El OPPC cable (Optical Phase Conductor) es un tipo de cable óptico especializado para la energía eléctrica. Este cable aéreo combina unidades de fibra óptica dentro de los conductores de fase, teniendo así una doble función en la línea de fase y la comunicación.
El OPPC cable se utiliza principalmente en redes de distribución suburbanas y rurales con voltajes inferiores a 110 kV, especialmente en nuevas líneas de 35 kV. En las redes de baja y media tensión, especialmente en las líneas de distribución de 35 kV o menos, algunas no requieren líneas de tierra, por lo que no se puede instalar OPGW. En estos casos, el OPPC se convierte en una alternativa adecuada.
La tecnología OPPC es similar a la de OPGW. Este tipo de cable aéreo integra unidades de fibra óptica en la estructura tradicional de la línea de fase de manera adecuada, convirtiéndose así en un conductor de fase óptica.
Tabla de contenidos
- Introducción al OPPC Cable
- Ventajas del OPPC Cable
- Selección y Diseño de OPPC Líneas
- Selección de diseño de OPPC de ZMS
Introducción al OPPC Cable
El OPPC cable reemplaza uno o varios de los alambres de acero en el cable aéreo ACSR tradicional con unidades de tubo de acero inoxidable para fibras ópticas. En su interior, contiene tubos de acero inoxidable y un núcleo de acero, mientras que en el exterior tiene alambres de aleación de aluminio. La capacidad máxima de fibras ópticas dentro del tubo de acero puede alcanzar hasta 144 núcleos.
El cable aéreo OPPC tiene ventajas destacadas, como OPGW y ADSS, al aprovechar plenamente los recursos abundantes de torres y rutas en el sistema eléctrico. Puede llenar efectivamente los vacíos en la red de automatización de la distribución de energía. Además, proporciona un canal para aplicaciones especiales como la medición de temperatura en líneas de transmisión y descongelación.
El conductor OPPC tiene una clasificación de voltaje máximo de uso de 420 kV y funciona de manera óptima. Su uso también es amplio en líneas de 35 kV y 10 kV en redes de distribución de baja y media tensión.
Rendimiento eléctrico del OPPC cable
Analizando la estructura del OPPC conductor, su resistividad, resistencia lineal de corriente continua y torsión en cada capa son similares a las del cable OPGW de igual especificación. Debido a que el OPPC conduce corriente continua permanente en el sistema trifásico, la temperatura de funcionamiento habitual es más alta que la del OPGW o la línea de tierra aérea cuando no hay cortocircuitos o rayos. Para las unidades de fibra óptica de tubo de acero inoxidable comunes, el índice de separación de aceite de fibra óptica generalmente se controla a 80°C, mientras que el OPPC utiliza un lubricante anticorrosivo resistente a altas temperaturas, con parámetros de temperatura generalmente controlados entre 100°C y 120°C.
Rendimiento óptico del OPPC cable
Las fibras ópticas en las unidades de fibra óptica del OPPC cable deben tener una longitud excedente para garantizar que no se estiren demasiado durante el uso. Para el OPPC, debido a la elongación estructural causada por el tendido y el tensado, el alargamiento por expansión térmica durante la operación y la deformación plástica por fluencia, los requisitos de longitud excedente de la fibra óptica son muy estrictos. Las unidades de fibra óptica en este cable aéreo deben contar con una buena protección mecánica para asegurar que las fibras ópticas no sean aplastadas. Para evitar que la humedad afecte la vida útil de la fibra óptica, esta debe colocarse en tubos sellados o adoptar otras medidas efectivas contra la humedad.
Ventajas del OPPC Cable
Ahorro
Al utilizar el OPPC cable en nuevas líneas:
- La construcción y el diseño de la línea se completan de una sola vez, lo que puede aumentar la eficiencia y reducir el costo del proyecto. Los requisitos de altura y resistencia de las torres aéreas pueden reducirse adecuadamente.
