Artículos Técnicos

Tecnologías de Fibra óptica en las instalaciones eléctricas

Fibra óptica para servicios eléctricos

Las empresas de servicios eléctricos tienen redes que se utilizan para transmitir y distribuir energía eléctrica en un área geográfica extensa. En sus áreas de servicio habrá centrales eléctricas, fuentes de energía alternativas (solar, eólica, geotermia, etc.), subestaciones de distribución y microrredes. Estas redes deben monitorearse y administrarse para garantizar una energía confiable para los clientes de la empresa de servicios públicos. Para monitorear y administrar redes, utilizan una variedad de medios de comunicación, incluido el tendido de cables de fibra óptica a lo largo de las torres de transmisión y distribución, enlaces de radio y la contratación de servicios de comunicaciones de telefonía fija y celular con operadores de telecomunicaciones.

Las empresas de servicios públicos construyen redes de fibra óptica de manera similar a como otras las construyen, aéreas y subterráneas, pero también mezclan cables aéreos en sus cables de distribución de energía, compartiendo torres y postes. Para hacer esto, utilizan algunos tipos de cables muy diferentes. Además del uso de cables especiales en torres o postes de transmisión y distribución, la instalación de cables de fibra óptica para servicios públicos puede requerir el cierre de la distribución eléctrica para la instalación, aunque algunas instalaciones son posibles sin cierre. 

Cables aéreos para distribución eléctrica

Las empresas eléctricas tienen varios cables disponibles para su uso en torres de transmisión y postes. Además de los cables tradicionales atados a mensajeros, cables en forma de 8 o cables ADSS, las empresas de servicios públicos pueden construir enlaces de transmisión utilizando cable de tierra óptico (OPGW) o conductor de fase de potencia óptica (OPPC), cables que incluyen conductores metálicos y de fibra, o cable conectado a potencia óptica (OPAC) que se envuelve alrededor de conductores de potencia o de tierra. La aplicación de estos cables se muestra en el siguiente dibujo. No son tecnologías nuevas, ya que se desarrollaron en la década de 1980 y se utilizaron en todo el mundo.

Conductores eléctricos con fibras (OPGW, OPPC)

Otro tipo de cable aéreo de fibra óptica combina cables de distribución eléctrica con fibras ópticas dentro de los conductores. Hay dos tipos de estos cables, cables OPGW (cable de tierra de potencia óptica) y cables OPPC (conductor de fase de potencia óptica). Estos cables se instalan en postes o torres en la misma posición que los cables conductores normales.

Los cables OPGW y OPPC no son un concepto nuevo. Las primeras patentes de dichos cables datan de 1977 y se han utilizado regularmente desde mediados de la década de 1980. Las fibras ópticas generalmente se encuentran en el medio del cable en un tubo de metal sellado y están rodeadas por miembros de refuerzo de acero y conductores de aluminio. Dado que las fibras son de vidrio e inmunes a las interferencias eléctricas, la fibra no se ve afectada por la energía eléctrica que se transmite ni perturba las funciones de los conductores.

Estos cables generalmente usan fibras monomodo para enlaces largos. Los empalmes se requieren periódicamente, por supuesto, y eso generalmente se realiza en el suelo y los empalmes protegidos en recintos adjuntos a las torres o dentro de los edificios necesarios para el equipo de comunicaciones.

La instalación o reparación de OPGW u OPPC debe dejarse en manos de personal de servicios públicos con experiencia, excepto el empalme que puede realizar el personal de instalación de fibra en el suelo, supervisado por personal de servicios públicos.

Cable de alimentación óptica adjunto (OPAC)

OPAC (cable de alimentación óptica adjunto) es un tipo de cable de fibra óptica que se instala conectándolo a un conductor principal a lo largo de las líneas eléctricas aéreas. Los cables OPAC se pueden instalar en cables de tierra o conductores de fase existentes, incluso OPGW u OPCC para ampliar la capacidad de comunicaciones. Los cables OPAC se han instalado en tramos de más de 2 km y alturas de torre de más de 200 m.

