BEL-B-BM-RT-LTM-310-0009

1216/LT-5L-RL-0009
UHE BELO MONTE
PROJETO BÁSICO DE ENGENHARIA
VOLUME I – LTS 500 KV INTERLIGAÇÃO CF BELO MONTE - XINGU
LARGURA DA FAIXA DE SERVIDÃO
0A
EMISSÃO INICIAL
ThS
MCdC
20/09/10
No
Descrição
Prep.
Aprov.
Data
REVISÕES
UHE BELO MONTE
INTERTECHNE:
ENGEVIX:
PCE:
Mônica C. L. Carvalho
Sérgio L. F. Capellão
Libério Alves da Silva
Elaborador
INTT
EVIX
PCE
Gerente/Coordenador
Gerente/Coordenador
Gerente/Coordenador
Verificador
MC
Lourenço J. N. Babá
Lailton Vieira Xavier
José Eduardo Moreira
PVR
Responsável Técnico
CREA RJ - 36084/D
Responsável Técnico
CREA PR – 18060/D
Responsável Técnico
CREA RJ – 21112/D
Supervisor
BEL-B-BM-RT-LTM-310-0009
Diretor de Engenharia
Data: Set/2010
Paulo V. Reis
Gerente Geral Consórcio Projetista
Nº Cliente ou Código Unificado
NESA:
Rev.
0A
Luiz Fernando Rufato
CREA-MG 16.918/D
Diretor de Construção
UHE BELO MONTE
UHE BELO MONTE
PROJETO BÁSICO DE ENGENHARIA
VOLUME I – LTS 500 KV INTERLIGAÇÃO CF BELO MONTE - XINGU
LARGURA DA FAIXA DE SERVIDÃO
1.
INTRODUÇÃO .................................................................................................................................... 4
2.
CÁLCULO DA FAIXA PELO CRITÉRIO MECÂNICO ........................................................................ 4
3.
2.1.
DADOS UTILIZADOS ............................................................................................................... 4
2.2.
METODOLOGIA ....................................................................................................................... 4
2.3.
RESULTADOS OBTIDOS ........................................................................................................ 6
2.4.
DISTÂNCIA ENTRE OS EIXOS DAS LTS PARALELAS EM 500 KV ...................................... 6
2.5.
VERIFICAÇÃO DO PARALELISMO ......................................................................................... 7
CALCULOS DOS CAMPOS ELETROMAGNÉTICOS........................................................................ 7
3.1.
3.1.1
Campo Elétrico ............................................................................................................. 7
3.1.2
Campo Magnético ........................................................................................................ 8
3.2.
DADOS UTILIZADOS ............................................................................................................... 8
3.3.
METODOLOGIA UTILIZADA .................................................................................................... 9
3.4.
4.
CRITÉRIOS ADOTADOS ......................................................................................................... 7
3.3.1
Campo Elétrico ............................................................................................................. 9
3.3.2
Campo Magnético ........................................................................................................ 9
RESULTADOS OBTIDOS ...................................................................................................... 10
3.4.1
Campo Elétrico – Regime de Operação .................................................................... 10
3.4.2
Campo Elétrico – Condições de Emergência ............................................................ 12
3.4.3
Campo Magnético – Regime de Operação................................................................ 13
3.4.4
Campo Magnético – Condições de Emergência ....................................................... 14
CÁLCULOS DE RI, RA E CORONA VISÍVEL .................................................................................. 14
4.1.
CRITÉRIOS ADOTADOS ....................................................................................................... 15
4.2.
DADOS UTILIZADOS NO ESTUDO....................................................................................... 15
4.3.
METODOLOGIA UTILIZADA NO ESTUDO ........................................................................... 15
4.4.
RESULTADOS OBTIDOS ...................................................................................................... 16
4.4.1
Rádio Interferência ..................................................................................................... 16
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4.4.2
Ruído Audível ............................................................................................................. 17
4.4.3
Corona Visível ............................................................................................................ 18
5.
CONCLUSÕES ................................................................................................................................. 19
6.
REFERÊNCIAS ................................................................................................................................. 20
ANEXOS ...................................................................................................................................................... 21
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1. INTRODUÇÃO
O objetivo deste estudo é definir a largura da faixa de servidão para as cinco LTs 500 kV
que farão a Interligação CF Belo Monte - Xingu, tanto pelo critério de balanço dos cabos
como pelos critérios de campo elétrico, campo magnético, rádio interferência, ruído
audível e corona visual.
Os cálculos foram feitos para a torre mais freqüente das LTs.
2. CÁLCULO DA FAIXA PELO CRITÉRIO MECÂNICO
2.1. DADOS UTILIZADOS
O quadro a seguir mostra as principais características das LTs:
Quadro 2.1
Dados utilizados
Condutor
4 x CAA RAIL
Torre típica
SEB2
Vão médio máximo (m)
600
Vento (m/s) [2]
32,8
Fator k [1]
0,32
Pressão de vento (kgf/m2) [2]
70
Diâmetro condutor (mm)
29,59
Peso do condutor (kgf/m)
1,60
Flecha com vento(m)
31,53
Relação Vp/Vv
0,8
Mísula (b1) da torre SRB8
8,8
Comprimento da cadeia (m)
4,8
2.2. METODOLOGIA
Este cálculo é baseado na NBR-5422 (ref.[1]) e verifica a distância necessária para a faixa
de segurança da linha de transmissão devido ao balanço dos cabos.
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b1
LT 500kV
cad
EIXO DA ESTRUTURA

f
D1
d1
L/2
L/2
Figura 2.1 – Detalhe da identificação das distâncias e ângulos da torre
L500= 2 (b1 + d1 + D1) - faixa das LTs 500 kV;
sendo:
D1 = DU/150 = 500 x 1,05 / 150 = 3,5 m
b1 = Distância do ponto de fixação da cadeia ao eixo da estrutura;
d1 = soma das projeções horizontais da flecha do condutor (f cond) e do comprimento da
cadeia de isoladores, após seu deslocamento angular  devido à ação do vento, isto é:
d1 = (fcond + cad).sen β , sendo:
fcond: flecha do condutor na condição com vento, final;
cad: comprimento da cadeia de isoladores.
