BRPI0708530A2

BRPI0708530A2 - instalação de cabos de transmissão elétrica emendados

Info

Publication number: BRPI0708530A2
Application number: BRPI0708530-3A
Authority: BR
Inventors: Colin Mccullough; Herve E Deve; Todd N Staffaroni
Original assignee: 3M Innovative Properties Co
Priority date: 2006-03-07
Filing date: 2007-02-16
Publication date: 2011-05-31
Also published as: WO2007102976A1; CA2643852A1; JP2009529313A; EP1992053A4; JP5344933B2; US20080128667A1; EP1992053A1; US7882630B2; KR20080106224A; US20070209203A1; CN101395776B; US7353602B2; CN101395776A; KR101323915B1; CA2643852C; RU2372697C1

Abstract

INSTALAçãO DE CABOS DE TRANSMISSãO ELéTRICA EMENDADO. A presente invenção refere-se a um método para instalação de um cabo de transmissão elétrica que inclui o fornecimento de um cabo de transmissão elétrica que se estende a partir de uma primeira extremidade até uma segunda extremidade. O cabo inclui uma emenda flexível de tensão integral entre a primeira extremidade e a segunda extremidade. Adicionalmente, o cabo de transmissão elétrica inclui pelo menos um fio compásito. Adicionalmente, a emenda flexível de tensão integral é puxada sobre um primeiro conjunto de roldanas.

Description

"INSTALAÇÃO DE CABOS DE TRANSMISSÃO ELÉTRICA EMENDADOS"

ANTECEDENTES

Fios compostos incluem, tipicamente, um material de matriz reforçado com fibras subs-tancialmente contínuas que se estendem longitudinalmente. Exemplos de fios compostos inclu-em um material de matriz metálico ou polimérico reforçado com fibras (por exemplo, fibras decarbono e cerâmicas). O uso de alguns fios compostos em cabos suspensos de transmissão deenergia elétrica é de particular interesse. Diversas modalidades de tais fios podem fornecer mai-or transferência de energia do que cabos de transmissão tradicionais e têm, por meio disso,permitido o aumento da capacidade de transferência de energia em infra-estruturas de trans-missão elétrica existentes.

Durante a instalação, o cabo de transmissão é tipicamente fornecido em um carre-tei de fornecimento e é puxado a partir do carretei sobre uma série de roldanas suspensasem torres de suspensão. Precauções são tomadas ao se puxar ou, de outro modo, tensio-nar o cabo sobre a seqüência de roldanas, para evitar flexão do cabo a um raio menor queo raio de flexão mínimo, uma vez que tensão excessiva durante a flexão do cabo poderesultar em danos ao núcleo do cabo, por exemplo. Geralmente, a quantidade de flexãoque é tolerada diminui conforme a tensão do cabo aumenta. A resistência a flexão mínimade cabos de transmissão que incluem fios compósitos, entretanto, é tipicamente mais altado que a de cabos de transmissão tradicionais que não utilizam fios compósitos.

Adicionalmente, cabos de transmissão elétrica não estão disponíveis em comprimen-tos infinitos, e desse modo, uma série de cabos de transmissão elétrica é periodicamente co-nectado extremidade-a-extremidade (isso é, emendado), de modo a fornecer uma extensãosuficientemente longa ao cabo. É desejável que as emendas feitas em um cabo de transmis-são elétrica instalado sejam emendas de tensão integral. Adicionalmente, é desejável conectaras extremidades de uma série de cabos com emendas de tensão integral antes de se puxar ocabo de transmissão sobre a seqüência de roldanas.

Emendas usadas para cabos de transmissão elétrica convencionais contendo nú-cleo do fios de aço são, tipicamente, emendas de compactação rígidas formadas por tubula-ções de alumínio e aço. A rigidez de tais emendas de compactação previne que as emendassejam puxadas sobre roldanas sem um alto risco de permanentemente flexionar, deformar,ou, de outro modo, causar dano à tensão da própria emenda, ou um risco de danificar o ca-bo emendado, por exemplo onde ele faz a transição para a emenda rígida. Em particu-lar,"pontos de contração," ou outros pontos de flexão de raio pequeno se formam nas extre-midades da emenda rígida, aumentando, por meio disso, o alto risco de dano ao cabo detransmissão.

De modo a reduzir tais efeitos, uma proteção para emenda formada por um tubo dealumínio com coxins de borracha em cada extremidade do tubo é, às vezes, disposta sobreessas emendas rígidas para ajudar a reduzir o dano à emenda rígida e aos cabos emenda-dos com núcleo de aço. Entretanto, essa prática é raramente usada em conjunto com cabosde núcleo de aço, devido a um risco de dano restante.

Emendas mais flexíveis com tensão integral, como emendas pré-formadas, têm sidousadas para conectar fios compósitos. Entretanto, métodos para se puxar tais emendas flexí-veis de tensão integral sobre seqüências de roldanas não foram anteriormente reconhecidosou empregados Em particular, ao invés de se puxar uma emenda flexível de tensão integralsobre as roldanas, um cabo completo é puxado sobre as roldanas e é, então, emendado. Ou-tros métodos para se conectar cabos de fios compósitos durante a instalação são emprega-dos, como o uso de emendas de malha metálica temporárias, também descritas como emen-das de revestimento, para fornecer uma conexão mecânica temporária entre os comprimentosde cabos de transmissão elétrica, enquanto o cabo de transmissão está sendo esticado sobrea seqüência de roldanas.

As conexões formadas usando-se essas emendas de malha metálica têm uma for-ça relativamente baixa em comparação com as resistências à ruptura nominais do própriocabo e não fornecem nenhuma conexão elétrica. Adicionalmente, mesmo com esse tipo deconexão por emendas de malha metálica, existem limites quanto ao ângulo, tensão e diâme-tro das roldanas através dos quais conexões de emendas de malha metálica e comprimen-tos de cabo conectados podem ser puxados de maneira eficaz numa posição sobre a se-qüência de roldanas. Por exemplo, dano ao cabo nas bordas da emenda de malha metálicaé possível durante a instalação.

Após o posicionamento do cabo de transmissão sobre as roldanas, as emendas demalha metálica são, tipicamente, substituídas por emendas permanentes de tensão integralusadas para unir os comprimentos de cabo. Entretanto, instalação posterior das emendasapós o posicionamento do cabo de transmissão adiciona etapas de instalação (incluindoequipamento, tempo e outros custos adicionais) e pode ser problemático, por exemplo, emlugares onde o instalador não tem o campo de acesso necessário para instalar o meio daemenda entre comprimentos do cabo.

SUMÁRIO

Um aspecto da invenção aqui descrito fornece um método de instalação de um cabode transmissão elétrica. Em uma modalidade, de acordo com a presente invenção, um métodopara instalação de um cabo de transmissão elétrica inclui o fornecimento de um primeiro caboincluindo pelo menos um fio compósito. O primeiro cabo tem uma primeira extremidade e umasegunda extremidade. Um segundo cabo também é fornecido. O segundo cabo inclui pelomenos um fio compósito. O segundo cabo tem, também, uma primeira extremidade e umasegunda extremidade. Cada um dos fios compósitos do primeiro e do segundo cabo incluiuma pluralidade de fibras de material de matriz substancialmente contínuas, que se estendemlongitudinalmente. A segunda extremidade do primeiro cabo é unida à primeira extremidadedo segundo cabo, usando-se uma emenda flexível de tensão integral. A primeira extremidadedo primeiro cabo é guiada sobre o primeiro conjunto de roldanas e é puxada sobre o primeiroconjunto de roldanas até a segunda extremidade do primeiro cabo.

Em outra modalidade, de acordo com a presente invenção, um método para instalaçãode um cabo de transmissão elétrica inclui o fornecimento de um cabo de transmissão elétricaque se estende a partir de uma primeira extremidade até uma segunda extremidade. O caboinclui uma emenda flexível de tensão integral entre a primeira extremidade e a segunda extremi-dade. O cabo de transmissão elétrica inclui pelo menos duas fibras substancialmente contínuas,posicionadas longitudinalmente numa matriz. Adicionalmente, a emenda flexível de tensão inte-gral é puxada sobre um primeiro conjunto de roldanas.

Surpreendentemente, Requerentes descobriram a habilidade de se instalar, por meiode um conjunto de roldanas, um cabo de transmissão elétrica contendo emendas flexíveis detensão integral, sendo que o cabo inclui pelo menos duas fibras substancialmente contínuas,posicionadas longitudinalmente numa matriz, com nenhum dano significativo ao cabo e à e-menda.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

A presente invenção será descrita em detalhes com relação aos desenhos em ane-xo, sendo que números de referência similares referem-se a partes similares nas diversasvistas, e sendo que:

A Figura 1 é uma vista esquemática de um método de instalação de um cabo detransmissão elétrica, de acordo com uma modalidade exemplificadora da invenção.

As Figuras 2A a 2C ilustram uma emenda flexível de tensão integral exemplificado-ra, a partir de uma vista anterior.

As Figuras 3 e 4 são seções transversais esquemáticas de duas modalidades e-xemplificadoras de cabos de transmissão de energia elétrica suspensos contendo núcleosde fios compósitos.

A Figura 5 é uma vista de extremidade de uma modalidade exemplificadora de umcabo trançado com meios de sustentação ao redor de uma pluralidade de filamentos.

A Figura 6 é uma vista de extremidade de uma modalidade exemplificadora de umcabo de transmissão elétrica.

A Figura 7 é uma vista esquemática de um aparelho ultra-sônico de infiltração e-xemplificador, usado para se infiltrar fibras com metais fundidos, de acordo com a presenteinvenção.

As Figuras 8, 8A e 8B são vistas esquemáticas de um aparelho de torção exempli-ficador, usado para se fazer um cabo, de acordo com a presente invenção.

A Figura 9 é uma vista esquemática de um aparelho de teste exemplificador paraemendas de teste puxadas sobre roldanas de teste, de acordo com a presente invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA

Na seguinte Descrição Detalhada, referência é feita aos desenhos em anexo, quefazem parte da mesma, e em que é mostrado por meio de ilustrações específicas modali- dades em que a invenção pode ser praticada. Sob este aspecto, a terminologia direcional,como "topo," "fundo," "frontal," "posterior," "inicial," "final," etc., é usada com relação à ori-entação da(s) Figura(s) descrita(s). Já que os componentes das modalidades da presenteinvenção podem ser posicionados em diversas orientações diferentes, a terminologia dire-cional é usada para propósitos ilustrativos, não sendo jamais limitadora. Deve-se compre-ender que outras modalidades podem ser utilizadas e alterações estruturais ou lógicaspodem ser feitas sem divergir do escopo da presente invenção. Portanto, a descrição deta-lhada a seguir não deve ser adotada em caráter limitativo, e o escopo da presente inven-ção é definido pelas reivindicações em anexo.

Com referência à Figura 1, ela mostra um sistema de instalação de cabos 10 e-xemplificador para seqüenciamento do cabo de transmissão 12 em uma configuração sus-pensa. O sistema 10 inclui um tensionador 14 para alimentação do cabo de transmissão12 sob tensão, um primeiro conjunto de roldanas 16 mantido por uma primeira torre desuspensão 18, um segundo conjunto de roldanas 20 mantido por uma segunda torre desuspensão 22, e um puxador 24 para se puxar o cabo de transmissão 12 a partir do tensi-onador 14 e sobre o primeiro e o segundo conjunto de roldanas 16, 20. Enquanto apenasdois conjuntos de roldanas são mostrados, deve-se compreender que o sistema 10 inclui,opcionalmente, qualquer número desejado de conjuntos de roldanas adicionais, mantidospor torres de suspensão correspondentes ou outras estruturas adequadas.

