Cálculo de esforços em barramentos flexíveis causados por correntes de curto-circuito

Abstract

As correntes de curto-circuito, ao circularem pelos condutores paralelos de linhas de transmissão, distribuição e subestações induzem forças eletromagnéticas entre os condutores. Seus efeitos são visíveis em três principais forças de tração dinâmicas, força de tração durante o curto-circuito, 𝐹𝑡,𝑑, causada pelo balanço dos condutores (swing-out), força de tração após o curto, 𝐹𝑓,𝑑, quando os condutores retornam à posição inicial (drop back) e a força de efeito pinch (pinch effect), 𝐹𝑝𝑖,𝑑, entre subcondutores de uma mesma fase. Com o crescente aumento dos níveis de curto-circuito, originado principalmente pela frequente conexão de novas unidades geradoras ao sistema, interligado ou isolado; as forças induzidas nos condutores terão ordens de grandeza cada vez maiores e não podem ser negligenciadas. Devido às dimensões e arranjos, o cálculo das forças se mostra necessário no correto dimensionamento do projeto estrutural principalmente de subestações de energia, onde as forças às quais as estruturas e conexões estão sujeitas além dos espaçamentos entre fases são significativamente afetados. O presente trabalho tem por objetivo o desenvolvimento de um arquivo que reproduza a sequência de cálculos de esforços mecânicos em barramentos flexíveis causados por correntes de curto-circuito, apresentados na norma IEC60865-1.

Short-circuit currents, when flows through parallel conductors of transmission lines, distribution and substations induce electromagnetic forces between the conductors. Its effects are visible in three main dynamic tensile forces, tensile force during short-circuit, 𝐹𝑡,𝑑, caused by swing out, tensile force after short-circuit, 𝐹𝑓,𝑑, caused by drop (drop force) and tensile force of pinch effect, 𝐹𝑝𝑖,𝑑, between bundle subconductors. With the increasing of short-circuit levels, caused by the connection of new generating units to the interconnected or isolated system, the forces induced in the conductors will have larger orders of magnitude and cannot be neglected. Due to the dimensions and arrangements, calculation of the forces is required for a correct structural design, mainly for substations, where the forces in which structures and connections are exposed and the air clearance between phases can change significantly. The present project has for purpose the development of a file that reproduces a sequence of calculations of mechanical effects in flexible conductors caused by short-circuit currents as in the IEC60865-1.