El método de fijación es generalmente enrollar el cable alrededor del cable de alimentación utilizando un equipo de instalación especial llamado «tirón», pero algunos fabricantes afirman que es posible amarrar o sujetar el cable de fibra óptica al conductor de alimentación. Esta instalación de cables mediante envoltura se conoce a menudo como «Sky-Wrap», un nombre comercial de AFL, uno de los proveedores. Al igual que OPGW, OPAC se ha utilizado desde la década de 1980 y está disponible en varios proveedores.

Equipo de instalación SkyWrap en uso (AFL)

Los cables OPAC son todos dieléctricos, pequeños y livianos para permitir envolver conductores sin agregar demasiado peso o volumen. Debido a la limitación de tamaño, los cables OPAC tienen menor número de fibras, pero en algunos casos se pueden instalar dos cables en un conductor. Los cables OPAC se han instalado en tramos de> 2 km y más de 200 m de altura.

Las cubiertas de los cables están diseñadas para resistir la abrasión causada por el deslizamiento del cable conductor, las temperaturas extremas y el clima exterior, incluida la acumulación de hielo. Debido a la envoltura ajustada, generalmente alrededor de 1 m por envoltura, y la tensión en el cable, generalmente se usa un diseño de tubo holgado y se proporciona una longitud de fibra adicional para evitar la tensión en las fibras.

Los cables OPAC se pueden instalar en la mayoría de los cables incluso en condiciones de tensión. Están diseñados para adaptarse a empalmes de tensión. Si se instalan bolas marcadoras de aviones, amortiguadores de vibraciones u otros dispositivos en el cable, es necesario quitarlos antes de la instalación del OPAC. Algunos de estos dispositivos pueden reinstalarse después de la instalación del OPAC. Se requieren dispositivos especiales para evitar descargas coronales cerca de torres y en caídas para empalmes porque los campos eléctricos altos alrededor de las líneas de transmisión de alto voltaje pueden causar descargas coronales que pueden dañar los cables.

Todos los cables dieléctricos autosuficientes (ADSS)

Todos los cables dieléctricos autoportantes (ADSS) están diseñados con miembros más resistentes y una cubierta más gruesa para tener la resistencia adecuada para soportar la tensión y el estrés ambiental de la instalación aérea. Los cables ADSS se pueden instalar sin mensajeros ni envolver otros cables. Estos cables requieren un hardware especial diseñado para sujetar el cable en la chaqueta correctamente sin causar daño al cable por cargas de alta tensión a largo plazo.

Si bien su construcción totalmente dieléctrica permite la instalación cerca de líneas eléctricas,Los cables ADSS generalmente se instalan en postes o torres debajo de las líneas eléctricas. La ubicación de los cables ADSS en postes o torres es importante porque los campos eléctricos altos alrededor de las líneas de transmisión de alto voltaje pueden causar descargas coronales que pueden dañar los cables. Los fabricantes de cables ADSS pueden brindar orientación sobre si los cables ADSS son apropiados y, de ser así, asistencia sobre dónde ubicar los cables en las torres y cualquier hardware especial que se requiera.

Paso de cable ADSS en poste de servicios públicos

Al igual que OPGW y OPPC, los empalmes en instalaciones ADSS generalmente se realizan en el suelo y los cierres se colocan en el poste.

Cables subterráneos

Si no es posible instalar cables aéreos, los cables se pueden colocar bajo tierra. Pero si los cables están bajo tierra cerca de los derechos de paso de las líneas eléctricas, se debe tener cuidado con los cables conductores (por ejemplo, blindados) o los cables localizadores de cables. Las fallas de las líneas de transmisión de alto voltaje pueden causar altas corrientes de tierra cerca de las torres que pueden dañar los cables conductores o localizadores. Este es otro tema que debe discutirse con personal capacitado.

Chozas de comunicaciones

cabañas de comunicaciones se colocan a lo largo de las líneas de transmisión donde se necesita la regeneración de la señal o donde se requieren conexiones o ramificaciones de las rutas de comunicaciones.

Diseño de redes de fibra óptica para servicios públicos

El diseño de una red de fibra óptica para una empresa eléctrica requiere un esfuerzo coordinado entre diseñadores e ingenieros conocedores de redes de fibra óptica y eléctricas, ya que en estas redes están involucrados muchos factores únicos.

Tabla de contenido: La guía de referencia de FOA para fibra óptica

Fuente: thefoa.org

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