O nome completo dos condutores de fibra de carbono é Condutor de Alumínio com Núcleo de Fibra de Carbono Composto. (motoristas ACCC). Esses condutores aéreos Possuem características como alta resistência, baixo peso, alto módulo de elasticidade, baixo coeficiente de expansão, caso ruim, perda de energia reduzida, alta capacidade de corrente, Resistência à corrosão e longa vida útil. São especialmente adequados para ambientes corrosivos em áreas costeiras e mineiras com elevados níveis de poluição., onde os motoristas tendem a se mover.
O contexto do desenvolvimento destes condutores é porque as capacidades de transmissão das linhas de energia existentes não podem mais atender ao rápido crescimento da carga. A substituição dos condutores existentes por outros de maior secção transversal e capacidade de carga ou a construção de novas linhas especializadas tornou-se imperativa..
O método tradicional de desmantelar linhas antigas, Modificar torres e depois instalar novos condutores é caro e envolve longos prazos de entrega.. Para resolver essas contradições, Buscou-se um método de construção de projeto que aproveite ao máximo os traçados das linhas existentes, Minimize a necessidade de modificações na torre e, ao mesmo tempo, aumentar significativamente a capacidade de transmissão das linhas. Nesta situação, surgir Cabos ACCC.
ACCCs condutivos têm muitas vantagens, mas também algumas desvantagens. Por exemplo, a maioria dos condutores de fibra de carbono tem um núcleo simples de fibra de carbono, tornando-os propensos a danos durante a instalação. Como o dano ocorre dentro do condutor de alumínio trançado, Muitas vezes é difícil de detectar e pode representar riscos de segurança na sua operação futura. Uma versão com núcleo trançado de fibra de carbono está sendo desenvolvida atualmente.
Possíveis problemas na construção de condutores ACCC
Tipo de defeito 1: Rebarbas na superfície
Descrição do caso
Durante a reforma e aumento de capacidade de uma linha aérea de transmissão Cabo de alta tensão para 500 kV, O cabo de aço com núcleo de alumínio foi substituído por condutores de fibra de carbono. durante a construção, ao inspecionar os ACCCs condutores com fibra de carbono no recebimento, rebarbas foram encontradas na superfície dos condutores.
Análise de causa
O fabricante cometeu defeitos no processo de produção e processamento, o que resultou no aparecimento de rebarbas na superfície dos condutores.
Consequências
Assim que a linha estiver instalada e funcionando, Rebarbas podem causar efeitos corona e descarga da ponta.
Sugestão
Depois de receber os materiais, Uma inspeção completa deve ser realizada para cada bobina.
Tipo de defeito 2: Quebra de linha
Descrição do caso
Durante a reforma e aumento de capacidade de uma linha aérea de transmissão 500 kV, O cabo ACSR foi substituído pelo cabo ACCC. durante a construção, Condutores foram encontrados com fios quebrados, embora nenhum sinal de estresse tenha sido encontrado durante a instalação.
Análise de causa
O fabricante cometeu defeitos no processo de produção e processamento, o que resultou em condutores já com rupturas de fios quando saíram da fábrica.
Consequências
Assim que a linha estiver instalada e funcionando, Essas quebras podem levar à dispersão dos fios e à perda de condutores..
Sugestão
Depois de receber o materiais elétricos, Uma inspeção completa deve ser realizada para cada bobina, prestando especial atenção aos trechos de três cruzamentos.
Tipo de defeito 3: Abaulamento nos condutores
Descrição do caso
Durante um projeto de reforma e aumento de capacidade em uma linha de transmissão 220 kV, Os condutores de aço tipo 1×LGJ-400/35 originais com núcleo de alumínio foram substituídos por condutores de fibra de carbono tipo 1×JRLX/T-400.. Durante a construção da linha, um fenômeno de abaulamento foi observado nos condutores.
Análise de causa
Os condutores de fibra de carbono são compostos por um núcleo interno de fibra de carbono e um núcleo externo de alumínio trançado.. Durante o processo de assentamento ou tensionamento, devido à tensão, A superfície de alumínio dos condutores de fibra de carbono experimenta um “alongamento de fluência”. Isto significa que existem espaços entre os fios de alumínio, e a tensão faz com que os fios se apertem juntos, reduzindo espaços. Embora o comprimento do condutor não mude, este se estende. Núcleo interno de fibra de carbono, devido à sua alta resistência, tem deformação mínima. Como resultado, os fios externos de alumínio e o núcleo interno de fibra de carbono apresentam deslizamento relativo, o que pode levar a uma protuberância nos fios de alumínio na superfície do condutor.