Em uma modalidade exemplificadora, o cabo de transmissão 12 inclui um primeiro ca-bo 26, um segundo cabo 28 e um terceiro cabo 30. O cabo de transmissão 12 inclui, também,uma primeira emenda 32 unindo o primeiro e o segundo cabo 26, 28, e uma segunda emenda34 unindo o segundo e o terceiro cabo 28, 30. O primeiro cabo 26 se estende a partir de umaextremidade inicial 36 presa por um puxador 24 a extremidade final 38 parcialmente disposta naprimeira emenda 32. O segundo cabo 28 se estende a partir da extremidade inicial 40, dispostaparcialmente na primeira emenda 32 até a extremidade final 42, disposta parcialmente na se-gunda emenda 34. O terceiro cabo 30 se estende de maneira similar a partir da extremidadeinicial 44 disposta parcialmente na segunda emenda 34 até a extremidade final 46, presa pelotensionador 14. Em uma modalidade exemplificadora, o primeiro, o segundo e o terceiro cabo26, 28, 30 têm pelo menos cerca de 300 metros (cerca de 980 pés) de comprimento cada, ape-sar de que outras dimensões são contempladas. Em algumas modalidades, o primeiro, o se-gundo e o terceiro cabo 26, 28 e 30 têm pelo menos cerca de 305, 610, 914, 1.219, 1.524,1.829, 2.164, 2.438, 2.743 metros, (1.000, 2.000, 3.000, 4.000, 5.000, 6.000, 7.000, 8.000,9.000 pés), ou mesmo pelo menos cerca de 3.048 metros (10.000 pés) de comprimento cada.

Adicionalmente, e conforme será descrito com mais detalhes abaixo, com referên-cia às Figuras 3 a 6, um cabo de transmissão, incluindo o primeiro, o segundo e o terceirocabo, inclui pelo menos um fio compósito que inclui uma pluralidade de fibras de reforço dematerial de matriz substancialmente contínuas, que se estendem longitudinalmente.

Tipicamente a fração do núcleo (ou seja, a fração de núcleo em relação ao cabocompleto, conforme expresso em relação à seção transversal do cabo como uma área de fra-ção do núcleo para o cabo completo) está na faixa de cerca de 5% a 30%. Em algumas moda-lidades a fração do núcleo em relação ao cabo inteiro é de pelo menos 2%, pelo menos 5%,8%, 10%, 12%, 15%, 18%, 20%, 22%, 25%, 30%, 35%, 40%, 45%, 50%, ou mesmo pelo me-nos 60%.

Materiais de matriz exemplificadores incluem materiais de matriz metálicos, comoalumínio, titânio, zinco, estanho, magnésio e ligas dessas substâncias (por exemplo, umaliga de alumínio e cobre), e materiais de matriz poliméricos como epóxis, ésteres, ésteresvinílicos, poliimidas, poliésteres, ésteres de cianato, resinas fenólicas, resinas de bismalei-mida e termoplásticos.

Exemplos de fibras contínuas (ou seja, tendo um comprimento que é relativamente infi-nito quando comparado ao diâmetro médio da fibra) adequadas para fabricação de fios compó-sitos incluem fibras de aramida, fibras de boro, fibras de carbono, fibras cerâmicas, fibras degrafite, fibras de poli(p-fenileno-2,6-benzisoxazol), fibras de tungstênio, e fibras de liga com me-mória de formato (ou seja, uma liga metálica que passa por uma transformação martensítica, demodo que a liga metálica é deformável por um mecanismo de união abaixo da temperatura detransformação, sendo que tal deformação é reversível quando a estrutura dupla retoma a suafase original, através de aquecimento acima da temperatura de transformação). Fibras cerâmi-cas incluem vidro, fibras de carbureto de silício e fibras de oxido de cerâmica. Tipicamente, asfibra cerâmicas são cerâmicas cristalinas (ou seja, exibem um padrão da difração de raios X porpó discernível) e/ou uma mistura de cerâmicas cristalinas e vidro (ou seja, uma fibra pode conterambas fases cerâmica cristalina e vítrea), apesar de que elas podem, também, ser de vidro. Emalgumas modalidades, a fibra é pelo menos 50 (em algumas modalidades, pelo menos 55, 60,65, 70, 75, 80, 85, 90, 95, 96, 97, 98, 99, ou mesmo 100) por cento, em peso, cristalina. Exem-plos de fibras de óxidos de cerâmica cristalina adequados incluem fibras refratárias como fibrasde alumina, fibras de aluminossilicato, fibras de alumínio borato, fibras de alumínio borosilicato,fibras de zircônia-sílica, e combinações dos mesmos.

Em algumas modalidades, é desejável que as fibras compreendam, pelo menos,40 (em algumas modalidades, pelo menos 50, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95, 96, 97, 98,99, ou mesmo 100) %, por volume de AI2O3, com base no volume total da fibra. Em algu-mas modalidades, é desejável que as fibras estejam compreendidas em uma faixa de 40 a70 (em algumas modalidades, em uma faixa de 55 a 70, ou mesmo 55 a 65) %, por volu-me de AI2O3, com base no volume total da fibra.

Adicionalmente, fibras de vidro exemplificadoras estão disponíveis, por exemplo,junto à Corning Glass, Corning, NY, EUA. Tipicamente, as fibras de vidro contínuas têm umdiâmetro médio da fibra na faixa de cerca de 3 micrômetros a cerca de 19 micrômetros. Emalgumas modalidades, as fibras de vidro têm uma resistência à tração média de pelo menos3 GPa, 4 GPa e/ou mesmo pelo menos 5 GPa. Em algumas modalidades, as fibras de vidrotêm um módulo na faixa de cerca de 60 GPa a 95 GPa, ou cerca de 60 GPa a cerca de90 GPa.

As fibras de alumina são descritas, por exemplo, nas Patentes U.S. N0 4.954.462(Wood et al.) e 5.185.299 (Wood et al.). Em algumas modalidades, as fibras de alumina sãofibras policristalinas de alumina alfa, e compreendem, em uma base óxida teórica, mais que99 por cento, em peso, de AI2O3 e 0,2 a 0,5 por cento, em peso, de SiO2, com base no pesototal das fibras de alumina. Em um outro aspecto, algumas fibras policristalinas de aluminaalfa desejáveis compreendem alumina alfa com um tamanho de grão médio menor quemicrômetro (ou mesmo, em algumas modalidades, menor que 0,5 micrômetro). Em um outroaspecto, em algumas modalidades, as fibras policristalinas de alumina alfa têm uma resistên-cia à tração média de, pelo menos, 1,6 GPa (em algumas modalidades, pelo menos, 2,1 GPa,ou mesmo, pelo menos, 2,8 GPa), conforme determinado de acordo com o teste de resistên-cia à tração descrito na patente U.S. N0 6.460.597 (McCuIIough et al.). As fibras de aluminaalfa exemplificadoras são comercializadas sob a designação comercial de "NEXTEL 610" jun-to à 3M Company, St. Paul, MN, EUA.

As fibras de aluminosilicato são descritas, por exemplo, na patente U.S. N0 4.047.965(Karst et al). As fibras de alumino silicato exemplificadoras são comercializadas sob a desig-nação comercial de "NEXTEL 440", "NEXTEL 550" e "NEXTEL 720" junto à 3M Company deSt. Paul, MN1 EUA.

As fibras de alumínio borato e alumínio borosilicato são descritas, por exemplo, napatente U.S. N0 3.795.524 (Sowman). As fibras de alumínio borosilicato exemplificadorassão comercializadas sob a designação comercial de "NEXTEL 312" junto à 3M Company.

As fibras de zircônia-sílica exemplificadoras são descritas, por exemplo, na patenteU.S. N0 3.795.524 (Sowman).

Tipicamente, as fibras cerâmicas contínuas têm um diâmetro médio da fibra de pelomenos cerca de 5 micrômetros, mais tipicamente, em uma faixa de cerca de 5 micrômetros acerca de 20 micrômetros; e, em algumas modalidades, na faixa de cerca de 5 micrômetros acerca de 15 micrômetros.

Tipicamente, as fibras cerâmicas estão em estopas. As estopas são conhecidas natécnica de fibra e tipicamente incluem, em geral, uma pluralidade de fibras não-torcidas (indivi-duais) (tipicamente pelo menos 100 fibras, mais tipicamente pelo menos 400 fibras). Em algu-mas modalidades, as estopas compreendem pelo menos 780 fibras individuais por estopa e, emalguns casos, pelo menos 2600 fibras individuais por estopa ou pelo menos 5200 fibras indivi-duais por estopa. Estopas de várias fibras cerâmicas estão disponíveis em uma variedade decomprimentos, incluindo 300 metros, 500 metros, 750 metros, 1000 metros, 1500 metros e maislongas. As fibras podem ter um formato em seção transversal que seja circular, elíptico ou noformato de osso canino.

Fibras de boro exemplificadoras estão disponíveis comercialmente, por exemplo,junto à Textron Specialty Fibers, Inc. de Lowell, MA. Tipicamente, tais fibras têm um com-primento da ordem de pelo menos 50 metros, e podem ter comprimentos da ordem de atéquilômetros ou mais. Tipicamente, as fibras de boro contínuas têm um diâmetro médio defibra na faixa de cerca de 80 micrômetros a cerca de 200 micrômetros. Mais tipicamente, odiâmetro médio da fibra não é maior que 150 micrômetros, mais tipicamente, situam-se nafaixa de 95 micrômetros a 145 micrômetros. Em algumas modalidades, as fibras de boro têmuma resistência à tração média de pelo menos 3 GPa, e/ou pelo menos 3,5 GPa. Em algu-mas modalidades, as fibras de boro têm um módulo na faixa de cerca de 350 GPa a cercade 450 GPa1 ou mesmo na faixa de cerca de 350 GPa a cerca de 400 GPa.

Adicionalmente, fibras de carbureto de silício exemplificadoras são comercializadas,por exemplo, pela COI Ceramics de San Diego, CA, sob a designação comercial "NICALON"em estopas de 500 fibras, pela Ube Industries do Japão, sob a designação comercial"TYRANNO", e pela Dow Corning de Midland, Ml, EUA, sob a designação comercial"SYLRAMIC".

Fibras de monofilamento de carbureto de silício exemplificadoras são comercializa-das, por exemplo, pela Specialty Materials, Inc., Lowell, MA, sob as designações comerciais"SCS-9", "SCS-6" e "Ultra-SCS".

Fibras de carbono estão disponíveis, por exemplo, junto à Amoco Chemicals de Al-pharetta, GA, sob a designação comercial "THORNEL CARBON", em estopas de 2.000,4.000, 5.000 e 12.000 fibras, Hexcel Corporation de Stamford, CT, EUA, junto à Grafil, Inc.de Sacramento, CA, EUA (uma subsidiária da Mitsubishi Rayon Co.) sob a designação co-mercial "PYROFIL", junto à Toray de Tóquio, Japão, sob a designação comercial"TORAYCA", junto à Toho Rayon do Japão, Ltd., sob a designação comercial "BESFIGHT",junto à Zoltek Corporation de St. Louis, MO, EUA, sob a designação comercial "PANEX" e"PYRON", e junto à Inco Special Products de Wyckoff, NJ, EUA (fibras de carbono cobertaspor níquel), sob a designação comercial "12K20" e "12K50". Tipicamente, as fibras de car-bono contínuas têm um diâmetro médio da fibra na faixa de cerca de 4 micrômetros a cercade 12 micrômetros, cerca de 4,5 micrômetros a cerca de 12 micrômetros, ou mesmo cercade 5 micrômetros a cerca de 10 micrômetros.Fibras de grafita exemplificadoras são comercializadas, por exemplo, pela BP Amocode Alpharetta1 GA1 sob a designação comercial "T-300", em maços de 1.000, 3.000 e 6.000fibras. Tipicamente, tais fibras têm um comprimento da ordem de pelo menos 50 metros, epodem ter comprimentos da ordem de até quilômetros ou mais. Tipicamente, as fibras de gra-fite contínuas têm um diâmetro médio da fibra na faixa de cerca de 4 micrômetros a cerca de12 micrômetros, cerca de 4,5 micrômetros a cerca de 12 micrômetros, ou mesmo cerca de5 micrômetros a cerca de 10 micrômetros. Em algumas modalidades, as fibras de grafite têmuma resistência à tração média de pelo menos 1,5 GPa, 2 GPa1 3 GPa ou mesmo pelo menos4 GPa. Em algumas modalidades, as fibras de grafite têm um módulo na faixa de cerca de200 GPa a cerca de 1.200 GPa, ou mesmo cerca de 200 GPa a cerca de 1.000 GPa.

