Postes metálicos de linhas elétricas aéreas (PTL)

O campo de aplicação de suportes metálicos de linhas aéreas de energia (PTL) é determinado principalmente por uma série de vantagens significativas que distinguem favoravelmente suportes de metal a partir de suportes de madeira e betão armado.

As vantagens dos suportes de metal em relação aos de madeira são as seguintes:

• Maior vida útil;

• A capacidade de suportar fogo e destruição por descargas atmosféricas no suporte;

• Suporte para muito mais cabos e alturas de suporte virtualmente ilimitadas;

• Alta confiabilidade operacional e facilidade de manutenção;

• As melhores condições para aterramento e suspensão de cabos de proteção;

• O melhor projeto arquitetônico do pilão;

• Grande montagem, permitindo a produção de elementos de suporte principais inteiros ou seções individuais nas fábricas, o que reduz significativamente o trabalho intensivo em mão de obra na pista. Além disso, suportes metálicos com as mesmas cargas e altura são aproximadamente mais leves que os de madeira e concreto armado.

As desvantagens dos suportes metálicos são:

• A necessidade de sua pintura periódica para evitar ferrugem;

• Má utilização da capacidade do veículo no transporte de adereços;

• A necessidade de realizar trabalhos especiais na via (instalação, furação e por vezes soldadura de estruturas metálicas), que exige mão-de-obra qualificada de várias especialidades e dificulta a instalação;

• Aumento dos custos iniciais de construção da linha.

Os suportes de metal são feitos:

• em linhas onde é necessária alta confiabilidade operacional, longa vida operacional do suporte, bem como com linhas de correntes duplas;

• em grandes travessias através de várias estruturas de engenharia ou através de rios;

• em zonas urbanas e industriais e em zonas montanhosas onde não se colocam suportes de madeira devido às suas grandes dimensões em planta.

Elementos estruturais de suportes metálicos

O suporte metálico consiste nos seguintes quatro elementos estruturais principais:

• Fundação;

• suporte de uma coluna principal ou eixo;

• atravessar;

• cordas ou chifres de apoio.

A base do pé serve para ancorá-lo na libra e fornece estabilidade ao pé. Em alguns casos, as bases dos suportes são de metal.

A coluna principal, como suporte para fixação de dormentes e cordas a uma certa altura do solo, percebe todas as cargas externas de fios e cabos e as transfere para a base.

Por projeto, a coluna principal ou eixo de suporte é uma treliça espacial leve com uma seção transversal retangular ou quadrada. Em quase todos os tipos de suportes, as dimensões da seção transversal da coluna de suporte diminuem de baixo para cima.

A treliça espacial, que serve de estante de apoio, é composta por:

• quatro barras principais (nervuras), chamadas cordas, que suportam a maior parte da carga;

• sistemas de barras ou grades auxiliares localizadas nos quatro lados do suporte e conectando as correias;

• vários sistemas de suportes horizontais localizados em seções transversais separadas do suporte e chamados de diafragmas.

As juntas das barras de treliça com o cinto ou entre si são chamadas de nós. O centro de um nó é o ponto de interseção dos eixos longitudinais das barras que convergem em um determinado nó.

Suporte intermediário de duas correntes de metal

A parte da corda localizada entre dois nós adjacentes é chamada de painel, e a distância entre os centros desses nós é o comprimento do painel.

As treliças e granitos das colunas se distinguem por sua posição em relação ao eixo da linha.

As faces transversais ou frontais (treliças) são as faces de apoio localizadas transversalmente ao eixo da linha, e as faces longitudinais ou laterais são as faces paralelas ao eixo da linha.

Freqüentemente, as grades em dois lados de uma coluna ou mesmo em todos os quatro têm a mesma configuração (diagrama).

Os dormentes de suporte são projetados para fixar os fios ao suporte usando isoladores com reforço a uma certa distância entre eles e do eixo do suporte.

Na maioria das construções de dormentes de 35 e 110 kV, os dormentes são feitos de cantos na forma de pequenas estruturas triangulares em balanço presas ao eixo de suporte. Com menos frequência, as travessias são feitas de canais. As treliças geralmente têm a forma de longas treliças espaciais com uma seção transversal quadrada ou retangular.

Cordas resistentes ou chifres são usados ​​para prender os cabos de proteção a uma certa distância acima dos condutores. Eles são feitos na forma de estruturas leves que formam a parte superior do suporte.

As treliças espaciais, que formam as partes principais dos suportes, diferem das treliças metálicas de construção convencionais:

• a leveza dos eixos da estrutura, constituída por hastes constituídas quase exclusivamente por cantoneiras simples, muitas vezes de perfis pequenos e médios;

• aumentado em 1,5 - 2 vezes a flexibilidade de ambas as hastes individuais e de toda a treliça como um todo;

• dimensões transversais significativas da treliça e sua grande altura.

Devido às características observadas, as estruturas metálicas dos suportes das linhas aéreas de transmissão de energia elétrica possuem baixo peso volumétrico, o que gera baixo coeficiente de aproveitamento da capacidade de carga dos veículos durante o transporte. Além disso, a presença de pequenos cantos na estrutura, com maior fator de flexibilidade, cria grandes dificuldades em preservá-los de danos durante o carregamento, descarregamento e transporte.

No processo de produção e instalação de suportes metálicos, o método de conexão das hastes não é menos importante na produção do que o tipo de construção. As seguintes conexões de banda se aplicam a conjuntos de suporte de fábrica e de metal:

• rebitagem;

• Soldagem;

• conexões aparafusadas.

O método de conexão é selecionado no projeto técnico e, durante o projeto detalhado dos suportes, são desenvolvidos os projetos dos nós correspondentes. Esta circunstância deverá ser tida em conta pela indústria da construção e a questão do método de ligação mais adequado às condições construtivas desta linha deverá ser resolvida atempadamente.

Anteriormente, as juntas rebitadas eram um dos principais métodos de bielas em suportes e agora, por motivos de produção, são totalmente substituídas por soldagem ou parafusos, não apenas durante a instalação, mas também na fábrica.

A soldagem é um dos métodos comuns de bielas na construção de suportes de metal. O baixo custo de soldagem na fábrica, uma significativa simplificação do processo de produção de estruturas soldadas e uma certa redução de peso determinam a ampla utilização desse método de união, que apresenta vantagens significativas sobre outros.

Na produção de suportes metálicos, a ligação das hastes é feita quase que exclusivamente por soldagem a arco elétrico. Dificuldades significativas com o abastecimento da linha de unidades de soldagem de estacas, o custo do combustível líquido e a manutenção do dispositivo por pessoal qualificado, bem como a necessidade de rotação na soldagem de estruturas, limitam a possibilidade de utilização de soldagem na instalação.

As conexões aparafusadas são utilizadas na instalação de suportes em linhas devido a dificuldades na produção de rebites e soldagem elétrica de pastilhas.

O uso de juntas aparafusadas em montagens de suporte deve-se a algumas das seguintes vantagens em relação à rebitagem e soldagem:

• grande simplificação do processo de instalação de suportes, que não requer estruturas basculantes, ferramentas especiais, equipamentos ou mecanismos;

• a capacidade de fazer conexões parafusadas sem o uso de mão de obra especializada (rebites ou soldadores);

• reduzindo significativamente o tempo gasto na montagem dos suportes.

As desvantagens das conexões de parafuso preto incluem:

• uma certa redução na confiabilidade de uma junta aparafusada versus soldada ou rebitada, devido à distribuição desigual de forças entre os parafusos;

• custos significativos para hardware (parafusos, porcas e arruelas), cujo número e tamanhos são maiores do que para rebites de igual resistência.