Consequências
(1) O abaulamento nos fios de alumínio dos condutores de fibra de carbono é difícil de reparar nas linhas operacionais, e quando os fios de alumínio se soltam, núcleo de fibra de carbono fica exposto ao ar por longos períodos, o que pode ser prejudicial em ambientes operacionais adversos.
(2) Depois que os fios de alumínio incham, Variações de tensão durante a operação podem causar tensões desiguais nas camadas superficiais dos fios de alumínio., o que pode levar à quebra dos fios de alumínio.
Sugestões
(1) Diferentes fabricantes de condutores podem ter diferentes especificações de processamento, o que pode resultar em diferentes níveis de tensão nos condutores terminados. Antes da instalação, Coordene com o fabricante e siga rigorosamente os requisitos de instalação para roteamento e tensionamento dos condutores..
(2) Durante a colocação e tensionamento da construção, Ferramentas especiais de pré-trançado devem ser usadas para reduzir o uso de cabeças de tensão e esticadores, evitando assim a concentração de tensões.
(3) Durante a construção de seções de alta tensão, antes de marcar a seção para tensionar, e desde que o comprimento permita, o excesso de condutor no lado da tensão deve ser cortado, de modo que os fios de alumínio que experimentam o “alongamento de fluência” tenha a oportunidade de gozar no ponto de corte.
Tipo de defeito 4: Quebra do condutor
Descrição do caso
Durante um projeto de reforma e aumento de capacidade em uma linha de transmissão 220 kV, foram substituídos condutores de alumínio tipo 2 × Aço LGJ-300/25 com núcleo de alumínio por condutores ACCC com tipo split de fibra de carbono 240/30. Durante a construção da linha, ocorreram quebras de condutor. Todas as quebras ocorreram na área de conexão dos condutores de emenda de tensão, fechar a braçadeira da linha de tensão, após instalação em linha aérea usando técnica de pré-tensionamento.
Análise de causa
As causas das rupturas foram determinadas através de testes relacionados e análise das conexões de tensão rompidas. De acordo com os resultados do teste, A principal causa foi que a resistência ao esmagamento radial do núcleo de fibra de carbono do condutor não atendeu aos padrões.
Um núcleo composto por pelo menos 100 mm de comprimento devem ser carregados uniformemente a uma velocidade de carregamento de 1 mm/min a 21 mm/min até a falha. E o núcleo composto deve suportar uma pressão de pelo menos 30 kN sem fissuras ou descolamentos nas extremidades. Porém, Os testes mostraram que os condutores de fibra de carbono neste modelo não atendiam a este requisito, uma vez que o fabricante dos condutores de fibra de carbono não conseguiu atender aos padrões relativos à resistência ao esmagamento radial dos núcleos de fibra de carbono que eles produziram.
Consequências
Quebra de condutores.
Sugestão
Recomenda-se que durante a construção de condutores de fibra de carbono, sejam rigorosamente seguidas as regulamentações relacionadas à técnica de construção de condutores de fibra de carbono com núcleos compostos de fibra de carbono..
Tipo de defeito 5: Arranhões na superfície externa
Descrição do Defeito
Durante um projeto de reforma e aumento de capacidade em uma linha de transmissão 500 kV, Os condutores de aço LGJ-400/35 originais com núcleo de alumínio foram substituídos por condutores de fibra de carbono JLRX/F2A-460/40-26.. Durante a inspeção final da linha após a conclusão da construção, desgaste e rachaduras foram descobertos nos condutores.
Análise de causa
Os motoristas sofreram arranhões e danos devido ao atrito com objetos pontiagudos durante o transporte e a instalação, resultando em danos à camada externa de alumínio macio dos condutores de fibra de carbono.
Consequências
Esses defeitos afetam a qualidade estética dos condutores e podem causar corona elétrica.. Em casos graves, condutores podem queimar e, em última instância, causar acidentes com quebra de cabos.
Sugestão
Recomenda-se que seja realizada uma inspeção detalhada em cada bobina de condutores após sua chegada ao local e uma inspeção adicional após a instalação dos condutores..
