas condições, diante do curto-circuito caracterizado, a linha é retirada de operação, provocando a interrupção do fornecimento de energia. Essa falha incorpora uma circunstância ainda mais severa: a dificuldade de sua localização.
ESFERAS SINALIZADORAS
As linhas de transmissão se caracterizam por ser um equipamento de grande extensão e de elevada altura. São, na maioria das vezes, estritamente rurais. Dado a esses aspectos, elas se destacam no ambiente que ocupam. Por outro lado, em algumas circunstâncias especiais, se torna necessária a sinalização do cabo mais elevado (condutor ou para-raios) para evitar o abarroamento de aeronaves que cruzem esses espaços aéreos, uma vez que eles não são facilmente identificados na velocidade que essas aeronaves sobrevoam.
No passado, essa identificação era obrigatória para o cruzamento de vales profundos, diante de aviões de pulverização para proteção de plantações que rotineiramente sobrevoavam essas regiões [6]. Atualmente, essa exigência passou a ser feita, também, em cruzamentos de rodovias, uma vez que a vigilância exercida pela Polícia Rodoviária, via helicópteros, passou a por em risco essas aeronaves.
Na Figura 13, são ilustradas as aplicações de anéis equalizadores com esses fins. Observa-se que o condutor mais elevado, no caso o cabo para-raios, está sinalizado através dessas esferas. Observa-se, também, que, sem essas esferas, o cabo ficaria quase invisível.
CONSIDERAÇÕES FINAIS
Foram apresentadas várias ferragens e acessórios que auxiliam a linha de transmissão aérea no desempenho de sua finalidade: transmitir energia elétrica. A escolha e dimensionamento dessas ferragens é feita criteriosamente, em função das diversas solicitações mecânicas, elétricas e ambientais que serão impostas a esses componentes, como também a depender do papel esperado desses componentes na proteção a que eles se propõem a dar:
- grampo de suspensão – vibrações eólicas;
- amortecedor de vibração – idem;
- espaçador amortecedor – efeito kissing e vibrações eólicas;
- ferragem para cadeia de isoladores – intensidade dos arcos elétricos (corrente de curto-circuito) peso e tração imposta aos condutores;
- anéis equalizadores – intensidade do campo elétrico.
Portanto, a adequada especificação desses componentes, por si só, exigem estudos detalhados que envolvam a identificação da intensidade dessas solicitações, projetos específicos e ensaios laboratoriais de tal forma a se conceber a melhor solução para cada caso analisado.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
[1] Fuchs, Rubens Dario, Transmissão de Energia Elétrica, Livros Técnicos e Científicos S. A. Editora EDUFU UNIVERSIDADE FEDERAL DE UBERLÂNDIA. 2015.
[3] Leppers P. H. and Lilien J. L. Attaction and Release Values Arising from High Load Currents. Electra 81.
[4] http://plp.com.br/energia/transmissao/cadeias-e-ferragens-para-condutores/
[5] KREUGER, F. H. Partial Discharge Detection in High-Voltage Equipment. 1. ed. London: Butterworths & co Ltd. 1989.
[6] ABNT. Projeto de Linhas Aéreas de Transmissão de Energia Elétrica – Procedimento. NBR-5422. 1986
Transmissão e Distribuição em Foco 
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