 = ângulo de balanço da cadeia e do condutor (considerados os mesmos).
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



 pvcond  d 
  arctg  k 
 , em graus:


V
P

w    

 VV  

 °.
2.3. RESULTADOS OBTIDOS
Substituindo os valores, são obtidos os seguintes resultados:
Quadro 2.2
Largura da Faixa
Lcalculada (m)
58
2.4.
Ladotada(m)
60
DISTÂNCIA ENTRE OS EIXOS DAS LTS PARALELAS EM 500 KV
b1 = 8,8 m
b1 = 8,8m
LT500kV
230kV
CAD
LT 500 kV
D1
d1
Eixo da Estrutura
f1
Eixo da Estrutura

D500/500
D500/500 = b1 + b1 + (f1 + cad).sen  + D1, sendo:
b1 = 8,8 m;
f1 = 31,53 m (vão de 600 m com pressão de vento de 70 kgf/m 2);
De forma conservadora foi adotada a relação: Vp/Vv = 0,6  sen  = 0,57
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Aplicando os valores, na expressão de D500/500 para o cálculo da distância entre eixos de
LTs paralelas, determina-se:
D500/500 = 2 x 8,8 + (31,53 + 4,8) 0,57 + 3,5 ≈ 42 m;
De forma a minimizar interferências entre os estais das LTs paralelas, foi adotado
seguinte valor:
D500/500 = 50,00 m
2.5. VERIFICAÇÃO DO PARALELISMO
A faixa de segurança é calculada para o vão médio típico da linha de transmissão.
Entretanto, podem ocorrer vãos superiores ao vão médio, apresentando valores de
flechas superiores aos utilizados no cálculo da faixa.
Para tanto, deve ser feita, durante o projeto executivo, a determinação para cada vão, do
defasamento máximo entre as torres de dois circuitos paralelos, de maneira que a
distância mínima entre o condutor de um dos circuitos, na condição de máximo
deslocamento, e a torre considerada do outro, ou vice-versa não seja ultrapassada.
3. CALCULOS DOS CAMPOS ELETROMAGNÉTICOS
Neste item serão calculados os valores dos campos elétrico e magnético na faixa de
passagem das LTs e demonstrado o atendimento aos critérios estabelecidos pela
Resolução Normativa nº 398 da ANEEL.
Para o calculo destes campos foi adotado o software EMICALC, desenvolvido pela
ENGEVIX a partir da metodologia descrita no EPRI [3].
3.1. CRITÉRIOS ADOTADOS
Os seguintes critérios limitantes serão considerados nos cálculos de campo elétrico e
magnético:
3.1.1 Campo Elétrico
Segundo resolução normativa da ANEEL Nº 398/2010 o campo elétrico máximo, a 1,5
metros do solo, com tensão nominal, deve ser de 8,33 kV/m no interior da faixa de
servidão e 4,17kV/m no limite desta faixa, com carregamento máximo do condutor para os
regimes de operação e emergência.
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3.1.2 Campo Magnético
O campo magnético máximo, segundo resolução normativa da ANEEL Nº 398/2010,
calculado a 1,5 metros do solo, com carregamento máximo do condutor para os regimes
de operação e emergência, deve ser, em termos de indução magnética, de 416,67 µT no
interior da faixa de servidão e 83,33 kV/m no limite desta faixa.
3.2. DADOS UTILIZADOS
Os limites serão verificados para tensão nominal das LTs na condição de carregamento
máximo para os regimes operação e emergência. Os dados de entrada da ferramenta
computacional adotada são apresentados no Anexo I.
Cada fase é composta por quatro cabos CAA Rail. Será utilizado um cabo pára-raios
OPGW 120 mm² com 24 fibras ópticas juntamente com um cabo Dotterel ao longo das
LTs.
Considerando-se os cuidados de lançamento e grampeamento dos cabos condutores é
usual, nos projetos atuais, se utilizar valores de fator de superfície entre 0,80 e 0,85. No
estudo será adotado o fator de 0,82.
A disposição geométrica dos cabos na silhueta típica é apresentada na figura a seguir:
Figura 3.1 - Torre SEB2
Considerando-se o vão médio de 490 m, tem-se a seguinte flecha do cabo condutor na
condição de EDS:
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 Condutor: 20,41 m.
3.3. METODOLOGIA UTILIZADA
3.3.1 Campo Elétrico
O Estudo de campo elétrico na superfície dos condutores e na proximidade do solo foi
realizado utilizando-se a metodologia descrita no EPRI [3], onde se obtém as cargas
elétricas nos condutores através da matriz de coeficientes de indução de Maxwell,
empregando-se a seguinte equação matricial.
[Q]=[C].[V]
Onde:
[Q] – Carga elétrica associada aos condutores
[C] – Coeficientes de indução
[V] – Tensão associada aos condutores
Nesta modelagem, são representados tanto os cabos condutores, como os pára-raios. As
respectivas imagens foram obtidas aplicando-se o método das imagens, considerando o
solo como um condutor perfeito, que é o procedimento usualmente adotado neste cálculo.
Os valores do campo elétrico em uma região próxima aos condutores foram obtidos
considerando-se as seguintes hipóteses:
 Superfície do solo plana e equipotencial;
 Cargas uniformemente distribuídas nos condutores;
 Ausência de superfícies equipotenciais que provoquem distorção do campo elétrico;
 Condutores perfeitamente cilíndricos, sem rugosidades e imperfeições.
3.3.2 Campo Magnético
O cálculo de campo magnético foi realizado com o apoio de um programa computacional,
o qual permite modelar os condutores e os pára-raios da linha de transmissão, estejam
eles operando em regime normal ou curto-circuito, empregando a lei Ampère, conforme a
seguir:


 B .d l  I
onde:
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
– Vetor Indução Magnética
B

d l – Linha de Integração

– Permeabilidade Magnética
I
– Corrente Elétrica no Condutor
Os condutores são representados por retas, com densidade uniforme de corrente elétrica.