Tipo de defeito 6: Separação de threads
Descrição do Defeito
Durante um projeto de reforma e aumento de capacidade em uma linha de transmissão 500 kV, Os condutores ACSR originais tipo LGJ-400/35 foram substituídos por condutores ACCC JLRX/F2A-460/40-26. Durante a inspeção final da linha após a conclusão da construção, seções de condutores com fios separados foram descobertas.
Análise de causa
A separação dos fios nos condutores ocorreu por dois motivos principais. Durante a instalação de drivers, alguns trechos passaram por polias com ângulos de inclinação inadequados ou com polias incompatíveis, o que resultou em compressão excessiva dos condutores e separação dos fios. Além do mais, durante a instalação de acessórios, tensão excessiva foi aplicada aos condutores, o que também causou a separação dos fios.
Consequências
Esses defeitos afetam a qualidade estética dos drivers, pode causar coroa elétrica S, em casos graves, afetar a resistência dos condutores.
Sugestão
Recomenda-se que seja realizada uma inspeção detalhada em cada bobina de condutores após sua chegada ao local e uma inspeção adicional após a instalação dos condutores.. Além do mais, Atenção especial deve ser dada durante a instalação dos acessórios para evitar a aplicação de tensões excessivas aos condutores.
Tipo de defeito 7: Desgaste
Descrição do Defeito
Durante um projeto de reforma e aumento de capacidade em uma linha de transmissão 500 kV, Os condutores de aço LGJ-400/35 originais com núcleo de alumínio foram substituídos por condutores ACCC JLRX/F2A-460/40-26.. Durante a inspeção final da linha após a conclusão da construção, Marcas de desgaste circulares foram descobertas na extremidade de pré-tensão dos condutores.
Análise de causa
O desgaste circular dos motoristas deveu-se a dois motivos principais. Primeiro, durante o processo de pré-tensionamento do condutor, os últimos fios às vezes não são posicionados corretamente e ferramentas como chaves de fenda são usadas para ajustá-los, resultando em arranhões. Segundo, depois da pré-tensão, se for descoberto que a localização não está correta e as pré-tensões devem ser removidas, muitas vezes não são tomadas medidas de proteção adequadas, que danifica os condutores durante o processo de remoção de pré-tensões.
Consequências
Esses defeitos afetam a qualidade estética dos drivers, pode causar corona elétrica e, em casos graves, afetar a resistência dos condutores.
Sugestão
Recomenda-se prestar especial atenção à inspeção de condutores próximos a áreas de pré-tensão e reforçar as medidas de proteção durante o processo de remoção de pré-tensões para evitar danos aos condutores..
Retomar
Através do resumo das deficiências encontradas nos condutores de fibra de carbono, Foram identificados dois problemas principais:
- Problemas de qualidade da fibra de carbono: Devido à falta de cumprimento estrito das normas e regulamentos por parte dos fabricantes, produtos foram produzidos com parâmetros não conformes. Isto gerou riscos imprevisíveis durante o processo de construção e durante a operação da linha..
- Problemas na técnica de construção: Algumas empresas de construção continuam a utilizar métodos de construção tradicionais destinados a motoristas convencionais. Isto levou a problemas como abaulamento, quebra de fio e até mesmo quebra de condutor em condutores de fibra de carbono.
Esses dois problemas geraram riscos significativos de segurança durante a operação das linhas., especialmente o problema da qualidade do produto. De acordo com os casos atuais, O principal problema é que as hastes de fibra de carbono não atendem aos requisitos regulamentares. Como as hastes de fibra de carbono são a parte de suporte de carga, Qualquer não conformidade nas barras de carbono resulta inevitavelmente numa diminuição do desempenho mecânico dos condutores. Mesmo que a técnica de construção seja adequada, É provável que ocorram acidentes de quebra em caso de más condições de operação.
Portanto, É preferível escolher condutores ACCC de um Fabricante confiável de cabos aéreos como ZMS. Condutores ACCC com fibra de carbono, como condutores de nova geração, oferecem benefícios significativos para a renovação e aumento de capacidade das linhas de energia. Espera-se que no futuro, na indústria de linhas de energia, ser utilizado massivamente para a renovação e aumento de capacidade de linhas antigas.