Un cable de tierra óptico (también conocido como OPGW o, en el estándar IEEE, cable de tierra aéreo compuesto de fibra óptica ) es un tipo de cable que se utiliza en líneas eléctricas aéreas . Dicho cable combina las funciones de puesta a tierra y comunicaciones . Un cable OPGW contiene una estructura tubular con una o más fibras ópticas , rodeadas por capas de alambre de acero y aluminio . El cable OPGW se tiende entre las cimas de las torres de alta tensión . La parte conductora del cable sirve para unir las torres adyacentes a la tierra y protege los conductores de alta tensión de la caída de rayos . Las fibras ópticas dentro del cable se pueden utilizar para la transmisión de datos a alta velocidad, ya sea para los fines propios de protección y control de la línea de transmisión de la empresa eléctrica, para la comunicación de voz y datos de la propia empresa, o se pueden arrendar o vender a terceros. partes para servir como interconexión de fibra de alta velocidad entre ciudades. [1]
La fibra óptica en sí misma es un aislante y es inmune a la línea de transmisión de energía y a la inducción de rayos , al ruido eléctrico externo y a la diafonía . Normalmente, los cables OPGW contienen fibras ópticas monomodo con baja pérdida de transmisión, lo que permite la transmisión a larga distancia a altas velocidades. La apariencia exterior de OPGW es similar a la del cable reforzado con acero con conductor de aluminio (ACSR) que normalmente se utiliza para cables blindados.
BICC patentó un cable OPGW en 1977 [1] y la instalación de cables ópticos de tierra se generalizó a partir de la década de 1980. En el año 2000, en el año pico, se instalaron alrededor de 60.000 km de OPGW en todo el mundo. Asia, especialmente China, se ha convertido en el mayor mercado regional para OPGW utilizado en la construcción de líneas de transmisión. [2]
Se fabrican varios estilos diferentes de OPGW. En un tipo, se colocan entre 8 y 48 fibras ópticas de vidrio en un tubo de plástico. El tubo se inserta en un tubo de acero inoxidable, aluminio o acero recubierto de aluminio, dejando algo de fibra suelta para evitar tensiones en las fibras de vidrio. Los tubos protectores se llenan de grasa para proteger la unidad de fibra del agua y para proteger el tubo de acero de la corrosión, los intersticios del cable se llenan de grasa. El tubo se trenza en el cable con aluminio, aleación de aluminio o hilos de acero, similar a un cable ACSR. Los hilos de acero proporcionan resistencia y los hilos de aluminio proporcionan conductividad eléctrica. Para cantidades de fibras muy grandes, hasta 144 fibras en un cable, se utilizan varios tubos.
En otros tipos, una varilla de aluminio tiene varias ranuras en espiral en el exterior, en las que se colocan las fibras en tubos amortiguadores. La unidad de fibra se cubre con una cinta de plástico o acero y el conjunto se rodea con hilos de aluminio y acero.
Las fibras individuales pueden estar en tubos de "protección suelta", donde el diámetro interior del tubo es mayor que el diámetro exterior de la fibra, o pueden estar "protegidos herméticamente", donde el protector de plástico se recubre directamente sobre el vidrio. Las fibras para OPGW son del tipo monomodo . [1]
Las empresas de servicios públicos utilizan la fibra óptica como alternativa a los sistemas privados de microondas punto a punto, a los portadores de líneas eléctricas o a los circuitos de comunicación sobre cables metálicos.
OPGW como medio de comunicación tiene algunas ventajas sobre el cable de fibra óptica enterrado . El coste de instalación por kilómetro es inferior al de un cable enterrado. Efectivamente, los circuitos ópticos están protegidos del contacto accidental por los cables de alto voltaje que se encuentran debajo (y por la elevación del OPGW desde tierra). Es poco probable que un circuito de comunicaciones transportado por un cable OPGW aéreo resulte dañado por trabajos de excavación, reparaciones de carreteras o instalación de tuberías enterradas. Dado que las dimensiones generales y el peso de un OPGW son similares a los del cable de conexión a tierra normal, las torres que sostienen la línea no experimentan carga adicional debido al peso del cable, el viento y las cargas de hielo.
Una alternativa a OPGW es el uso de cables de alimentación para soportar un haz de fibras instalado por separado. Otras alternativas incluyen conductores de energía compuestos con fibra (OPCC), cable de fibra óptica envuelto ( SkyWrap u OPAC ) o el uso de torres de transmisión para soportar un cable de fibra autoportante totalmente dieléctrico independiente sin elementos conductores.
Una empresa de servicios públicos puede instalar muchas más fibras de las que necesita para sus comunicaciones internas, tanto para cubrir necesidades futuras como para arrendar o vender a empresas de telecomunicaciones. Las tarifas de alquiler de estas " fibras oscuras " (repuestos) pueden proporcionar una valiosa fuente de ingresos para la empresa eléctrica. Sin embargo, cuando los derechos de vía para una línea de transmisión han sido expropiados a los propietarios de tierras, ocasionalmente se ha restringido a las empresas de servicios públicos de tales acuerdos de arrendamiento sobre la base de que el derecho de vía original solo se otorgó para la transmisión de energía eléctrica. [3]
OPGW se puede utilizar para la detección distribuida de temperatura, lo que ayuda a identificar posibles puntos problemáticos a lo largo de las líneas eléctricas. Esto es valioso para detectar y localizar fallas, como puntos críticos o secciones dañadas, antes de que provoquen problemas más importantes. Las fibras ópticas dentro de OPGW permiten a las empresas de servicios públicos monitorear el estado y el rendimiento de las líneas eléctricas. Estos datos en tiempo real pueden ser cruciales para la detección temprana de fallas o problemas potenciales, lo que permite tiempos de respuesta más rápidos y mantenimiento preventivo. [ cita necesaria ]
OPGW facilita la implementación de tecnologías de redes inteligentes al proporcionar una columna vertebral de comunicación. Permite el intercambio de datos entre varios componentes de la red eléctrica, lo que permite un mejor monitoreo y control para mejorar la eficiencia y confiabilidad.
Las líneas de distribución de bajo voltaje también pueden llevar cables OPGW para unión y comunicaciones; sin embargo, las empresas de servicios públicos también pueden instalar cables autoportantes totalmente dieléctricos (ADSS) en las líneas de postes de distribución. Estos cables son algo similares a los utilizados para la distribución de telefonía y televisión por cable.
Si bien OPGW se instala fácilmente en construcciones nuevas, las empresas eléctricas consideran que la mayor capacidad de la fibra es tan útil que se han elaborado técnicas para reemplazar los cables de tierra con OPGW en líneas energizadas. Se utilizan técnicas de trabajo con líneas vivas para volver a trenzar las torres y OPGW reemplaza los cables de blindaje aéreos de tipo totalmente metálico. [4]
La instalación de OPGW requiere cierta planificación adicional porque no es práctico empalmar un cable OPGW a mitad del tramo; Las longitudes de cable compradas deben coordinarse con los tramos entre torres para evitar desperdicios. Cuando se deben unir fibras entre tramos, se instala una caja de empalmes resistente a la intemperie en una torre; Se utiliza una caja similar para realizar la transición del OPGW a un cable de fibra de planta externa para conectar las fibras al equipo terminal. [5]
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