A partir da configuração geométrica tridimensional dos condutores e da corrente a eles
aplicada, o campo magnético é obtido em qualquer ponto e nível, pela composição
vetorial dos campos atuantes nesse ponto, devido aos conjuntos de condutores. Os
valores de campo magnético em uma região próxima aos condutores foram obtidos
considerando-se as seguintes hipóteses:
 Superfície do solo plana e equipotencial;
 Correntes uniformes nos condutores;
 Ausência de superfícies que provoquem distorção do campo magnético;
 Condutores perfeitamente cilíndricos, sem rugosidades e imperfeições.
3.4. RESULTADOS OBTIDOS
Foram feitas simulações considerando espaçamento vertical mínimo cabo-solo de 12,5 m
para regime de operação e 11,9 m para condições de emergência.
3.4.1 Campo Elétrico – Regime de Operação
No gráfico a seguir, elaborado a partir dos valores apresentados no Anexo II, encontra-se
o perfil de campo elétrico a 1,5 m do solo.
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Campo Elétrico (kV/m)
8,00
7,00
6,00
5,00
4,00
3,00
2,00
1,00
-30
-25
-20
-15
-10
-5
0
5
10
Distância do eixo da linha (m)
15
20
25
30
Figura 3.2 - Valores de campo elétrico com o condutor a 12,5 m acima do solo
Conforme pode ser observado no gráfico os valores máximos encontrados para a torre
analisada, a uma altura de 12,5 m cabo e solo, foram os seguintes:
Quadro 3.1
Valores de campo elétrico no limite da faixa
Campo Elétrico Máximo
Valor (kV/m)
Valor máximo estipulado pela ANEEL (kV/m)
No limite da faixa
1,35
4,17
No Interior da Faixa
7,40
8,33
Além da situação com espaçamento vertical cabo/solo de 12,5 m, foram calculados os
valores do campo elétrico, no interior da faixa, a um metro do solo, em um eixo
transversal à linha de transmissão para os casos abaixo:
– Altura mínima do condutor-solo de 12,5 m (locais onde circulam máquinas agrícolas);
– Altura mínima do condutor-solo de 12,5 m (travessias sobre rodovias).
O valor de campo elétrico máximo obtido, a relação corrente induzida por campo elétrico
(ref.[3]) e as respectivas correntes induzidas são indicados no quadro a seguir:
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Quadro 3.2
Valores de corrente induzida
RODOVIAS e ÁREAS AGRÍCOLAS (Hcond = 12,5 m)
Campo Elétrico Máximo (kV/m)
7,40
Nome do Veículo
I(mA) / E(kV/m) Corrente Induzida (mA)
Carro
0,088
0,65
Carreta Grande
0,4
2,96
Ônibus
0,39
2,89
Trator Agrícola
0,13
0,96
Colheitadeira
0,23
1,70
Estes valores de corrente induzida situam-se em níveis compatíveis com a utilização da
faixa de servidão e são inferiores ao limite de 5,0 mA, recomendado na referência [1].
3.4.2 Campo Elétrico – Condições de Emergência
No gráfico a seguir, elaborado a partir dos valores apresentados no Anexo II, encontra-se
o perfil de campo elétrico a 1,5 m do solo.
9
Campo Elétrico (kV/m)
8
7
6
5
4
3
2
1
-30
-25
-20
-15
-10
-5
0
5
10
Distância do eixo da linha (m)
15
20
25
30
Figura 3.3 - Valores de campo elétrico com o condutor a 11,9 m acima do solo
Conforme pode ser observado no gráfico os valores máximos encontrados para a torre
analisada, a uma altura de 11,9 m cabo e solo, foram os seguintes:
Quadro 3.3
Valores de campo elétrico no limite da faixa
Campo Elétrico Máximo
Valor (kV/m)
Valor máximo estipulado pela ANEEL (kV/m)
No limite da faixa
1,32
4,17
No Interior da Faixa
8,06
8,33
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Além da situação com espaçamento vertical cabo/solo de 11,9 m, foram calculados os
valores do campo elétrico, no interior da faixa, a um metro do solo, em um eixo
transversal à linha de transmissão para os casos abaixo:
– Altura mínima do condutor-solo de 11,9 m (locais onde circulam máquinas agrícolas);
– Altura mínima do condutor-solo de 11,9 m (travessias sobre rodovias).
O valor de campo elétrico máximo obtido, a relação corrente induzida por campo elétrico
(ref.[3]) e as respectivas correntes induzidas são indicados no quadro a seguir:
Quadro 3.4
Valores de corrente induzida
RODOVIAS e ÁREAS AGRÍCOLAS (Hcond = 11,9 m)
Campo Elétrico Máximo (kV/m)
Nome do Veículo
I(mA) / E(kV/m)
8,06
Corrente Induzida (mA)
Carro
0,088
0,71
Carreta Grande
0,4
3,22
Ônibus
0,39
3,14
Trator Agrícola
0,13
1,05
Colheitadeira
0,23
1,85
Estes valores de corrente induzida situam-se em níveis compatíveis com a utilização da
faixa de servidão e são inferiores ao limite de 5,0 mA, recomendado na referência [1].
3.4.3 Campo Magnético – Regime de Operação
No gráfico a seguir, elaborado a partir dos valores apresentados no Anexo III, encontra-se
o perfil de campo magnético a 1,5 m do solo.