Fibras de tungstênio exemplificadoras estão disponíveis, por exemplo, junto à Cali-fórnia Fine Wire Company, Grover Beach, CA. Tipicamente, tais fibras têm um comprimentoda ordem de pelo menos 50 metros, e podem ter comprimentos da ordem de até quilômetrosou mais. Tipicamente, as fibras de tungstênio contínuas têm um diâmetro médio da fibra nafaixa de cerca de 100 micrômetros a cerca de 500 micrômetros, cerca de 150 micrômetros acerca de 500 micrômetros, ou mesmo de cerca de 200 micrômetros a cerca de400 micrômetros. Em algumas modalidades, as fibras de tungstênio têm uma resistência àtração média de pelo menos 0,7 GPa, 1 GPa, 1,5 GPa, 2 GPa1 ou mesmo pelo menos2,3 GPa. Em algumas modalidades, as fibras de tungstênio têm um módulo maior que400 GPa a aproximadamente não mais que 420 GPa1 ou mesmo não mais que 415 GPa.

Fibras de liga com memória de formato exemplificadoras estão disponíveis, por e-xemplo, junto à Johnson Matthey, West Whiteland, PA. Tipicamente, tais fibras têm um com-primento da ordem de pelo menos 50 metros, e podem ter comprimentos da ordem de atéquilômetros ou mais. Tipicamente, as fibras contínuas de liga com memória de formato têmum diâmetro médio da fibra na faixa de cerca de 50 micrômetros a cerca de 400 micrômetros,cerca de 50 a cerca de 350 micrômetros, ou mesmo cerca de 100 micrômetros a300 micrômetros, Em algumas modalidades, as fibras de liga com memória de formato têmuma resistência à tração média de pelo menos 0,5 GPa e/ou mesmo pelo menos 1 GPa. Emalgumas modalidades, as fibras de liga com memória de formato têm um módulo na faixa decerca de 20 GPa a cerca de 100 GPa, ou mesmo de cerca de 20 GPa a cerca de 90 GPa.

Fibras de aramida exemplificadoras estão disponíveis, por exemplo, junto à DuPont1Wilmington, DE, EUA, sob a designação comercial "KEVLAR". Tipicamente, tais fibras têm umcomprimento da ordem de pelo menos 50 metros, e podem até mesmo ter comprimentos daordem de quilômetros ou mais. Tipicamente, as fibras contínuas de aramida têm um diâmetromédio da fibra na faixa de cerca de 10 micrômetros a cerca de 15 micrômetros. Em algumasmodalidades, as fibras de aramida têm uma resistência à tração média de pelo menos 2,5 GPa13 GPa, 3,5 GPa, 4 GPa1 ou mesmo pelo menos 4,5 GPa. Em algumas modalidades, as fibrasde aramida têm um módulo na faixa de cerca de 80 GPa a cerca de 200 GPa1 ou mesmo cerca de80 GPa a cerca de 180 GPa.

Fibras de poli(p-fenileno-2,6-benzisoxazol) exemplificadoras estão disponíveis, por e-xemplo, junto à Toyobo Co., Osaka1 Japão, sob a designação comercial "ZYLON". Tipicamente,tais fibras têm um comprimento da ordem de pelo menos 50 metros, e podem, ainda, ter com-primentos da ordem de quilômetros ou mais. Tipicamente, as fibras contínuas de poli(p-fenileno-2,6-benzisoxazol) têm um diâmetro médio da fibra na faixa de cerca de 8 micrômetros a cercade 15 micrômetros. Em algumas modalidades, as fibras de poli(p-fenileno-2,6-benzisoxazol) têmuma resistência à tração média de pelo menos 3 GPa1 4 GPa1 5 GPa1 6 GPa1 ou mesmo pelomenos 7 GPa. Em algumas modalidades, as fibras de poli(p-fenileno-2,6-benzisoxazol) têm ummódulo na faixa de cerca de 150 GPa a cerca de 300 GPa, ou mesmo cerca de 150 GPa a cer-ca de 275 GPa.

Fibras de aramida, carbono, grafite, cerâmica, poli(p-fenileno-2,6-benzisoxazol) (in-cluindo estopas de fibras) incluem, tipicamente, um material de engomadura orgânico empelo menos uma porção da superfície externa de pelo menos algumas das fibras de óxidode cerâmica. Normalmente, o material de engomadura fornece um peso complementar emuma faixa de 0,5 a 10 por cento, em peso. Observou-se que o material de engomadura pro-porciona Iubricidade e proteção às mechas de fibra durante o manuseio. Acredita-se que aengomadura tende a reduzir a ruptura das fibras, reduz a eletricidade estática e reduz aquantidade de poeira durante, por exemplo, conversão a um tecido. A engomadura pode serremovida, por exemplo, dissolvendo-a ou queimando-a. De preferência, a engomadura éremovida antes da formação da matriz do fio compósito, de acordo com a presente inven-ção. Dessa maneira, antes da formação do fio compósito, as fibras são isentas de qualquerengomadura.

Metais exemplificadores para materiais de matriz são alumínios elementais alta-mente puros (por exemplo, maior que 99,95%) ou ligas de alumínio puro com outros elemen-tos, como cobre. Tipicamente, o material de matriz metálico é selecionado de modo que omaterial de matriz não reaja quimicamente de maneira significativa com a fibra (ou seja, eleé quimicamente inerte em relação ao material da fibra), por exemplo, para eliminar a neces-sidade de se fornecer um revestimento protetor no exterior da fibra. Materiais de matriz me-tálicos exemplificadores incluem alumínio, zinco, estanho, magnésio, e ligas dessas subs-tâncias (por exemplo, uma liga de alumínio e cobre). Em algumas modalidades, o materialde matriz inclui, desejavelmente, alumínio e ligas dessa substância.

Tipicamente, fibras para compósitos de matriz metálicos incluem fibras de boro, fi-bras de carbono, fibras contendo cerâmica cristalina, fibras de grafite, fibras de tungstênio efibras de liga com memória de formato.

Em algumas modalidades, a matriz metálica compreende pelo menos 98%, em pe-so, de alumínio, pelo menos 99%, em peso, de alumínio, mais que 99,9%, em peso, de alu-mínio, ou mesmo mais que 99,95%, em peso, de alumínio. Ligas de alumínio exemplificado-ras de alumínio e cobre compreendem pelo menos 98%, em peso de Al e até 2%, em peso,de Cu. Em algumas modalidades, ligas úteis são ligas de alumínio de série 1.000, 2.000,3.000, 4.000, 5.000, 6.000, 7.000 e/ou 8.000 (designações da Aluminum Association). Ape-sar do fato de que metais com purezas mais altas tendem a ser desejáveis para a fabricaçãode fios com resistências à tração mais altas, formas menos puras de metais também sãoúteis.

Metais adequados estão disponíveis comercialmente. Por exemplo, alumínio estádisponível sob a designação comercial "SUPER PURE ALUMINUM; 99,99% Al" junto à Al-coa de Pittsburgh, PA, EUA. Ligas de alumínio (por exemplo, AI-2%, em peso, de Cu(0,03%, em peso, de impurezas)) podem ser obtidas, por exemplo, junto à Belmont Metals,New York, NY, EUA. Zinco e estanho estão disponíveis, por exemplo, junto à Metal Servi-ces, St. Paul, MN ("zinco puro"; 99,999% de pureza e "estanho puro"; 99,95% de pureza).

Por exemplo, magnésio está disponível sob a designação comercial "PURE" junto à Magne-sium Elektron, Manchester1 Inglaterra. Ligas de magnésio (por exemplo, WE43A, EZ33A,AZ81A e ZE41A), titânio e ligas de titânio podem ser obtidos, por exemplo, junto à TIMET,Denver, CO, EUA.

Os núcleos e fios compósitos compreendem, tipicamente, pelo menos 15%, por volume(em algumas modalidades, pelo menos 20, 25, 30, 35, 40, 45, ou mesmo 50%, por volume) defibras, com base no volume total de fibras e material de matriz, juntos. Mais tipicamente, os nú-cleos e fios compósitos compreendem na faixa de 40 a 75 (em algumas modalidades, 45 a 70)%, por volume, de fibras, com base no volume total de fibras e material de matriz, juntos.

Tipicamente o diâmetro médio do núcleo está na faixa de cerca de 5 mm a cerca de15 mm. Em algumas modalidades, o diâmetro médio desejado do núcleo é de pelo menos1 mm, pelo menos 2 mm, ou mesmo até cerca de 3 mm. Tipicamente, o diâmetro médio do fiocompósito está na faixa de cerca de 1 mm a 12 mm, de 1 mm a 10 mm, de 1 a 8 mm, oumesmo de 1 mm a 4 mm. Em algumas modalidades, o diâmetro médio desejado do fio com-pósito é de pelo menos 1 mm, pelo menos 1,5 mm, 2 mm, 3 mm, 4 mm, 5 mm, 6 mm, 7 mm,8 mm, 9 mm, 10 mm, 11 mm, ou mesmo pelo menos 12 mm.

Técnicas para se fabricar fios compósitos de matriz metálica e polimérica são co-nhecidas na técnica. Por exemplo, fios compósitos contínuos de matriz metálica podem serfeitos por processos contínuos de infiltração de matriz metálica. Um processo adequado édescrito, por exemplo, na patente U.S. N0 6.485.796 (Carpenter et al.). Outros meios de pro-cessamento para fibra contínua reforçada com compósitos de matriz metálica são, por e-xemplo, discutidos no ASM Handbook Vol. 21, Composites, páginas 584-588 (da ASM Inter-national, Metals Park, OH1 EUA), publicado em 2001.Adicionalmente, por exemplo, técnicas para fabricação de fios compósitos de matrizmetálica incluem aquelas discutidas, por exemplo, nas Patentes U.S. N0 5.501.906 (Deve),6.180.232 (McCuIIough et al.), 6.245.425 (McCuIIough et ai.), 6.336.495 (McCuIIough et al.),6.544.645 (McCuIIough et al.), 6.447.927 (McCuIIough et al.), 6.460.597 (McCuIIough et al.),6.329.056 (Deve et al.), 6.344.270 (McCuIIough et al.), 6.485.796 (Carpenter et al.),6.559.385 (Johnson et al.), 6.796.365 (McCuIIough et al.), 6.723.451 (McCuIIough et al.),6.692.842 (McCuIIough et al.) e 6.913.838 (McCuIIough et al.); Pedido de Depósito U.S. con-tendo o N0 Serial 10/403.643, depositado em 31 de Março de 2003, Pedido de Depósito U.S.contendo o N0 Serial 10/778.488, depositado em 13 de Fevereiro de 2004, Pedido de Depó-sito U.S. contendo o N0 Serial 10/779.438, depositado em 13 de Fevereiro de 2004, Pedidode Depósito U.S. contendo o N0 Serial 11/317.608, depositado em 23 de Dezembro de 2005,Pedido de Depósito U.S. contendo o N0 Serial 11/318.368, depositado em 23 de Dezembrode 2005 e Pedido de Depósito U.S. contendo o N0 Serial 10/870.262, depositado em 17 deJunho de 2004.

Fios compreendendo polímeros e fibras podem ser feitos, por exemplo, por pro-cessos de pultrusão que são conhecidos na técnica. Um exemplo de um polímero reforça-do com fibra é fornecido, por exemplo, no Pedido PCT contendo o N0 de publicação WO2003/091008A, publicado em 6 de Novembro de 2003 e na publicação de Pedido PCTcontendo o N0 de publicação WO 2005/040017A, publicado em 6 de Maio de 2005. Méto-dos de pultrusão são descritos em mais detalhes, por exemplo, no ASM Handbook Vol. 21,Composites, páginas 550-564 (da ASM International, Metals Park, OH, EUA), publicadoem 2001.

