Avaliação da suscetibilidade de falhas em estruturas metálicas de linhas de transmissão

Abstract

Resumo: Linhas de transmissão aéreas estão expostas a diversos riscos associados ao meio, às alterações de características construtivas e às variações climáticas. Muitas vezes, estes riscos podem trazer sérios danos, incorrendo em quedas de estruturas. A queda de uma estrutura pode causar a interrupção do fornecimento de energia de uma localidade por longo período, bem como gera custos associados na reconstrução de trechos do sistema elétrico, no lucro cessante da concessionária e em indenizações decorrentes da falta de energia. Devido à importância das linhas aéreas, uma análise quantitativa de suas características com o intuito de identificá-las e mitigá-las tem muito a contribuir para o planejamento, operação e manutenção de linhas. Portanto, este trabalho tem como objetivo avaliar a suscetibilidade das estruturas quanto a quedas a partir da análise de bancos de dados de estruturas e de informações sobre as que sofreram danos utilizando a Teoria de Conjuntos Aproximados (Rough Sets) e o Método de Regressão Logística. A partir da aplicação destas técnicas, pretendese extrair conhecimento sobre quais parâmetros e variáveis influenciam o comportamento mecânico das linhas em operação e podem ser utilizados para diagnosticar possíveis quedas de torres. Estas informações podem se tornar uma base para direcionar os investimentos de reforço de estruturas, evitando a ocorrência de longos desligamentos e altos custos por decorrência de danos em torres de linhas de transmissão. Os resultados são obtidos utilizando o histórico de duas mil estruturas metálicas atualmente em operação no estado do Paraná, a partir das quais se geram regras a fim de identificar a suscetibilidade das estruturas quanto a quedas. A partir dos resultados encontrados é possível fazer uma comparação entre os métodos e concluir sobre sua capacidade de apresentar dados suficientes para a realização de projetos de melhorias nas estruturas apontadas.

Abstract: Overhead transmission lines are exposed to several risks associated with its surroundings, changes in design characteristics and climatic variations. Many times, these risks can lead to serious damages, incurring in drop towers. The fall of one structure can cause the interruption of energy during long time and costs associated with reconstruction of parts of the electric system, stopped gains and indemnifies elapsed by energy failure. Due the importance of the overhead transmission lines, a quantitative analysis of their characteristics in order to identify and mitigate them has much to contribute to the planning, operation and maintenance. So, this work has as objective the evaluation of the susceptibility of the structures to suffer mechanical efforts above the projected, which can lead to their fall. It is made taking the data base of the structures and information about the ones that had suffered damages and using the Rough Sets Theory and the Regression Logistic Method to extract knowledge about what parameters and variables influence the mechanic behavior of the operation lines and can be applied to diagnose possible dropped towers. This information can become a base to direct the investments to reinforce the structures, to prevent disconnections provoked by damages in towers avoiding long times without electricity and great costs due damages in lines transmission towers.The results are obtained using the history of two thousand steel structures currently operating in the state of Parana, from which rules are generated to identify the susceptibility of fall. With the founded results it is possible to realize a comparison between methods and conclude about their capacities to show enough data to define projects of improvement of the selected structures.