45
Indução Magnética (µT)
40
35
30
25
20
15
10
5
-30
-25
-20
-15
-10
-5
0
5
10
15
20
25
30
Distância do eixo da linha (m)
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Figura 3.4 - Valores de indução magnética com o condutor a 12,5 m acima do solo
Conforme pode ser observado no gráfico os valores máximos encontrados para a torre
analisada a uma altura de 12,5 m cabo e solo foram os seguintes:
Quadro 3.5
Valores de campo elétrico
Valor (T)
Valor máximo estipulado pela ANEEL (T)
8,61
83,33
Indução Magnética
No limite da faixa
No Interior da Faixa
41,58
416,67
3.4.4 Campo Magnético – Condições de Emergência
No gráfico a seguir, elaborado a partir dos valores apresentados no Anexo III, encontra-se
o perfil de campo magnético a 1,5 m do solo.
50
Indução Magnética (µT)
45
40
35
30
25
20
15
10
5
-30
-25
-20
-15
-10
-5
0
5
10
15
20
25
30
Distância do eixo da linha (m)
Figura 3.5 - Valores de indução magnética com o condutor a 11,9 m acima do solo
Conforme pode ser observado no gráfico os valores máximos encontrados para a torre analisada
a uma altura de 11,9 m cabo e solo foram os seguintes:
Indução Magnética
No limite da faixa
No Interior da Faixa
Quadro 3.6
Valores de campo elétrico
Valor (T)
Valor máximo estipulado pela ANEEL (T)
8,75
83,33
44,76
416,67
4. CÁLCULOS DE RI, RA E CORONA VISÍVEL
Neste item serão calculados os valores de Rádio Interferência, Ruído Audível e Corona
Visível na faixa de passagem da Linha e, demonstrado o atendimento aos critérios da
ANEEL.
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Para o cálculo do gradiente na superfície do condutor (Corona Visível) e do Ruído Audível
foi adotado o software EMICALC, para o cálculo da Rádio Interferência adotou-se o
software RINT, ambos desenvolvidos pela ENGEVIX com base nas metodologias
descritas no EPRI [3].
4.1. CRITÉRIOS ADOTADOS
Os seguintes critérios limitantes serão considerados nos cálculos de rádio interferência,
ruído audível e corona visível:
 Rádio Interferência
A relação sinal/ruído no limite da faixa de servidão, indicadora do nível de imunidade dos
sinais de rádio (RI), deverá ser no mínimo igual a 24 dB, considerando nível mínimo de
sinal referido na norma DENTEL, para 50% das condições atmosféricas do ano.
 Ruído Audível
O Ruído audível (RA) no limite da faixa de servidão sob a tensão máxima operativa,
durante condição de chuva fina (<0,00148 mm/min) ou névoa de 4 horas de duração ou
após os primeiros 15 minutos de chuva, deverá ser no máximo igual a 58 dBA.
 Corona Visível
As linhas de transmissão não deverão apresentar corona visível, nos cabos condutores e
ferragens, para 90% da condição de tempo bom.
4.2. DADOS UTILIZADOS NO ESTUDO
 Densidade relativa do ar média (adotado no cálculo do RI): DRA= 0,97 [2];
 Densidade relativa do ar 90% do tempo (adotado no cálculo do corona visível):
DRA90%= 0,96 [2];
 A resistividade média do solo considerada ao longo das LTs é de 500 .m.;
 Os valores foram calculados para a altura média das torres.
4.3. METODOLOGIA UTILIZADA NO ESTUDO
Este estudo foi executado utilizando-se a metodologia descrita na referência [3]. O cálculo
dos efeitos provenientes do fenômeno de corona é um procedimento complexo devido à
natureza aleatória do mesmo e ao elevado número de variáveis que o afetam como, por
exemplo, as condições atmosféricas (temperatura, pressão, umidade, radiação solar,
etc...). Por este motivo, a modelagem das interferências decorrentes do efeito corona não
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tem o mesmo nível de precisão daquela adotada para o cálculo dos campos eletrostáticos
e magnetostáticos.
Dentre as diferentes abordagens existentes, serão adotados os processos chamados
semi-analíticos, que incorporam uma boa parte de modelagem analítica e uma função de
excitação obtida em laboratório, que caracteriza o nível do efeito corona em função da
intensidade do campo elétrico. Os principais métodos semi-analíticos são o do EPRI [3] e
o da EdF, tendo-se adotado o primeiro por ser este o mais utilizado no Brasil, com
resultados satisfatórios.
4.4. RESULTADOS OBTIDOS
4.4.1 Rádio Interferência
Os dados de entrada da ferramenta computacional adotada são apresentados no Anexo
IV. Os resultados dos cálculos para tempo bom, chuva pesada e condutor molhado
encontram-se no Anexo V.
Considerando uma faixa de servidão com largura de 60 m, obteve-se os valores a seguir
a 30 m do eixo das LTs.
Quadro 4.1
Valores de rádio interferência a 30 m do eixo das LTs
d (m)
Chuva Pesada
Cond. Molhado
Tempo Bom
30
54,08
47,20
30,20
Com base na metodologia indicada na referência [3], pg.248, e a partir de uma média
anual de 80% de tempo bom e 20% de tempo ruim, é construído o gráfico de distribuição
estatística de RI contendo a curva de todos os tempos utilizando-se os valores indicados
no Anexo V, para uma distância de 30 m do eixo das LTs. Onde a curva de todos os
tempos corta o valor da % da probabilidade acumulada (eixo Y), obtém-se o valor do RI
para 50 % de todo o tempo, como apresentado abaixo:
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Figura 4.1 - Curva "Todo o Tempo" de RI a 30 m do eixo das LTs.
Considerando um nível mínimo de sinal de 66 dB para cidades de 2.500 a 10.000
habitantes (conforme norma NTC 19-A do Ministério das Comunicações do Brasil) e a
relação sinal ruído de 24 dB, o nível de Rádio Interferência deve ser inferior ou igual a 42
dB no limite da faixa.
Pode-se verificar na figura 4.1 que o valor de Rádio Interferência máximo calculado para
50% das condições atmosféricas do ano foi de 31,63 dB, sendo inferior ao limite 42 dB
estabelecido como critério pela ANEEL.