Tipicamente, fibras para composições de matriz polimérica incluem fibras de arami-da, fibras de boro, fibras de carbono, fibras de cerâmica, fibras de grafite, fibras de poli(p-fenileno-2,6-benzisoxazol), fibras de tungstênio e fibras de liga com memória de formato.

Em algumas modalidades, pelo menos 85% (em algumas modalidades, pelo menos90%, ou mesmo pelo menos 95%) por número de fibras no núcleo são contínuas.

Novamente com referência à Figura 1, o primeiro, o segundo e o terceiro cabo 26,28 e 30 têm uma resistência à ruptura nominal, sendo que a resistência à tração combinadados cabos 26, 28 e 30 é maior ou igual à resistência à ruptura niminal. Em termos gerais, aresistência à ruptura nominal é determinada por um cálculo que define a resistência mínimaaceitável do cabo (consultar a Referência Padrão ASTM B232, publicada em 2005).

Em uma modalidade exemplificadora, o cabo de transmissão 12, inclui emendas 32, 34e o(s) fio(s) compósito(s) que forma o cabo de transmissão 12, é suscetível a dano, incluindoruptura das fibras de reforço longitudinais dos fios compósitos, de acordo com o seguinte: umaquantidade de tensão aplicada ao cabo de transmissão 12; um diâmetro do cabo de transmis-são 12; um raio de flexão do cabo de transmissão 12 ao redor das roldanas; uma composiçãodo cabo 12, incluindo os tipos de materiais de matriz, materiais de fibra, quantidade relativa dematerial de fibra, e outros; e um ângulo de inserção (descrito com mais detalhes abaixo) do cabode transmissão 12 sobre as roldanas.

Seguindo essa linha, em uma modalidade exemplificadora, o cabo de transmissãoelétrica 12, incluindo o primeiro, o segundo e o terceiro cabo 26, 28, 30, tem um diâmetro mí-nimo de roldana associado ao mesmo. Em particular, o diâmetro associado mínimo de roldanacorresponde ao raio mínimo de flexão do cabo de transmissão 12. enquanto o mesmo nãoestá sobre carga mecânica que pode ser conferida ao cabo de transmissão 12 com nenhumdano significativo ao cabo de transmissão 12. Sob carga mecânica, o raio mínimo de flexão docabo de transmissão 12 é função da tensão e do ângulo de inserção presente do cabo detransmissão 12 sobre as roldanas. Conforme a tensão e o ângulo de inserção aumentam, oraio mínimo de flexão do cabo de transmissão 12 aumenta. Deste modo, o diâmetro das rol-danas é escolhido opcionalmente para ser largo o suficiente, com isso em mente, e maior queo diâmetro de roldana mínimo. Deve-se notar que o diâmetro da roldana também é tipicamen-te delimitado por restrições físicas, como a habilidade de uma pessoa de levantar a roldanadurante a instalação ou outros requisitos de instalação.

Em uma modalidade exemplificadora, a primeira e a segunda emenda 32, 34 sãoemendas flexíveis de tensão integral. Em termos gerais, uma emenda "flexível" é capaz deser flexionada ou curvada, por exemplo, flexão associada ao puxamento das mesmas sobreum ou mais conjuntos de roldana, com nenhum dano significativo ao cabo de transmissão12, incluindo as emendas 32 e 34. Isso deve ser contrastado com emendas rígidas, comoemendas de compressão formadas pela compressão de uma conexão de aço em um núcleode um comprimento do cabo de transmissão, e, então, compressão de uma conexão de a-lumínio sobre a conexão de aço e porções do cabo de transmissão adjacentes à conexão dealumínio. Em termos gerais, tais emendas rígidas são incapazes de serem puxadas sobreum ou mais conjuntos de roldana sem causar dano significativo relacionado à flexão da e-menda rígida e/ou dano ao cabo de transmissão unido com a emenda rígida. Em particular,uma emenda rígida puxada sobre um conjunto de roldanas é permanentemente deformadaou dobrada, após ser puxada sobre o conjunto de roldanas. Para referência adicional, umaemenda de "tensão integral" é genericamente uma emenda que é capaz de resisitir à umatensão comparável à resistência à ruptura nominal do cabo de transmissão 12.

Com referência às Figuras 2A a 2C, em uma modalidade exemplificadora, a primeiraemenda 32 é uma emenda flexível de tensão integral. Por exemplo, a primeira emenda 32 é,opcionalmente, uma emenda pré-formada. Em particular, a primeira emenda 32 inclui uma plu-ralidade de hastes internas 50 enroladas em formato helicoidal ao redor da extremidade final 38do primeiro cabo 26 e a extremidade inicial 40 do segundo cabo 28, e uma pluralidade de hastesinternas 52 enroladas em formato helicoidal ao redor de uma pluralidade de hastes internas 50.Com referência à Figura 2B, grupos de três, quatro, ou um número desejado de hastes internas50 são seqüencialmente aplicadas ao primeiro e ao segundo cabo 26 e 28, até que um númerodesejado de hastes internas 50 estejam dispostas ao redor do primeiro e do segundo cabo 26 e28. Com referência à Figura 2C, grupos de três, quatro, ou um número desejado de hastes ex-temas 52 são seqüencialmente aplicadas sobre uma pluralidade de hastes internas 50, até queum número desejado de hastes externas 52 estejam dispostas ao redor da pluralidade de has-tes internas 50. As pluralidades de hastes internas e externas 50 e 52 são opcionalmente for-madas por liga de alumínio.

Conforme mencionado acima, emendas adequadas incluem emendas flexíveis detensão integral, como emendas pré-formadas, inclusive aquelas disponíveis junto à PreformedLine Products de Cleveland, OH, EUA, sob a designação comercial "THERMOLIGN" (númerode peça TLSP-795). Em uma modalidade exemplificadora, a emenda 32 é larga o bastantepara dissipar o calor de maneira eficaz. O cabo de transmissão formado com fios compósitosé, tipicamente, projetado para operar à altas temperaturas (por exemplo, maior que cerca de200°C) em comparação ao cabo contendo núcleos de fio de aço (por exemplo, maior que cer-ca de 100°C. Uma emenda maior é capaz de ajudar a manter a temperatura da emenda relati-vamente baixa. Deste modo, a emenda 32 é, opcionalmente, composta por duas camadas dehastes helicoidais para adicionar diminuição de calor adicional à emenda 32. Apesar de serempróprias para uso como dissipadores de calor, a capacidade de emendas flexíveis de tensãointegral do cabo de transmissão 12 de passarem de maneira segura sobre a roldana é umresultado surpreendente, devido à experiências passadas com dano a outros tipos de emen-das (por exemplo, conectores de malha metálica). Adicionalmente, uso bem-sucedido de umaemenda com uma configuração de camada dupla é, adicionalmente, surpreendente já que aconfiguração de camada dupla é, de outro modo, um indicativo de que há uma concentraçãode forças de flexão nas bordas da emenda, fazendo com que o resultado bem-sucedido en-contrado seja ainda mais surpreendente.

Novamente, com referência às Figuras 2A a 2C, em uma modalidade exemplifica-dora, a segunda emenda 34 é formada de uma maneira substancialmente similar à primei-ra emenda 32, apesar do fato de que a primeira e a segunda emenda 32, 34 são, opcio-nalmente, substancialmente diferentes na forma.

Com referência à Figura 1, o tensionador 14 é, opcionalmente, de um tipo conhecidona técnica e geralmente serve para sustentar um carretei de cabo de transmissão 12, tambémdescrito como um carretei de comprimento de cabo. Em particular, o tensionador 14 é adaptadopara ajustar o cabo de transmissão 12 sob tensão, por exemplo, usando-se um mecanismo deinterrupção, para evitar desenrolamento do cabo de transmissão 12 a partir do carretei com de-masiada rapidez. Adicionalmente, a tensão pode precisar ser aumentada durante o puxamento,de modo a reduzir a flexão do fio, de modo que o cabo de transmissão 12 limpe obstáculos oumantenha níveis de folga necessários (por exemplo, sobre rodovias). Para referência, o primei-ro, o segundo e o terceiro cabo 26, 28, 30, opcionalmente, correspondem a um comprimento decarretei do cabo de transmissão 12, em uma modalidade exemplificadora, apesar do fato de queoutros comprimentos também são contemplados.

O primeiro conjunto de roldanas 16 é mantido pela primeira torre de suspensão 18,por exemplo, pendurada a partir da primeira torre de suspensão 18, e geralmente inclui umconjunto de roldanas 56 adaptado para suportar o cabo de transmissão 12, e é disposto aolongo de um arco (por exemplo, um arco de 45 graus) para definir um raio de curvatura geralR1 sobre um conjunto de roldanas 56. Desta maneira, um conjunto de roldanas 56 é opcional-mente usado para fornecer um raio relativamente grande para que o cabo de transmissão 12seja capaz de atravessar sobre mesmo sem se fornecer um diâmetro de roldana único relati-vamente grande. Em uma modalidade exemplificadora, cada uma das roldanas 56 têm umdiâmetro de cerca de 18 cm (7 polegadas) com o conjunto de roldanas 56 definindo um raiode curvatura geral R1 de cerca de 152 cm (60 polegadas). Deve-se notar também que o pri-meiro conjunto de roldanas 16 é opcionalmente montado na primeira torre de suspensão 18,ou outra estrutura adequada, de tal maneira que todo o primeiro conjunto de roldanas 16 sejacapaz de revolver para acomodar várias linhas de entrada e saída do cabo de transmissão 12a partir do primeiro conjunto de roldanas 16, conforme será descrito com mais detalhes abai-xo. Em uma modalidade exemplificadora, a primeira torre de suspensão 18 é de um tipo co-nhecido na técnica (por exemplo, uma torre de estrutura metálica).

O segundo conjunto de roldanas 20 é mantido por uma segunda torre de suspen-são 22, por exemplo, pendurada a partir da segunda torre de suspensão 22, e geralmenteinclui roldanas 58. Em uma modalidade exemplificadora, as roldanas 58 têm um diâmetro decerca de 36 polegadas, apesar do fato de que outras dimensões são contempladas. A partirdisso, entende-se que a roldana 58, opcionalmente, define um raio de curvatura geral, porexemplo, de cerca de 46 cm (18 polegadas). Deve-se notar também que o segundo conjuntode roldanas 20 é, opcionalmente, montado em uma segunda torre de suspensão 22 ou outraestrutura adequada de tal maneira que todo o segundo conjunto de roldanas 20 é capaz derevolver para acomodar várias linhas de entrada e saída do cabo de transmissão 12, a partirdo segundo conjunto de roldanas 20, conforme será descrito com mais detalhes abaixo. Emuma modalidade exemplificadora, a segunda torre de suspensão 22 é de um tipo conhecidona técnica (por exemplo, uma torre de estrutura metálica). Deve-se notar também que con-juntos de roldanas subseqüentes (não mostrados) do primeiro até o segundo conjunto deroldanas 16, 20 também são contemplados.

O puxador 24 é, opcionalmente, de um tipo conhecido na técnica e geralmenteserve para puxar o cabo de transmissão 12 do tensionador 14. Em particular, o puxador 24é adaptado para exercer uma tensão no cabo de transmissão 12, para puxar o cabo detransmissão 12 sobre o primeiro e o segundo conjunto de roldanas 16, 20, ou conjuntos deroldanas adicionais, conforme se deseje.

