Cable de tierra óptico

Un cable de tierra óptico (también conocido como OPGW o, en el estándar IEEE, un 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 conexión a tierra y comunicaciones . Un cable OPGW contiene una estructura tubular con una o más fibras ópticas en ella, rodeadas por capas de alambre de acero y aluminio . El cable OPGW se coloca entre las partes superiores de las torres eléctricas de alta tensión . La parte conductora del cable sirve para unir las torres adyacentes a tierra y protege los conductores de alta tensión de los rayos . Las fibras ópticas dentro del cable se pueden utilizar para la transmisión de datos a alta velocidad, ya sea para los propios fines de la empresa eléctrica de protección y control de la línea de transmisión, para la propia comunicación de voz y datos de la empresa, o pueden arrendarse o venderse a terceros para servir como una interconexión de fibra de alta velocidad entre ciudades. ^[1]

La fibra óptica en sí es un aislante y es inmune a la inducción de rayos y líneas de transmisión de energía , 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 externa de OPGW es similar a la del cable reforzado con acero y conductor de aluminio (ACSR) que se utiliza habitualmente para cables blindados.

En 1977, BICC patentó un cable OPGW ^[1] y la instalación de cables de tierra ópticos se generalizó a partir de los años 1980. En el año pico de 2000, 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 el 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 revestido de aluminio, dejando un trozo de fibra suelto para evitar que las fibras de vidrio se esfuercen. Los tubos de protección se rellenan con grasa para proteger la unidad de fibra del agua y, para proteger el tubo de acero de la corrosión, los intersticios del cable se rellenan con grasa. El tubo se trenza en el cable con hilos de aluminio, aleación de aluminio o acero, de forma similar a un cable ACSR. Los hilos de acero proporcionan resistencia y los hilos de aluminio proporcionan conductividad eléctrica. Para cantidades muy grandes de fibras, hasta 144 fibras en un cable, se utilizan varios tubos.

En otros tipos, una varilla de aluminio tiene varias ranuras en espiral alrededor de la parte exterior, en las que se colocan fibras en tubos de protección. La unidad de fibras está cubierta con una cinta de plástico o acero y el conjunto está rodeado de 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 "protegidas herméticamente", donde la protección plástica se aplica directamente sobre el vidrio. Las fibras para OPGW son de tipo monomodo . ^[1]

Las fibras ópticas son utilizadas por las empresas de servicios públicos como alternativa a los sistemas privados de microondas punto a punto, a las líneas eléctricas o a los circuitos de comunicación en cables metálicos.

El OPGW como medio de comunicación tiene algunas ventajas sobre el cable de fibra óptica enterrado . El costo de instalación por kilómetro es menor que el de un cable enterrado. En efecto, los circuitos ópticos están protegidos del contacto accidental por los cables de alta tensión que se encuentran debajo (y por la elevación del OPGW desde el suelo). Es poco probable que un circuito de comunicaciones transportado por un cable OPGW aéreo sufra daños por trabajos de excavación, reparaciones de carreteras o instalación de tuberías enterradas. Dado que las dimensiones y el peso generales de un OPGW son similares a los del cable de conexión a tierra normal, las torres que sostienen la línea no experimentan cargas adicionales debido al peso del cable, el viento y las cargas de hielo.

Una alternativa a la OPGW es el uso de cables de alimentación para soportar un haz de fibras instalado por separado. Otras alternativas incluyen conductores de alimentación 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 arrendarlas o venderlas 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 paso para una línea de transmisión han sido expropiados a los propietarios de tierras, en ocasiones se ha restringido a las empresas de servicios públicos la posibilidad de celebrar dichos contratos de arrendamiento sobre la base de que el derecho de paso original sólo se había concedido para la transmisión de energía eléctrica. ^{[3] [4]}

La tecnología 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 resulta valioso para detectar y localizar fallas, como puntos calientes o secciones dañadas, antes de que provoquen problemas más importantes. Las fibras ópticas dentro de la tecnología 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 requerida ]}

OPGW facilita la implementación de tecnologías de redes inteligentes al proporcionar una red troncal de comunicación. Permite el intercambio de datos entre varios componentes de la red eléctrica, lo que permite un mejor control y monitoreo para una mayor eficiencia y confiabilidad.

Las líneas de distribución de menor voltaje también pueden llevar cables OPGW para interconexión y comunicaciones; sin embargo, las empresas de servicios públicos también pueden instalar cables totalmente dieléctricos autoportantes (ADSS) en las líneas de postes de distribución. Estos cables son algo similares a los que se utilizan para la distribución de telefonía y televisión por cable.

Si bien la fibra óptica OPGW se instala fácilmente en construcciones nuevas, las compañías eléctricas consideran que la mayor capacidad de la fibra es tan útil que se han desarrollado técnicas para reemplazar los cables de tierra con OPGW en líneas energizadas. Se utilizan técnicas de trabajo en línea activa para volver a trenzar las torres con OPGW en lugar de los cables de blindaje aéreos de tipo totalmente metálico. ^[5]

La instalación de OPGW requiere una planificación adicional porque no es práctico empalmar un cable OPGW en el medio de un tramo; las longitudes de cable compradas deben coordinarse con los tramos entre torres para evitar el desperdicio. Cuando las fibras deben unirse entre tramos, se instala una caja de empalme resistente a la intemperie en una torre; se utiliza una caja similar para realizar la transición del OPGW a un cable de fibra óptica de planta externa para conectar las fibras al equipo terminal. ^[6]

• "IEEE 1138 Construcción estándar de cables aéreos de conexión a tierra de fibra óptica (OPGW) compuestos para uso en líneas de suministro eléctrico". 17 de marzo de 1994. Consultado el 7 de agosto de 2009 .