4.4.2 Ruído Audível
Os dados de entrada da ferramenta computacional adotada são apresentados no Anexo
IV. Os resultados dos cálculos encontram-se no Anexo VI.
A partir dos valores calculados apresenta-se o gráfico a seguir, com o perfil do Ruído
Audível.
17/39
Lourenço J. N. Babá
CREA RJ-36084/D
Luiz Fernando Rufato
CREA-MG 16.918/D
Diretor de Construção
UHE BELO MONTE
50
49
Ruído Audível (dBA)
48
47
L5 - Chuva
Pesada
46
45
L50 - Chuva
Fina
44
43
42
41
40
-30 -25 -20 -15 -10 -5 0
5 10 15 20 25 30
Distância do eixo da linha (m)
Figura 4.2 - Valores de RA (chuva pesada e pouca chuva)
O valor máximo de intensidade de Ruído Audível no limite da faixa de segurança para a
situação de chuva fina foi de 41,77 dBA, sendo inferior ao limite estabelecido pela ANEEL
de 58 dBA.
4.4.3 Corona Visível
Os dados de entrada da ferramenta computacional adotada são apresentados no Anexo
IV. Os resultados dos cálculos encontram-se no Anexo V.
Esses valores devem ser inferiores aos valores do campo elétrico de início de corona
(PEEK), dado pela fórmula a seguir:
Ec RMS 

0,3 
.m. .1 
, kV / cm
2
 .r 

30
m - Fator de superfície do cabo adotado 0,82;
 - Densidade relativa do ar excedida em 90% do tempo 0,96;
r - Raio do condutor, 1,4795 cm.
O quadro a seguir mostra a comparação dos valores de gradiente:
Quadro 4.2
Gradientes superficiais
Gradiente máximo (kV/cm)
16,467
Gradiente de PEEK (kV/cm)
20,903
18/39
Lourenço J. N. Babá
CREA RJ-36084/D
Luiz Fernando Rufato
CREA-MG 16.918/D
Diretor de Construção
UHE BELO MONTE
Analisando o quadro verifica-se que o gradiente máximo calculado na superfície do
condutor representa 78,78% do gradiente crítico ou gradiente de Peek.
5. CONCLUSÕES
Os resultados dos estudos efetuados permitem as seguintes conclusões:
 Pelo critério mecânico de balanço dos cabos condutores, para um vão de 600 m, foi
verificado que o valor de 60 m para largura da faixa atende às distâncias de segurança;
 Para o paralelismo entre LTs de 500 kV, pelo critério mecânico de balanço dos cabos
condutores, para um vão de 600 m, foi verificado que o valor de 50 m atende às
distâncias de segurança;
 O valor de Rádio Interferência máximo calculado para 50% das condições atmosféricas
do ano foi de 31,63 dB a 30 m do eixo das LTs, inferior ao limite de 42 dB estabelecido
como critério pela ANEEL;
 Os valores de campo elétrico em condições normais de operação, a 1,5 m do solo, com
condutores a 12,5 m do solo, são inferiores aos limites estabelecidos pela ANEEL,
ficando em 1,35 kV/m no limite da faixa de servidão (onde o limite é de 4,17 kV/m) e
7,40 kV/m no interior desta faixa (onde o limite é de 8,33 kV/m);
 Os valores de campo elétrico em condições de emergência, a 1,5 m do solo, com
condutores a 11,9 m do solo, são inferiores aos limites estabelecidos pela ANEEL,
ficando em 1,32 kV/m no limite da faixa de servidão (onde o limite é de 4,17 kV/m) e
8,06 kV/m no interior desta faixa (onde o limite é de 8,33 kV/m);
 O campo magnético em condições normais de operação, a 1,5 m do solo, com
condutores a 12,5 m do solo, apresentou valores inferiores aos limites estabelecidos
pela ANEEL, ficando em 8,61 µT no limite da faixa de servidão (onde o limite é de
83,33 µT) e 41,58 µT no interior desta faixa (onde o limite é de 416,67 µT);
 O campo magnético em condições de emergência, a 1,5 m do solo, com condutores a
11,9 m do solo, apresentou valores inferiores aos limites estabelecidos pela ANEEL,
ficando em 8,75 µT no limite da faixa de servidão (onde o limite é de 83,33 µT) e 44,76
µT no interior desta faixa (onde o limite é de 416,67 µT);
 O valor calculado para Ruído Audível na condição de chuva fina, no limite da faixa de
segurança das LTs, foi de 41,77 dBA, sendo inferior ao limite estabelecido como critério
pela ANEEL de 58 dBA;
 Não haverá corona visível, pois o gradiente de campo elétrico superficial máximo dos
cabos condutores é inferior ao valor de gradiente de campo elétrico de início de corona
(PEEK).
19/39
Lourenço J. N. Babá
CREA RJ-36084/D
Luiz Fernando Rufato
CREA-MG 16.918/D
Diretor de Construção
UHE BELO MONTE
Quadro 5.1
Largura da faixa de servidão
Largura adota para a Faixa de Servidão
L (m)
60
6. REFERÊNCIAS
[1]
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 5422: Projeto de
Linhas de Aéreas de Transmissão de Energia Elétrica. Rio de Janeiro,1985;
[2]
1216/LT-5L-RL-0005 – LTs 500 kV Interligação CF Belo Monte - Xingu,
Carregamentos Devido ao Vento;
[3]
ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE. Transmission Line Reference Book
345kV and Above. Palo Alto, 1982;
[4]
BRASIL, Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL). Resolução Normativa Nº
398, de 23 de Março de 2010. Brasília, DF. 2010.