Em termos de posição relativa, o tensionador 14 é, opcionalmente, espaçado late-ralmente, separado do primeiro conjunto de roldanas 16 a uma distância de cerca de trêsvezes a altura onde o primeiro conjunto de roldanas 16 será mantido. Em seguida, emuma modalidade exemplificadora, o primeiro e o segundo conjunto de roldanas 16 e 20são espaçados para definir uma amplitude lateral, ou afastamento, na faixa de cerca de 61m (200 pés) a cerca de 488 m (1.600 pés), apesar do fato de que outras dimensões sãocontempladas, incluindo de cerca de 61 metros (200 pés) a cerca de 183 metros(600 pés), cerca de 183 metros (600 pés) a cerca de 457 metros (1.500 pés), ou mesmode cerca de 366 metros (1.200 pés) a cerca de 1.488 metros (1.600 pés), por exemplo.

Além disso, conjuntos de roldanas/torres adicionais subseqüentes, opcionalmente definemum afastamento similar, ou outro afastamento conforme as necessidades de aplicaçõesespecíficas. O puxador 24 é, opcionalmente, espaçado lateralmente, separado do segundoconjunto de roldanas 20 a uma distância de cerca de três vezes a altura onde o segundoconjunto de roldanas 20 será mantido, apesar do fato de que outras dimensões tambémsão contempladas.

Com referência à Figura 1, e tendo em vista o que foi mencionado acima, um méto-do para instalação de um cabo de transmissão 12 inclui guiar extremidade final 36 do primei-ro cabo 26 sobre o primeiro conjunto de roldanas 16 e puxando o primeiro cabo 26 sobre oprimeiro conjunto de roldanas 16. Em uma modalidade exemplificadora, uma guia adequada(não mostrada) é unida à extremidade final 36 do primeiro cabo 26, com a guia sendo, en-tão, puxada por um puxador 24 para puxar o primeiro cabo 26 diretamente de um carreteisustentado por um tensionador 14 sobre um primeiro conjunto de roldanas 16.

Conforme mostrado pela linha pontilhada, o cabo de transmissão 12 define uma li-nha de entrada com um primeiro conjunto de roldanas 16 em uma linha tangente ao cabo detransmissão 12, onde o cabo de transmissão 12 entra primeiro, ou passa por cima primeirodo primeiro conjunto de roldanas 16. Depois, o cabo de transmissão 12 define uma linha desaída com o primeiro conjunto de roldanas 16 em uma linha tangente ao cabo de transmis-são 12, sendo que o cabo de transmissão 12 sai, ou não mais atravessa sobre o primeiroconjunto de roldanas 16. O ângulo entre a linha de entrada e a linha de saída no primeiroconjunto de roldanas 16 é descrito como o primeiro ângulo de inserção a do cabo de trans-missão 12 sobre o primeiro conjunto de roldanas 16. Em uma modalidade exemplificadora,um maior raio de curvatura geral R1 é vantajoso, uma vez que o primeiro ângulo de inserçãoa é relativamente alto. Em particular, o tensionador 14 a partir do qual o cabo de transmis-são 12 é diretamente alimentado ao primeiro conjunto de roldanas 16 tem, freqüentemente,uma altura muito mais baixa que o primeiro conjunto de roldanas 16 e também é espaçadolateralmente a uma distância relativamente pequena do primeiro conjunto de roldanas 16,em comparação ao afastamento entre o primeiro e o segundo conjunto de roldanas 16 e 20,por exemplo. Como resultado, um ângulo relativamente alto de entrada no primeiro conjuntode roldanas 16 é, freqüentemente, encontrado.

Uma vez que o tensionador 14 levou o primeiro cabo 26 até a extremidade final 38,o segundo cabo 28 é opcionalmente emendado ou unido ao primeiro cabo 26, com a primei-ra emenda 32 sendo uma emenda flexível de tensão integral, conforme a referência acima.

Em uma modalidade exemplificadora, o segundo cabo 28 é, opcionalmente, mantido em umcarretei separado do primeiro cabo 26, com a extremidade inicial 40 do segundo cabo 28estando unida à extremidade final 38 do primeiro cabo 26, uma vez que o primeiro cabo 26tenha sido levado até a extremidade final 38.

Em uma modalidade exemplificadora, o primeiro cabo 26 é puxado sobre um primeiroconjunto de roldanas 16 até a extremidade final 38 do primeiro cabo 26 até que a primeiraemenda 32 seja basicamente puxada sobre o primeiro conjunto de roldanas 16, por exemplo,até a posição onde a segunda emenda 34 é mostrada na Figura 1. A primeira emenda 32 épuxada sobre o primeiro conjunto de roldanas 16 no primeiro ângulo de inserção a e com umatensão associada sendo aplicada na primeira emenda 32 e no primeiro e no segundo cabo 26,28. Em uma modalidade exemplificadora, a primeira emenda 32 é puxada sobre o primeiroconjunto de roldanas 16 com o primeiro ângulo de inserção a na faixa de cerca de 10 graus acerca de 40 graus e a uma tensão na faixa de cerca de 5% a cerca de 20% das resistências àruptura nominais (RBS) do primeiro e do segundo cabos 26 e 28. Deve-se notar que outrosprimeiros ângulos de ruptura a e tensões também são contemplados. Apesar do fato de que aprimeira emenda 32 é flexível, qualquer risco de dano pode ser adicionalmente evitado, medi-ante o aumento do raio de curvatura geral R1 para reduzir a quantidade de flexão da primeiraemenda 32. Por exemplo, o raio de curvatura R1 é opcionalmente selecionado para ser subs-tancialmente maior que metade do diâmetro de roldana mínimo do cabo de transmissão 12.

O método inclui, também, guiar a extremidade inicial 36 do primeiro cabo 26 a partir doprimeiro conjunto de roldanas 16 até o segundo conjunto de roldanas 20, e puxar o primeirocabo 26 sobre o segundo conjunto de roldanas 20 até a extremidade final 38 do primeiro cabo26, até a primeira emenda 32. Conforme mostrado pela linha pontilhada, o cabo de transmissão12 define uma linha de entrada com o segundo conjunto de roldanas 20 em uma linha tangenteao cabo de transmissão 12, onde o cabo de transmissão 12 entra primeiro, ou passa por cimaprimeiro do segundo conjunto de roldanas 20. Depois que o cabo de transmissão 12 percorreu osegundo conjunto de roldanas 20, o cabo de transmissão 12 define uma linha de saída com osegundo conjunto de roldanas 20 em uma linha tangente ao cabo de transmissão 12, onde ocabo de transmissão 12 sai, ou não mais atravessa sobre o segundo conjunto de roldanas 20.

Um ângulo entre a linha de entrada e a linha de saída do cabo de transmissão 12 nosegundo conjunto de roldanas 20 é descrito como um segundo ângulo de inserção β do cabode transmissão 12 sobre o segundo conjunto de roldanas 20. Em uma modalidade exemplifi-cadora, o raio de curvatura geral da roldana 58 não precisa ser tão largo quanto o raio de cur-vatura geral R1 do conjunto de roldanas 56, para se assegurar que a primeira emenda 32 nãose flexione através de um raio muito pequeno. Em particular, onde o segundo conjunto de rol-danas 20 está situado entre o primeiro conjunto de roldanas 16 e um terceiro conjunto de rol-danas subseqüente (não mostrado), o segundo ângulo de inserção β é, freqüentemente, maisbaixo que o primeiro ângulo de inserção a, conforme o cabo de transmissão 12 é alimentadoao segundo conjunto de roldanas 20 a partir do primeiro conjunto de roldanas 16, que está,freqüentemente, a uma altura mais comparável ao segundo conjunto de roldanas 20, emcomparação à altura relativa do tensionador 14, e irá alimentar o terceiro conjunto de roldanas,que também deve estar a uma altura mais comparável ao segundo conjunto de roldanas 20.Em outras palavras, os ângulos de "torre-para-torre," ou "roldana-para-roldana," são, tipica-mente, muito menores que o primeiro ângulo de "solo-para-torre," ou "solo-para-roldana," e oúltimo ângulo de "torre-para-solo," ou "roldana-para-solo".

O primeiro cabo 26 é, opcionalmente, puxado sobre o primeiro conjunto de roldanas 16até a extremidade final 38, e a primeira emenda 32 é puxada sobre o segundo conjunto de rol-danas 20, por exemplo, até a posição representada genericamente na Figura 1. A primeira e-menda 32 é puxada sobre um segundo conjunto de roldanas 20 no segundo ângulo de inserçãoβ e com uma tensão associada sendo exercida no primeiro e no segundo cabo 26, 28. Em umamodalidade exemplificadora, a primeira emenda 32 é puxada sobre um segundo conjunto deroldanas 20 em um segundo ângulo de inserção |Field SYMBOL# na faixa de cerca de 10 grausa cerca de 40 graus, e com uma tensão na faixa de cerca de 5% a cerca de 20% das resistên-cias à ruptura nominais (RBS) do primeiro e do segundo cabos 26 e 28. Deve-se notar que ou-tros segundos ângulos de ruptura β e tensões também são contemplados. Apesar do fato deque a primeira emenda 32 é flexível, alguns riscos de dano podem ser adicionalmente evitados,mediante o aumento do diâmetro geral da roldana 58, para reduzir a quantidade de flexão daprimeira emenda 32. Em uma modalidade exemplificadora, o diâmetro da roldana 58 do segun-do conjunto de roldanas 20 é selecionado para ser substancialmente maior que o diâmetro deroldana mínimo do cabo de transmissão 12.

Apesar do fato de que a primeira emenda 32 é mostrada como sendo puxada sobredois conjuntos de roldanas, em uma modalidade exemplificadora, a primeira emenda 32 épuxada sobre conjuntos de roldanas adicionais, por exemplo, conjuntos de roldanas subs-tancialmente similares ao primeiro ou ao segundo conjunto de roldanas 18, 20. Adicional-mente, em uma modalidade exemplificadora, a segunda emenda 34 é formada entre o se-gundo e o terceiro cabo 28, 30 de uma maneira substancialmente similar àquela descrita emassociação com a primeira emenda 32. Adicionalmente, a segunda emenda 34 é opcional-mente puxada sobre o primeiro conjunto de roldanas 16, o segundo conjunto de roldanas20, ou qualquer quantidade de conjuntos de roldanas subseqüentes, de uma maneira subs-tancialmente similar aquela descrita em associação com a primeira emenda 32.

O sistema e método acima descritos fornecem várias vantagens. Por exemplo, umaemenda flexível de tensão integral permanente é empregada entre os comprimentos de ca-bo, ao invés de se puxar o cabo de transmissão 12 usando-se conectores mecânicos tempo-rários, como emendas de malha metálica, também descritas como emendas de revestimen-to. Desta maneira, uma emenda permanente não precisa ser instalada num momento poste-rior, reduzindo as etapas de instalação e aumentando a eficiência. Além disso, problemasassociados a instalação de emendas permanentes, com base no posicionamento do cabosão reduzidos, por exemplo, onde o instalador do cabo de transmissão 12 não tem o campode acesso necessário para instalar o meio da emenda entre os conjuntos de roldanas.

Conforme mencionado acima, cabos que incluem fios compósitos são particular-mente úteis em cabos de transmissão de energia elétrica suspensos. O cabo de transmissão12, de acordo com a presente invenção, pode ser homogêneo (ou seja, incluir apenas umtipo de fio compósito) ou não-homogêneo (ou seja, incluir uma pluralidade de fios secundá-rios, como fios de metal). Como um exemplo de um cabo não-homogêneo, o núcleo do cabode transmissão 12 pode incluir uma pluralidade de fios compósitos, incluindo fibras de refor-ço posicionadas longitudinalmente com um revestimento externo que inclui uma pluralidadede fios secundários (por exemplo, fios de alumínio). Cabos, de acordo com a presente in-venção, podem conter fios compósitos de material de matriz metálico ou material de matrizpolimérico, por exemplo.

Adicionalmente, cabos, de acordo com a presente invenção, podem ser trançados. Umcabo trançado inclui, tipicamente, um fio central e uma primeira camada de fios entrelaçados emformato helicoidal ao redor do fio central. Entrelaçamento do cabo é um processo em que fila-mentos individuais de fio são combinados em uma disposição helicoidal para produzir um caboterminado (vide, por exemplo, as Patentes U.S. n° 5.171.942 (Powers) e 5.554.826 (Gentry)). Ocabo de fios entrelaçados em formato helicoidal resultante fornece muito mais flexibilidade doque o que estaria disponível a partir de uma haste sólida de área em seção transversal equiva-lente. A disposição helicoidal também é benéfica, pois o cabo trançado mantém um formatocircular em seção transversal de ponta a ponta, quando o cabo é submetido à flexão durantemanuseio, instalação e uso. Cabos enrolados em formato helicoidal podem conter de 7 filamen-tos individuais a construções mais comuns contendo 50 filamentos ou mais.

Um cabo de transmissão de energia elétrica exemplificador, ou cabo de transmis-são, de acordo com a presente invenção, é mostrado na Figura 3, onde o cabo de transmis-são de energia elétrica 130, de acordo com a presente invenção, pode ser o núcleo 132 dedezenove fios compósitos (por exemplo, compósito de matriz metálico) 134 individuais cir-cundados por um revestimento 136 de trinta fios de metal (por exemplo, fios de alumínio oude liga de alumínio) 138 individuais. Da mesma forma, conforme mostrado na Figura 4, co-mo uma de diversas alternativas, o cabo suspenso de transmissão de energia elétrica 140,de acordo com a presente invenção, pode ser o núcleo 142 de trinta e sete fios compósitos(por exemplo, compósito de matriz metálica) 144 individuais, circundados por um revesti-mento 146 de vinte e um fios de metal (fios de alumínio ou de liga de alumínio) 148 individu-ais.

A Figura 5 ilustra ainda outra modalidade exemplificadora do cabo trançado 80.Nesta modalidade, o cabo trançado inclui um fio compósito (por exemplo, compósito dematriz metálica) 81A central e uma primeira camada 82A de fios compósitos (por exemplo,compósito de matriz metálica) que foram enrolados em formato helicoidal ao redor do fiocompósito (por exemplo, compósito de matriz metálica) 81A central. Esta modalidade in-clui, ainda, uma segunda camada 82B de fios compósitos (por exemplo, compósito de ma-triz metálica) 81 que foram trançados em formato helicoidal ao redor da primeira camada82A. Qualquer número adequado de fios compósitos (por exemplo, compósito de matrizmetálica) 81 pode estar incluído em qualquer camada. Além disso, mais de duas camadaspodem estar incluídas no cabo trançado 80, caso se deseje.

Cabos, de acordo com a presente invenção, podem ser usados por si só ou po-dem ser usados como o núcleo de um cabo de maior diâmetro. Além disso, o cabo, deacordo com a presente invenção, pode ser um cabo trançado de uma pluralidade de fioscom um meio de sustentação ao redor da pluralidade de fios. O meio de sustentação podeser uma revestimento de fita (vide, por exemplo, o revestimento de fita 83 mostrada naFigura 5), com ou sem adesivo, ou uma faixa.

Cabos trançados, de acordo com a presente invenção, são úteis em numerosas a-plicações. Acredite-se que tais cabos trançados sejam particularmente desejáveis para usoem cabos suspensos de transmissão de energia elétrica, devida a sua combinação de baixopeso, alta resistência, boa condutividade elétrica, baixo coeficiente de expansão térmica,uso de altas temperaturas e resistência à corrosão.

Uma vista de extremidade de uma modalidade exemplificadora de tal cabo detransmissão é ilustrada na Figura 6, como um cabo de transmissão 90. O cabo de transmis-são 90 inclui um núcleo 91 que pode ser qualquer um dos núcleos trançados aqui descritos.O cabo de transmissão 90 de energia inclui, também, pelo menos uma camada condutoraao redor do núcleo 91 entrelaçado. Conforme ilustrado, o cabo de transmissão de energiainclui duas camadas condutoras 93A e 93B. Mais camadas condutoras podem ser usadas,conforme se deseje. Em algumas modalidades, cada camada condutora compreende umapluralidade de fios condutores. Materiais adequados para os fios condutores incluem alumí-nio e ligas de alumínio. Os fios condutores podem ser entrelaçados ao redor do núcleo 91trançado por um equipamento de entrelaçamento de cabos adequado, conforme é conheci-do na técnica.

Em outras aplicações, em que o cabo trançado será usado como um artigo final porsi só, ou em que ele será usado como um artigo intermediário ou componente em um artigosubseqüente diferente, é desejável que o cabo trançado seja isento de camadas condutorasde energia elétrica ao redor da pluralidade de fios compósitos 81 de matriz metálica.

Detalhes adicionais com relação aos cabos produzidos a partir de fios compósitossão apresentados, por exemplo, nas Patentes U.S. N0 6.180.232 (McCuIIough et al.),6.245.425 (McCullough, et al.), 6.329.056 (Deve, et al.), 6.336.495 (McCuIIough et al.),6.344.270 (McCullough et al.), 6.447.927 (McCullough et al.), 6.460.597 (McCullough et al.),6.485.796 (Carpenter et al.), 6.544.645 (McCullough et al.), 6.559.385 (Johnson et al.),6.692.842 (McCullough et al.), 6.723.451 (McCullough et al.), 6.796.365 (McCullough et al.),6.913.838 (McCullough et al.), 7.093.416 (Johnson et al.) e 7.131.308 (McCullough et al.); pu-blicações de patente U.S. N0 2005/0181228-A1, publicadas em 18 de Agosto de 2005, publi-cação de patente U.S. N0 2006/0102377-A1, publicada em 18 de Maio de 2006 e a publicaçãode patente U.S. N0 2006/0102378-A1, publicada em 18 de Maio de 2006; pedido de depósitoU.S. contendo o N0 Serial 10/403.643, depositado em 31 de Março de 2003, pedido de depósi-to U.S. contendo o N0 Serial 11/317.608, depositado em 23 de Dezembro de 2005, pedido dedepósito U.S. contendo o N0 Serial 11/318,368, depositado em 23 de Dezembro de 2005 epedido de depósito U.S. contendo o N0 Serial 10/870.262, depositado em 17 de Junho de2004; e Pedidos PCT contendo os N0 de publicação WO 97/00976, publicado em 21 de Maiode 1996, WO 2003/091008A, publicado em 6 de Novembro de 2003 e WO 2005/040017A,publicado em 6 de Maio de 2005. Cabos contendo compósitos de matriz de alumínio tambémestão disponíveis, por exemplo, junto à 3M Company, sob a designação comercial "403 mm2(795 kcmil) ACCR".

As vantagens e modalidades desta invenção são ilustradas, ainda, pelos exemplosa seguir, porém, os materiais e quantidades específicos citados nesses exemplos, bem co-mo as condições e detalhes, não devem ser interpretados indevidamente como limitadoresdesta invenção. Todas partes e porcentagens são medidas, em peso, exceto onde indicadoem contrário.

EXEMPLOS

EXEMPLO 1

O fio para o cabo do Exemplo 1 foi preparado da seguinte forma. O fio foi feito u-sando-se o aparelho 60 mostrado na Figura 7. Sete (7) maços de 10.000 fibras denier alfade alumina (comercializados pela 3M Company, St. Paul, MN sob a designação comercial"NEXTEL 610") foram supridos a partir de uma bobina de alimentação 62, colimados em umfeixe circular, e limpos por calor passando-os através de um tubo de alumina 63 de 3 metros(9,8 pés) de comprimento aquecido à 1.100°C a 549 cm/min (216 polegadas/min). As fibras61 limpas por calor foram, então, evacuadas em uma câmara de vácuo 64 antes de entrarno cadinho 65 contendo material fundido (metal fundido) 75 de material de matriz de alumí-nio metálico (99.99% Al) (obtido junto à Beck Aluminum Co., Pittsburgh, PA1 EUA). As fibrasforam puxadas das bobinas de alimentação 62 por um puxador automático 70. Sondas ultra-sônicas 66 e 66A foram posicionadas no material fundido 75, próximas à fibra, para ajudarna infiltração do material fundido 75 nos maços de fibras 61. O metal fundido do fio 71 é res-friado e solidificado após sair do cadinho 65, através da matriz de saída 68, apesar do fatode que algum resfriamento provavelmente ocorreu antes que o fio 71 saísse completamentedo cadinho 65. Adicionalmente, o resfriamento do fio 71 foi intensificado por correntes de arliberadas através de um dispositivo de resfriamento 69 que colidiram com o fio 71 a umataxa de fluxo de 160 litros por minuto. O fio 71 foi coletado na bobina 72.

Fibras 61 foram evacuadas antes de entrar no material fundido 75. A pressão na câma-ra de vácuo foi de cerca de 27 Pa (200 millitorr). O sistema de vácuo 64 tinha um tubo de entra-da de alumina de 25 cm de comprimento, dimensionado para se equiparar ao diâmetro do feixeda fibra 61. A câmara de vácuo 64 tinha 21 cm de comprimento e 10 cm de diâmetro. A capaci-dade da bomba de vácuo era de 0,37 m3/minuto. As fibras 61 evacuadas foram inseridas em ummaterial fundido 75 através de um tubo no sistema de vácuo 64 que penetrava o banho metálico(ou seja, as fibras 61 evacuadas estavam sob vácuo quando foram introduzidas no material fun-dido 75). O diâmetro interno da saída do tubo combinava com o diâmetro do feixe de fibra 61.Uma porção da saída do tubo foi imersa no metal fundido até uma profundidade de 3 mm(0,125 polegadas).

Infiltração do metal fundido 75 nas fibras 61 foi intensificada mediante o uso de has-tes vibratórias 66, 66A com 19,8 cm (7,8 polegadas) de distância entre si, e colocadas à3,2 cm (1,25 polegadas) dentro do metal fundido 75, de modo que as hastes estavam emposição próxima às fibras 61. As hastes 66, 66A foram acionadas para vibrar a 19,7 kHz e auma amplitude em ar de 0,018 mm (0,0007 polegadas). As hastes 66, 66A foram conecta-dos à guias de onda de titânio (feitas a partir de uma haste de matéria-prima de titânio Ti6-4de 31,8 mm (1,25 polegadas) de diâmetro da Titanium Industries, Chicago, IL, EUA) pormeio de um ajuste por encolhimento a calor a outras guias de onda de titânio (ou seja, havi-am quatro guias de onda de titânio sendo usadas) que estavam (ou seja, os duas últimasguias de onda de titânio), por sua vez, conectadas a um amplificador ultra-sônico (ou seja,haviam dois amplificadores ultra-sônicos), que, por sua vez, estavam conectados a umtransdutor (ou seja, haviam dois transdutores; o amplificador ultra-sônico e o transdutor ul-tra-sônico foram obtidos junto à Sonics & Materials, Danbury, CT).

As fibras 61 estavam a 1,3 mm dentro das pontas da haste, em relação a linhacentral da fibra. As pontas da haste foram feitas com uma mistura de nitreto de silício ealumina ("SIALON"; obtido junto à Consolidated Ceramics1 Blanchester1 OH1 EUA). Aspontas de cerâmica da haste foram moldadas em um cilindro de 30,5 cm (12 polegadas)de comprimento e 2,5 cm (1 polegada) de diâmetro. As pontas de cerâmica da haste foramprensadas por um sulco em "V" cruzado de 90°, com 0,5 mm (0,020 polegadas) de profun-didade, com uma distância de centro a centro de 0,25 cm (0,1 polegada). O cilindro foiajustado para a freqüência de vibração desejada de 19,7 kHz, mediante a alteração do seucomprimento.

O metal fundido 75 foi desgaseificado (por exemplo, reduzindo-se a quantidade degás (por exemplo, hidrogênio) dissolvido no metal fundido) antes da infiltração. Uma uni-dade portátil giratória de desgaseificação (obtida junto à Brumund Foundry, Inc, Chicago,IL, EUA) foi usada. O gás usado foi o argônio, a taxa de fluxo do argônio foi de 1,05 litrospor minuto, a velocidade foi fornecida pelo fluxo de ar ao motor, ajustado para 50 litros porminuto, e a duração foi de 60 minutos.