20/39
Lourenço J. N. Babá
CREA RJ-36084/D
Luiz Fernando Rufato
CREA-MG 16.918/D
Diretor de Construção
UHE BELO MONTE
ANEXOS
21/39
Lourenço J. N. Babá
CREA RJ-36084/D
Luiz Fernando Rufato
CREA-MG 16.918/D
Diretor de Construção
UHE BELO MONTE
ANEXO I – Dados de entrada do cálculo de campos elétrico e magnético
22/39
Lourenço J. N. Babá
CREA RJ-36084/D
Luiz Fernando Rufato
CREA-MG 16.918/D
Diretor de Construção
UHE BELO MONTE
Dados de Entrada para Regime de Operação
Dados das Torres
Limite Inferior de X
-30
Limite Superior de X
30
Incremento
1
Valor de Resistividade do Solo
500
Número de Pára-raios
2
Dados Condutor 1
Número de Subcondutores (m)
4
Distância entre Subcondutores (m)
0,457
Raio de Cada Subcondutor
14,795
Coordenada X do Condutor
-7,7
Coordenada Y do Condutor
12,5
Valor do módulo da Tensão de Fase (kV)
500
Valor do Ângulo de Tensão (°)
0
Módulo de Corrente
2820
Dados Condutor 2
Número de Subcondutores (m)
4
Distância entre Subcondutores (m)
0,457
Raio de Cada Subcondutor
14,795
Coordenada X do Condutor
0
Coordenada Y do Condutor
20
Valor do módulo da Tensão de Fase (kV)
500
Valor do Ângulo de Tensão (°)
120
Módulo de Corrente
2820
Dados Condutor 3
Número de Subcondutores (m)
4
Distância entre Subcondutores (m)
0,457
Raio de Cada Subcondutor
14,795
Coordenada X do Condutor
7,7
Coordenada Y do Condutor
12,5
Valor do módulo da Tensão de Fase (kV)
500
Valor do Ângulo de Tensão (°)
240
Módulo de Corrente
2820
Dados Condutor 4
Raio do Condutor
5,85
Coordenada X do Condutor
-6,15
23/39
Lourenço J. N. Babá
CREA RJ-36084/D
Luiz Fernando Rufato
CREA-MG 16.918/D
Diretor de Construção
UHE BELO MONTE
Coordenada Y do Condutor
24,63
Valor do módulo da Tensão de Fase (kV)
0
Valor do Ângulo de Tensão (°)
0
Módulo de Corrente
0
Dados Condutor 5
Raio do Condutor
7,35
Coordenada X do Condutor
6,15
Coordenada Y do Condutor
24,63
Valor do módulo da Tensão de Fase (kV)
0
Valor do Ângulo de Tensão (°)
0
Módulo de Corrente
0
24/39
Lourenço J. N. Babá
CREA RJ-36084/D
Luiz Fernando Rufato
CREA-MG 16.918/D
Diretor de Construção
UHE BELO MONTE
Dados de Entrada para Condições de Emergência
Dados das Torres
Limite Inferior de X
-30
Limite Superior de X
30
Incremento
1
Valor de Resistividade do Solo
500
Número de Pára-raios
2
Dados Condutor 1
Número de Subcondutores (m)
4
Distância entre Subcondutores (m)
0,457
Raio de Cada Subcondutor
14,795
Coordenada X do Condutor
-7,7
Coordenada Y do Condutor
11,9
Valor do módulo da Tensão de Fase (kV)
500
Valor do Ângulo de Tensão (°)
0
Módulo de Corrente
2820
Dados Condutor 2
Número de Subcondutores (m)
4
Distância entre Subcondutores (m)
0,457
Raio de Cada Subcondutor
14,795
Coordenada X do Condutor
0
Coordenada Y do Condutor
19,4
Valor do módulo da Tensão de Fase (kV)
500
Valor do Ângulo de Tensão (°)
120
Módulo de Corrente
2820
Dados Condutor 3
Número de Subcondutores (m)
4
Distância entre Subcondutores (m)
0,457
Raio de Cada Subcondutor
14,795
Coordenada X do Condutor
7,7
Coordenada Y do Condutor
11,9
Valor do módulo da Tensão de Fase (kV)
500
Valor do Ângulo de Tensão (°)
240
Módulo de Corrente
2820
Dados Condutor 4
Raio do Condutor
5,85
Coordenada X do Condutor
-6,15
25/39
Lourenço J. N. Babá
CREA RJ-36084/D
Luiz Fernando Rufato
CREA-MG 16.918/D
Diretor de Construção
UHE BELO MONTE
Coordenada Y do Condutor
24,03
Valor do módulo da Tensão de Fase (kV)
0
Valor do Ângulo de Tensão (°)
0
Módulo de Corrente
0
Dados Condutor 5
Raio do Condutor
7,35
Coordenada X do Condutor
6,15
Coordenada Y do Condutor
24,03
Valor do módulo da Tensão de Fase (kV)
0
Valor do Ângulo de Tensão (°)
0
Módulo de Corrente
0
26/39
Lourenço J. N. Babá
CREA RJ-36084/D
Luiz Fernando Rufato
CREA-MG 16.918/D
Diretor de Construção
UHE BELO MONTE
ANEXO II - VALORES DE CAMPO ELÉTRICO
27/39
Lourenço J. N. Babá
CREA RJ-36084/D
Luiz Fernando Rufato
CREA-MG 16.918/D
Diretor de Construção
UHE BELO MONTE
Valores de campo elétrico para o regime de operação a 12,5 m acima do solo
d(m) Campo Elétrico (kV/m)