A matriz de saída 68 de nitreto de silício foi configurada para fornecer o diâmetro dofio desejado. O diâmetro interno da matriz de saída foi de 2,08 mm (0,082 polegadas).

O núcleo trançado foi trançado em um equipamento de entrelaçamento na Wire RopeCompany em Montreal, Canadá. O cabo tinha um fio no centro, seis fios na primeira camadanuma posição à esquerda e, então, doze fios em uma segunda camada (externa), numa posi-ção à direita. Antes de serem enrolados juntos em formato helicoidal, os fios individuais foramfornecidos em carretéis separados que foram, então, colocados em dois carros movidos amotor do equipamento de entrelaçamento. O primeiro carro segurava os seis carretéis para aprimeira camada do cabo trançado final e o segundo carro segurava os doze carretéis para asegunda camada do cabo trançado. Os fios de cada camada foram colocados juntos na saídado carro e foram dispostos sobre o fio ou camada precedente. Durante o processo de entrela-çamento do cabo, o fio central foi puxado através do centro do carro, com cada carro adicio-nando uma camada ao cabo trançado. Os fios individuais adicionados em cada camada foramsimultaneamente puxados de seus respectivos carretéis, enquanto iam sendo rotacionados aoredor do eixo central do cabo pelo carro movido a motor. O resultado foi um núcleo trançadoem formato helicoidal.

O núcleo trançado foi envolvido com fita adesiva, usando-se um equipamento decolocação de fita convencional (Cabeçote de aplicação de fita concêntrico modelo 300 daWatson Machine International, Paterson, NJ1 EUA). A parte posterior da fita era uma fita depapel alumínio com fibra de vidro, e tinha um adesivo de silicone sensível à pressão (obtidosob a designação comercial "FOIL/GLASS CLOTH TAPE 363" junto à 3M Company, St. Pa-ul, MN, EUA). A espessura total da fita 18 era de 0,18 mm (0,0072 polegadas). A fita tinha1,90 cm (0,75 polegadas) de largura.

O diâmetro no núcleo terminado era nominalmente 10,4 ± 0,25 mm (0,410 ±0,01 polegadas) e os comprimentos de extensão das camadas entrelaçadas eram nominal-mente 41,1 cm (16,2 polegadas) com uma extensão à esquerda para a primeira camada e68,8 cm (27,1 polegadas) e com uma extensão à direita para a segunda camada (externa).

Os fios de liga de alumínio foram preparados com hastes de alumínio/zircônio (de9,8 mm (0,386 polegadas) de diâmetro); obtidos junto à Lamifil N.V., Hemiksem, Bélgica, sob adesignação comercial "ZTAL"). Propriedades exigidas mínimas são uma resistência à tração de120,0 MPa (17.400 psi), um alongamento de 10,0%, e uma condutividade elétrica de 60,5%IACS. As hastes foram trazidas à temperatura ambiente usando-se cinco matrizes, conforme éconhecido na técnica. As matrizes de estiramento (obtidas junto à Bronson & Bratton, Burr Rid-ge, IL) foram feitas de carbureto de tungstênio e tinham uma superfície de matriz altamente poli-da, conforme recebidas. A geometria da matriz de carbureto de tungstênio tinha um ângulo deentrada de 60°, um ângulo de redução de 16 a 18°, um comprimento de rolamento de 30% dodiâmetro da matriz, e um ângulo de relevo posterior de 60°. A matriz foi Iubrificada e resfriadausando-se um óleo de estiramento. O sistema de estiramento liberou o óleo a uma taxa ajustadana faixa de 60-100 litros por minuto por matriz, com a temperatura ajustada na faixa de 40-50°C.

Esse fio foi, então, enrolado em carretéis. Várias propriedades dos fios resultantesproduzidos a partir das respectivas 6 hastes de matéria-prima estão mencionadas na tabela2, abaixo.

TABELA 2

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O cabo usado para teste de roldana foi feito como um lote de oito cabos, usando-seos fios dos 6 fios diferentes apresentados na tabela 2, acima. Haviam 26 carretéis carrega-dos no equipamento de entrelaçamento, 10 fios para entrelaçamento da primeira camadainterna, 16 fios para entrelaçamento da segunda camada externa, e fio foi tirado de um sub-conjunto desses para teste, que eram os "carretéis de amostra".

Um cabo foi produzido pela Nexans, Weyburn, SK, Canadá, usando-se uma má-quina de entrelaçamento com sistema planetário de transmissão convencional, bem comoo núcleo e os fios (internos e externos). Um desenho esquemático do aparelho 180 parafabricação do cabo é mostrado nas Figuras 8, 8A e 8B.

A bobina do núcleo 181 foi fornecida no início de uma máquina de entrelaçamentocom sistema planetário de transmissão convencional 180, sendo que a bobina 181 estavalivre para rodar, com uma tensão capaz de ser aplicada por meio de um sistema de freio. Atensão aplicada ao núcleo durante o desenrolamento foi de 45 kg (100 Ibs.). O núcleo foitrazido à temperatura ambiente (cerca de 23°C (73°F)). O núcleo foi enrolado ao redor docentro dos carretéis 182, 183, através de matrizes de fechamento 184 e185, ao redor de ummecanismo de cabrestante 186 e fixado à bobina convencional de enrolamento ((de 152 cm(60 polegadas de diâmetro)) 187.

Antes da aplicação de camadas 189 de entrelaçamento externas, fios individuais fo-ram fornecidos em carretéis separados 188 que foram colocados em um certo número decarros movidos a motor 182 e 183 do equipamento de entrelaçamento. A faixa de tensãonecessária para puxar o fio 89 dos carretéis 188 foi ajustada para ficar na faixa de 11-14 kg(25-30 Ibs.). Estações de entrelaçamento consistem em um carro e uma matriz de saída. Emcada estação de entrelaçamento, fios 189 de cada camada foram colocados juntos na saídade cada carro nas matrizes de saída 184 e 185, respectivamente, e dispostos sobre um fiocentral ou sobre a camada precedente, respectivamente. Deste modo, o núcleo passou a-través de duas estações de entrelaçamento. Na primeira estação 10, fios foram trançadossobre o núcleo numa posição à esquerda. Na segunda estação 16, fios foram trançadossobre a camada anterior numa posição à direita.

O material do núcleo e os fios de uma dada camada foram colocados em contatopor meio de uma matriz de fechamento 184 e 185, conforme aplicável. As matrizes de fe-chamento eram cilindros (vide Figuras 8A e 8B) e foram mantidas em posição mediante ouso de parafusos. As matrizes foram feitas de náilon e eram capazes de ser completamentefechadas.

O cabo terminado foi passado através de um mecanismo de cabrestante 186, e foi,por fim, enrolado em uma bobina de enrolamento 187 (de 107 cm de diâmetro(42 polegadas)).

A camada interna consistiu em 10 fios com uma camada externa de 19,3 mm(0,760 polegadas) de diâmetro, uma massa por unidade de comprimento da camada interna de422 kg/km (283,2 Ibs./kft.) com uma extensão à esquerda de 27,4 cm (10,8 polegadas). Os blo-cos de fechamento (produzidos a partir de náilon) para a camada interna foram ajustados a umdiâmetro interno de 19,3 mm (0,760 polegadas). Desde modo, os blocos de fechamento foramajustados exatamente no mesmo diâmetro que o diâmetro do cabo.

A camada externa consistiu em 16 fios, com uma camada externa de 28,1 mm(1,106 polegadas), com uma massa por unidade de comprimento da camada externa dealumínio de 691,0 kg/km (463,1 Ibs./kft.) com uma extensão à direita de 30 cm(11,8 polegadas). A massa total por unidade de comprimento dos fios de liga de alumínio foide 1.109 kg/km (743,6 Ibs./kft.), a massa total por unidade de comprimento do núcleo foi de229,0 kg/km (153,5 Ibs./kft.) e a massa condutora total por unidade de comprimento foi de1.342 kg/km (899,8 Ibs./kft.). Os blocos de fechamento (produzidos a partir de náilon) para acamada externa foram ajustados a um diâmetro interno de 28 mm (1,1 polegadas). Desdemodo, os blocos de fechamento foram ajustados exatamente no mesmo diâmetro que o di-âmetro final do cabo.

A tensão do fio interno e do fio externo (como carretéis de desenrolamento) foi me-dida usando-se um medidor de tensão de mão (obtido junto à McMaster-Card, Chicago, IL,EUA) e ajustado para ficar na faixa de 13,5-15 kg (29-33 lbs.) e a tensão de desenrolamentodo núcleo foi ajustada por interrupção, usando-se o mesmo método de medição dos carre-téis a cerca de 90 kg (198 Ibs.). Adicionalmente, nenhum alinhador foi usado, e o cabo foienrolado. O núcleo foi trazido à temperatura ambiente (cerca de 23°C (73°F)).

Com referência à Figura 9, uma instalação para teste 200 foi empregada para testaro cabo condutor 202 resultante, utilizando-se o seguinte método de teste. Uma seção de12,2 metros (40 pés) do cabo condutor 202 foi estendida de forma linear sobre o chão. Umaúnica 49 peça de metro (160 pés) de corda de baixa extensão 204 (obtido junto à Wall In-dustries, Spencer, SC, EUA, sob a designação comercial "UNILINE") foi unida a cada extre-midade do cabo condutor 202 usando-se alças de estiramento (não mostradas), formandoum laço de 61 metros (200 pés). Em particular, em cada extremidade da corda de baixa ex-tensão, emendas de malha metálica foram instaladas, e em cada extremidade da seção docabo condutor, emendas de malha metálica foram unidas. Os laços da emenda de malhametálica nas extremidades da corda 204 e do cabo condutor 202 foram colocados juntos efixados juntos usando-se um acoplamento giratório (não mostrado). A seção do cabo condu-tor do laço foi, então, cortada pela metade e reconectada com uma emenda flexível de ten-são integral 206 (obtida junto à Preformed Line Products, Cleveland1 OH, EUA, sob a desig-nação comercial "THERMOLIGN"; número de peça TLSP-795). Extremidades da emenda206 foram cobertas com fita para evitar que as hastes da emenda 206 ficassem presas naroldana 214.

O laço resultante contendo a corda de baixa extensão 204, o cabo condutor 202 e aemenda 206 foi, então, instalado na instalação para teste 200. A instalação para teste 200consistia de três roldanas, a primeira, uma roldana de orientação fixa 210 para guiar o laçode corda 204, o cabo condutor 202 e a emenda 206 na direção indicada pela seta, a segun-da, uma roldana de tensão variável 212 para dar força (F) ao laço, e a terceira, uma roldana214 equipada com uma célula de carga 216. A primeira roldana de orientação fixa 210 tinhaum diâmetro de 140 cm (55 polegadas), a segunda roldana de tensão variável 212 tinha umdiâmetro de 140 cm (55 polegadas), e a terceira roldana 214 tinha um diâmetro de 92 cm(36 polegadas). O cabo condutor 202 e a emenda 206 foram puxados sobre a terceira rol-dana 214 a um ângulo de inserção θ de 18,7 graus a uma % de tensão RBS na faixa de16,3% a 17,3%.

O ângulo de inserção θ foi ajustado alterando-se a posição da segunda roldana 212ou ajustando-se o comprimento do laço de corda 204, cabo condutor 202 e emenda 204.Ângulos de ruptura previstos foram ajustados no campo, e ângulos de ruptura reais forammais tarde medidos com precisão por processamento de imagem de fotografias digitais dainstalação para teste 200. A % de tensão RBS (T) no laço foi monitorada usando-se a forçaresultante (R) medido pela célula de carga 216, usando-se a equação T = R/2sin(0/2). Du-rante o teste, a % de tensão RBS oscilou devido ao estiramento do laço e foi ajustada a par-tir da segunda roldana 212, durante o teste.