d(m) Campo Elétrico (kV/m)
-30
1,35
1
3,07
-29
1,48
2
3,49
-28
1,62
3
4,16
-27
1,78
4
4,92
-26
1,96
5
5,67
-25
2,16
6
6,33
-24
2,39
7
6,85
-23
2,64
8
7,21
-22
2,93
9
7,39
-21
3,24
10
7,40
-20
3,59
11
7,26
-19
3,96
12
6,99
-18
4,38
13
6,63
-17
4,81
14
6,20
-16
5,27
15
5,74
-15
5,74
16
5,27
-14
6,20
17
4,81
-13
6,63
18
4,38
-12
6,99
19
3,96
-11
7,26
20
3,59
-10
7,40
21
3,24
-9
7,39
22
2,93
-8
7,21
23
2,64
-7
6,85
24
2,39
-6
6,33
25
2,16
-5
5,67
26
1,96
-4
4,92
27
1,78
-3
4,16
28
1,62
-2
3,49
29
1,48
-1
3,07
30
1,35
0
3,05
28/39
Lourenço J. N. Babá
CREA RJ-36084/D
Luiz Fernando Rufato
CREA-MG 16.918/D
Diretor de Construção
UHE BELO MONTE
Valores de campo elétrico para condições de emergência a 11,9 m acima do solo
d(m) Campo Elétrico (kV/m)
d(m) Campo Elétrico (kV/m)
-30
1,32
1
3,15
-29
1,45
2
3,65
-28
1,60
3
4,43
-27
1,76
4
5,30
-26
1,94
5
6,15
-25
2,15
6
6,90
-24
2,38
7
7,49
-23
2,65
8
7,88
-22
2,94
9
8,06
-21
3,27
10
8,04
-20
3,64
11
7,84
-19
4,05
12
7,50
-18
4,50
13
7,06
-17
4,98
14
6,55
-16
5,49
15
6,02
-15
6,02
16
5,49
-14
6,55
17
4,98
-13
7,06
18
4,50
-12
7,50
19
4,05
-11
7,84
20
3,64
-10
8,04
21
3,27
-9
8,06
22
2,94
-8
7,88
23
2,65
-7
7,49
24
2,38
-6
6,90
25
2,15
-5
6,15
26
1,94
-4
5,30
27
1,76
-3
4,43
28
1,60
-2
3,65
29
1,45
-1
3,15
30
1,32
0
3,13
29/39
Lourenço J. N. Babá
CREA RJ-36084/D
Luiz Fernando Rufato
CREA-MG 16.918/D
Diretor de Construção
UHE BELO MONTE
ANEXO III – VALORES DE INDUÇÃO MAGNÉTICA
30/39
Lourenço J. N. Babá
CREA RJ-36084/D
Luiz Fernando Rufato
CREA-MG 16.918/D
Diretor de Construção
UHE BELO MONTE
Valores de indução magnética para o regime de operação a 12,5 m acima do solo
d(m) Indução Magnética (µT) d(m) Indução Magnética (µT)
-30
8,61
1
41,58
-29
9,15
2
41,47
-28
9,73
3
41,20
-27
10,36
4
40,77
-26
11,05
5
40,14
-25
11,81
6
39,29
-24
12,64
7
38,22
-23
13,55
8
36,91
-22
14,54
9
35,40
-21
15,62
10
33,71
-20
16,81
11
31,89
-19
18,10
12
30,00
-18
19,51
13
28,09
-17
21,02
14
26,21
-16
22,66
15
24,39
-15
24,39
16
22,66
-14
26,21
17
21,02
-13
28,09
18
19,51
-12
30,00
19
18,10
-11
31,89
20
16,81
-10
33,71
21
15,62
-9
35,40
22
14,54
-8
36,91
23
13,55
-7
38,22
24
12,64
-6
39,29
25
11,81
-5
40,14
26
11,05
-4
40,77
27
10,36
-3
41,20
28
9,73
-2
41,47
29
9,15
-1
41,58
30
8,61
0
41,57
31/39
Lourenço J. N. Babá
CREA RJ-36084/D
Luiz Fernando Rufato
CREA-MG 16.918/D
Diretor de Construção
UHE BELO MONTE
Valores de indução magnética para condições de emergência a 11,9 m acima do solo
d(m) Indução Magnética (µT) d(m) Indução Magnética (µT)
-30
8,75
1
44,76
-29
9,31
2
44,65
-28
9,91
3
44,40
-27
10,57
4
43,96
-26
11,29
5
43,31
-25
12,09
6
42,41
-24
12,96
7
41,24
-23
13,91
8
39,79
-22
14,97
9
38,09
-21
16,12
10
36,18
-20
17,39
11
34,12
-19
18,78
12
31,98
-18
20,31
13
29,82
-17
21,96
14
27,71
-16
23,76
15
25,68
-15
25,68
16
23,76
-14
27,71
17
21,96
-13
29,82
18
20,31
-12
31,98
19
18,78
-11
34,12
20
17,39
-10
36,18
21
16,12
-9
38,09
22
14,97
-8
39,79
23
13,91
-7
41,24
24
12,96
-6
42,41
25
12,09
-5
43,31
26
11,29
-4
43,96
27
10,57
-3
44,40
28
9,91
-2
44,65
29
9,31
-1
44,76
30
8,75
0
44,74
32/39
Lourenço J. N. Babá
CREA RJ-36084/D
Luiz Fernando Rufato
CREA-MG 16.918/D
Diretor de Construção
UHE BELO MONTE
ANEXO IV - DADOS DE ENTRADA PARA OS CÁLCULOS DE
CORONA VISÍVEL, RUÍDO AUDÍVEL E RÁDIO INTERFERÊNCIA
33/39
Lourenço J. N. Babá
CREA RJ-36084/D
Luiz Fernando Rufato
CREA-MG 16.918/D
Diretor de Construção
UHE BELO MONTE
Dados de Entrada para Corona Visível e Ruído Audível
Dados das Torres
Limite Inferior de X
-30
Limite Superior de X
30
Incremento
1
Valor de Resistividade do Solo
500
Número de Pára-raios
2
Dados Condutor 1
Número de Subcondutores (m)
4
Distância entre Subcondutores (m)
0,457
Raio de Cada Subcondutor
14,795
Coordenada X do Condutor
-7,7
Coordenada Y do Condutor
33
Valor do módulo da Tensão de Fase (kV)
550
Valor do Ângulo de Tensão (°)
0
Módulo de Corrente
2820
Dados Condutor 2
Número de Subcondutores (m)
4
Distância entre Subcondutores (m)
0,457
Raio de Cada Subcondutor