O cabo condutor 202 e a emenda 206 circularam sobre a terceira roldana 214 medi-ante ao estiramento do cabo condutor 202 e da emenda 206 sobre a terceira roldana 214,parando o cabo condutor 202 e a emenda 206 antes de passar sobre a primeira ou a segundaroldana 210 ou 212, removendo, então, a tensão na corda 204, no cabo condutor 202 e naemenda 206 do laço, e reiniciando a seqüência. Durante a circulação, os operadores do testeprocuraram por qualquer ruído acústico, como "cliques", o que indicaria uma ruptura no núcleodo fio compósito. Depois de circular o cabo condutor 202 e a emenda 206 vinte vezes sobre aterceira roldana 214, o cabo condutor 202 e a emenda 206 foram desmontados e os fios docabo condutor foram visualmente inspecionados a procura de danos. A inspeção visual dosfios indicou que não houveram danos significativos. Adicionalmente, a emenda 206 não mos-trou sinais de distorção ou deformação permanente. Além disso, nenhum clique ou outros avi-sos sonoros foram observados. Conseqüentemente, concluiu-se que não houveram danossignificativos ao cabo ou emenda.

EXEMPLO 2

O procedimento descrito no exemplo 1 foi seguido para o exemplo 2, exceto pelofato de que a terceira roldana 214 era um conjunto de seis roldanas móveis de 18 cm(7 polegadas) de diâmetro dispostas ao longo de um arco de 45 graus para definir um raioeficaz geral de 152 cm (60 polegadas) e o teste foi realizado a um ângulo de inserção θ de29,6 graus e a uma % de tensão RBS na faixa de 9,7% a 11%. Após circular sobre a terceiraroldana 214 3 vezes, o cabo condutor 202 e a emenda 206 foram desconectados e os fiosdo cabo condutor foram visualmente inspecionados a procura de danos. Nenhum clique ououtro aviso sonoro foi observado. A inspeção visual dos fios indicou que não houveram da-nos significativos. Adicionalmente, a emenda 206 não mostrou sinais de distorção ou defor-mação permanente. Conseqüentemente, concluiu-se que não houveram danos significativosao cabo ou emenda.EXEMPLO 3

O procedimento descrito no exemplo 2 foi seguido para o exemplo 3, exceto pelofato de que a terceira roldana 214 era o mesmo conjunto de seis roldanas móveis de 18 cm(7 polegadas) de diâmetro com o teste realizado a um ângulo de inserção de 33,8 graus e auma % de tensão RBS na faixa de 16,6% a 17,4%. Após circular sobre a terceira roldana214 três vezes, o cabo condutor 202 e a emenda 206 foram desconectados e os fios do ca-bo condutor foram visualmente inspecionados a procura de danos. Nenhum clique ou outroaviso sonoro foi observado. A inspeção visual dos fios indicou que não houveram danossignificativos. Adicionalmente, a emenda 206 não mostrou sinais de distorção ou deforma-ção permanente. Conseqüentemente, concluiu-se que não houveram danos significativos aocabo ou emenda.

EXEMPLO 4

O procedimento descrito no exemplo 2 foi seguido para o exemplo 4, exceto pelofato de que a terceira roldana 214 era o mesmo conjunto de seis roldanas móveis de 18 cm(7 polegadas) de diâmetro, com o teste sendo realizado a um ângulo de inserção de39 graus e a uma % de tensão RBS na faixa de 10,1% a 10,6%. Após circular sobre a rolda-na de teste três vezes, o cabo condutor 202 e a emenda 206 foram desconectados e os fiosdo cabo condutor foram inspecionados visualmente a procura de danos. Nenhum clique ououtro aviso sonoro foi observado. A inspeção visual dos fios indicou que não houveram da-nos significativos. Adicionalmente, a emenda 206 não mostrou sinais de distorção ou defor-mação permanente. Conseqüentemente, concluiu-se que não houveram danos significativosao cabo ou emenda.

EXEMPLO COMPARATIVO A

O procedimento descrito no Exemplo 1 foi seguido para o exemplo comparativo A,exceto pelo fato de que a terceira roldana 214 tinha um diâmetro de 71 cm (28 polegadas),com o teste sendo realizado a um ângulo de inserção de 33 graus e a uma % de tensão RBSna faixa de 8,7% a 10,1%. Adicionalmente, não se aplicou nenhuma emenda, a seção do cabocondutor foi contínua. Além disso, o laço não foi descarregado e invertido após cada ciclo,mas foi guiado de maneira contínua ao redor de todo o laço enquanto estava sob a tensão deteste. Após o primeiro ciclo, um "clique" audível foi escutado conforme o cabo condutor 202saiu da terceira roldana 214, na região da emenda de malha metálica, na extremidade final docabo condutor 202. O teste foi interrompido após 5 ciclos. Após circular sobre a terceira rolda-na 214 cinco vezes, o cabo condutor 202 foi desconectado e os fios do cabo condutor foramvisualmente inspecionados a procura de danos. A inspeção visual dos fios indicou que haviaum fio do núcleo rompido na transição do cabo condutor 202 à emenda de malha metálica dolado da extremidade final do cabo condutor 202. Os fios restantes estavam intactos e não indi-caram outros danos significativos. Conseqüentemente, concluiu-se que houveram danos signi-ficativos ao cabo condutor 202, devido à presença da emenda de malha metálica.

EXEMPLO COMPARATIVO B

O procedimento descrito no exemplo comparativo A foi seguido para o exemplocomparativo B1 exceto pelo fato de que, apesar do fato de que a terceira roldana 214 teveo mesmo diâmetro de 71 cm (28 polegadas), o teste foi realizado a um ângulo de inserçãode 33 graus e a uma % de tensão RBS na faixa de 7,3% a 7,9%. Após circular sobre aterceira roldana 214 vinte vezes, o cabo condutor 202 foi desconectado e os fios do cabocondutor foram visualmente inspecionados a procura de danos. Nenhum clique ou outroaviso sonoro foi observado. A inspeção visual dos fios indicou que não houveram danossignificativos. Conseqüentemente, concluiu-se que não houveram danos significativos aocabo condutor 202.

Muito embora as modalidades específicas tenham sido ilustradas e descritas nopresente documento, será avaliado pelos elementos versados na técnica que uma variedadede implementações alternativas e/ou equivalentes podem servir como substitutas para asmodalidades específicas mostradas e descritas sem divergir do escopo da presente inven-ção. Esta aplicação é destinada a cobrir quaisquer adaptações ou variações das modalida-des específicas aqui discutidas. Portanto, destina-se que esta invenção seja limitada apenaspelas reivindicações e pelos equivalentes das mesmas.

Claims

1. Método de instalação de um cabo de transmissão elétrica, CARACTERIZADOpelo fato de que compreende:fornecer um primeiro cabo que compreende pelo menos um fio compósito, com oprimeiro cabo contendo uma primeira extremidade e uma segunda extremidade;fornecer um segundo cabo que compreende pelo menos um fio compósito, o segun-do cabo contendo uma primeira extremidade e uma segunda extremidades, sendo que cadaum dos fios compósitos do primeiro e do segundo cabo compreende uma pluralidade de fibrassubstancialmente contínuas que se estendem longitudinalmente em um material de matriz;unir a segunda extremidade do primeiro cabo com a primeira extremidade do se-gundo cabo por meio de uma emenda flexível de tensão integral;guiar a primeira extremidade do primeiro cabo através de um primeiro conjunto deroldanas;puxar o primeiro cabo através do primeiro conjunto de roldanas até a segunda ex-tremidade do primeiro cabo; epuxar a emenda flexível de tensão integral através do primeiro conjunto de roldanas.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que apluralidade de fibras substancialmente contínuas que se estendem longitudinalmente é sele-cionada de uma dentre fibras de cerâmica, fibras de carbono e misturas das mesmas.

3. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que omaterial de matriz de cada um dos fios compósitos é um metal selecionado a partir de um dealumínio, titânio, zinco, estanho, magnésio e ligas dos mesmos.

4. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que omaterial de matriz de cada um dos fios compósitos é um polímero.

5. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que aemenda flexível de tensão integral é uma emenda de haste helicoidal de tensão integral.

6. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que aemenda flexível de tensão integral é puxada através do primeiro conjunto de roldanas emum ângulo de inserção em uma faixa de cerca de 10 graus a cerca de 40 graus.

7. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que oprimeiro e o segundo cabos têm cada um uma resistência à ruptura nominal, e sendo que aemenda flexível de tensão integral é puxada através do primeiro conjunto de roldanas a umatensão em uma faixa de cerca de 5% a cerca de 20% das resistências à ruptura nominais decada um do primeiro e do segundo cabos.

8. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que oprimeiro e o segundo cabos são isentos de um núcleo de aço.

9. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que oprimeiro conjunto de roldanas compreende uma disposição de roldanas dispostas ao longode um arco.

10. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de queguiar a primeira extremidade do primeiro cabo através da roldana compreende:puxar o primeiro e o segundo cabos ao longo de uma trajetória direta a partir de umcarretei, mantendo o primeiro e o segundo cabos através do primeiro conjunto de roldanas.

11. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato decompreender adicionalmente:guiar a primeira extremidade do primeiro cabo do primeiro conjunto de roldanas a-través de um segundo conjunto de roldanas, com o primeiro e o segundo conjuntos de rol-danas espaçados entre si para definir uma distância de afastamento;puxar o primeiro cabo através do segundo conjunto de roldanas até a segunda ex-tremidade do primeiro cabo; epuxar a emenda flexível de tensão integral através do segundo conjunto de rolda-nas.

12. Método, de acordo com a reivindicação 11, CARACTERIZADO pelo fato de quea distância de afastamento está em uma faixa de cerca de 61 a cerca de 488 m (cerca de-200 a cerca de 1.600 pés).

13. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de queo primeiro conjunto de roldanas define um raio de curvatura geral de pelo menos cerca de91 cm (36 polegadas).

14. Método de instalação de um cabo de transmissão elétrica, CARACTERIZADOpelo fato de compreender:fornecer um cabo de transmissão elétrica que se estende a partir de uma primeiraextremidade até uma segunda extremidade, sendo que tal cabo inclui uma emenda flexívelde tensão integral entre a primeira extremidade e a segunda extremidade, com o cabo detransmissão elétrica compreendendo pelo menos uma estopa de fibras substancialmentecontínuas, posicionadas longitudinalmente em um material de matriz; epuxar a emenda flexível de tensão integral através de um primeiro conjunto deroldanas.

15. Método, de acordo com a reivindicação 14, CARACTERIZADO pelo fato decompreender adicionalmente:puxar a emenda flexível de tensão integral através de um conjunto de roldanassubseqüente.

16. Método, de acordo com a reivindicação 14, CARACTERIZADO pelo fato de queo cabo de transmissão elétrica se estende por um comprimento de pelo menos cerca de 299metros (980 pés) entre a primeira extremidade e a segunda extremidade.

17. Método, de acordo com a reivindicação 14, CARACTERIZADO pelo fato de quea emenda flexível de tensão integral compreende uma pluralidade de hastes enroladas emformato helicoidal.

18. Método, de acordo com a reivindicação 14, CARACTERIZADO pelo fato de queas estopas de fibras substancialmente contínuas posicionadas longitudinalmente são sele-cionadas a partir do grupo consistindo em fibras cerâmicas, fibras de carbono e misturas dasmesmas, e sendo que o material de matriz é selecionado do grupo consistindo em alumínioe ligas do mesmo, titânio e ligas, do mesmo, zinco e ligas do mesmo, estanho e ligas domesmo, magnésio e ligas do mesmo, e polímeros.

19. Método, de acordo com a reivindicação 14, CARACTERIZADO pelo fato deque o cabo de transmissão elétrica é fornecido em um carretei posicionado em uma pri-meira altura, sendo que o primeiro conjunto de roldanas é mantido a uma segunda altura,maior que a primeira altura do carretei.

20. Método, de acordo com a reivindicação 14, CARACTERIZADO pelo fato de queo cabo de transmissão elétrica tem um diâmetro mínimo de roldana associado a ele, e sendoque a primeira roldana tem um diâmetro maior que o diâmetro de roldana nominal.