14,795
Coordenada X do Condutor
0
Coordenada Y do Condutor
40,5
Valor do módulo da Tensão de Fase (kV)
550
Valor do Ângulo de Tensão (°)
120
Módulo de Corrente
2820
Dados Condutor 3
Número de Subcondutores (m)
4
Distância entre Subcondutores (m)
0,457
Raio de Cada Subcondutor
14,795
Coordenada X do Condutor
7,7
Coordenada Y do Condutor
33
Valor do módulo da Tensão de Fase (kV)
550
Valor do Ângulo de Tensão (°)
240
Módulo de Corrente
2820
Dados Condutor 4
Raio do Condutor
5,85
Coordenada X do Condutor
-6,15
34/39
Lourenço J. N. Babá
CREA RJ-36084/D
Luiz Fernando Rufato
CREA-MG 16.918/D
Diretor de Construção
UHE BELO MONTE
Coordenada Y do Condutor
45,13
Valor do módulo da Tensão de Fase (kV)
0
Valor do Ângulo de Tensão (°)
0
Módulo de Corrente
0
Dados Condutor 5
Raio do Condutor
7,35
Coordenada X do Condutor
6,15
Coordenada Y do Condutor
45,13
Valor do módulo da Tensão de Fase (kV)
0
Valor do Ângulo de Tensão (°)
0
Módulo de Corrente
0
Dados de Entrada para Rádio Interferência
Número de Subcondutores
4
Espaçamento Subcondutores (m)
0,457
Tensão (kV)
550
Diâmetro do condutor (mm)
29,59
Diâmetro do condutor pára raio (mm)
14,7
Distância do eixo (m)
30
Densidade relativa do ar (média)
0,97
Resistividade do solo
500
Gradientes nas fases (kV/cm)
Localização horizontal dos condutores
(m)
Localização vertical dos condutores (m)
14,851 16,467 14,851
-7,7
0
7,7
33
40,5
33
Angulos das fases
0
120
240
Localização horizontal dos pára-raios
-6,15
6,15
Localização vertical dos pára-raios
45,13
45,13
35/39
Lourenço J. N. Babá
CREA RJ-36084/D
Luiz Fernando Rufato
CREA-MG 16.918/D
Diretor de Construção
UHE BELO MONTE
ANEXO V – GRADIENTE NA SUPERFÍCIE DO CONDUTOR E
NÍVEIS DE RÁDIO-INTERFERÊNCIA
36/39
Lourenço J. N. Babá
CREA RJ-36084/D
Luiz Fernando Rufato
CREA-MG 16.918/D
Diretor de Construção
UHE BELO MONTE
Valores de gradientes
Fase
A
B
C
Gradientes (kVRMS/cm)
14,851
16,467
14,851
Valores de RI
d (m)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
Chuva Pesada
58,48
58,38
58,28
58,16
58,03
57,90
57,75
57,60
57,45
57,28
57,11
56,94
56,76
56,57
56,39
56,20
56,00
55,81
55,61
55,45
55,32
55,20
55,07
54,93
54,80
54,66
54,52
54,38
54,23
54,08
Condutor Molhado Tempo Bom
50,84
33,84
50,75
33,75
50,64
33,64
50,52
33,52
50,40
33,40
50,26
33,26
50,12
33,12
49,97
32,97
49,81
32,81
49,65
32,65
49,49
32,49
49,41
32,41
49,32
32,32
49,23
32,23
49,13
32,13
49,02
32,02
48,92
31,92
48,80
31,80
48,69
31,69
48,57
31,57
48,44
31,44
48,32
31,32
48,19
31,19
48,05
31,05
47,92
30,92
47,78
30,78
47,64
30,64
47,50
30,50
47,35
30,35
47,20
30,20
37/39
Lourenço J. N. Babá
CREA RJ-36084/D
Luiz Fernando Rufato
CREA-MG 16.918/D
Diretor de Construção
UHE BELO MONTE
ANEXO VI- VALORES DE RUÍDO AUDÍVEL
38/39
Lourenço J. N. Babá
CREA RJ-36084/D
Luiz Fernando Rufato
CREA-MG 16.918/D
Diretor de Construção
UHE BELO MONTE
Valores de Ruído Audível (chuva pesada e chuva fina)
d(m)
-30
Ruído Audível (dBA)
L5 - Chuva
L50 - Chuva
Pesada
Fina
47,68
41,77
d(m)
1
Ruído Audível (dBA)
L5 - Chuva
L50 - Chuva
Pesada
Fina
49,00
43,09
-29
47,75
41,84
2
49,00
43,08
-28
47,83
41,91
3
48,99
43,07
-27
47,90
41,98
4
48,98
43,06
-26
47,97
42,05
5
48,96
43,04
-25
48,03
42,12
6
48,94
43,02
-24
48,10
42,18
7
48,92
43,00
-23
48,17
42,25
8
48,89
42,97
-22
48,23
42,31
9
48,86
42,95
-21
48,29
42,37
10
48,83
42,91
-20
48,35
42,43
11
48,80
42,88
-19
48,41
42,49
12
48,76
42,84
-18
48,47
42,55
13
48,72
42,80
-17
48,52
42,60
14
48,67
42,75
-16
48,57
42,66
15
48,62
42,70
-15
48,62
42,70
16
48,57
42,66
-14
48,67
42,75
17
48,52
42,60
-13
48,72
42,80
18
48,47
42,55
-12
48,76
42,84
19
48,41
42,49
-11
48,80
42,88
20
48,35
42,43
-10
48,83
42,91
21
48,29
42,37
-9
48,86
42,95
22
48,23
42,31
-8
48,89
42,97
23
48,17
42,25
-7
48,92
43,00
24
48,10
42,18
-6
48,94
43,02
25
48,03
42,12
-5
48,96
43,04
26
47,97
42,05
-4
48,98
43,06
27
47,90
41,98
-3
48,99
43,07
28
47,83
41,91
-2
49,00
43,08
29
47,75
41,84
-1
49,00
43,09
30
47,68
41,77
0
49,00
43,09
Lourenço J. N. Babá
CREA RJ-36084/D
39/39