Al utilizar el OPPC cable en la renovación de líneas existentes:
- No es necesario cambiar las condiciones existentes de la línea, solo es necesario reemplazar una de las líneas de fase, y se requiere que el rendimiento del OPPC sea básicamente consistente con la línea de fase existente. Si las torres existentes de la línea son seguras y confiables, no se requiere una gran cantidad de trabajo de inspección y cálculo al reemplazar OPGW con OPPC.
Menor riesgo de ruptura por impacto de rayo
En comparación con el OPGW cable aéreo, el OPPC cable es seguro y confiable, equivalente a una línea de fase normal, y no aumenta la posibilidad de ruptura por impacto de rayo.
El cable OPGW tiene la función de tierra y comunicación en líneas de alta tensión, pero los eventos de rayos pueden afectar gravemente su comunicación y programación, lo que amenaza la seguridad de la red eléctrica.
Ventajas en resistencia a la formación de hielo
Actualmente, en las líneas eléctricas, no hay medios efectivos de descongelación para el cable de fibra óptica OPGW. Sin embargo, al utilizar el cable OPPC, debido a su temperatura de trabajo más alta, se puede mejorar significativamente la capacidad de resistencia a la formación de hielo de la línea.
Seguridad contra robos
Las cajas de empalmes del cable OPPC funcionan con energía en la línea, se instalan en aisladores de alta tensión y su posición de instalación es mucho más alta en comparación con OPGW y ADSS cables. Por lo tanto, la probabilidad de robo de las cajas de empalmes del OPPC se reduce considerablemente.
Selección y Diseño de OPPC Líneas
Principios de selección de cable aéreo
En líneas de transmisión de energía con voltajes más altos, generalmente hay líneas de tierra y de fase. En este tipo de líneas, la mejor opción es utilizar OPGW. Si por alguna razón no se puede implementar OPGW, las alternativas suelen ser ADSS y MASS.
En líneas de transmisión de energía con voltajes más bajos, generalmente no hay líneas de tierra, solo líneas de fase. En este tipo de líneas, la mejor opción es utilizar OPPC. Si por alguna razón no se puede implementar OPPC, las alternativas suelen ser ADSS.
Alcance de aplicación del OPPC cable
Teóricamente, el OPPC se puede aplicar en líneas de diversos niveles de voltaje. En algunas áreas, en las comunicaciones de sistemas de energía de red troncal de 110 kV a 1000 kV, OPGW se ha utilizado como línea de tierra de manera madura, por lo que el OPPC se utiliza principalmente en algunas líneas donde es difícil elegir cables de OPGW o ADSS:
- Líneas de 10 kV, 35 kV y algunas líneas de 66 kV que no tienen líneas de tierra o solo tienen líneas de tierra parciales, lo que impide la instalación de OPGW.
- Algunas líneas viejas de 110 kV donde es difícil recopilar datos de la línea y calcular la capacidad de carga de las torres, y donde es difícil o costoso modificar las cabezas de las torres.
- Limitaciones como distancias de seguridad insuficientes a tierra, incapacidad para resolver cruces, insuficiente resistencia de las torres, y cambios frecuentes de rutas que restringen el uso de cables de ADSS.
- Situaciones en las que el uso de cables ópticos comunes enfrenta desafíos de robo y mantenimiento, mientras que la comunicación por portadora está limitada por el clima y el terreno.
Principios de diseño de líneas
- El OPPC cable debe transportar corriente continua permanente en un sistema trifásico, por lo que se debe considerar el efecto de la alta temperatura continua en el rendimiento de transmisión de fibra óptica y en la vida útil de la fibra, así como la estabilidad térmica.
- Se debe garantizar que el OPPC tenga parámetros como diámetro, peso, sección transversal y características mecánicas y eléctricas similares a las de las otras dos líneas de fase.
- La resistencia o impedancia de corriente continua del OPPC también debe ser similar a la de las otras dos líneas de fase para evitar cambios de voltaje en el extremo remoto y mantener el equilibrio trifásico.
- Dado que las líneas de fase están energizadas, se deben usar accesorios de aislamiento especiales y cajas de empalmes especiales en las interconexiones intermedias y en las terminales de entrada de la subestación.
- Para aumentar la seguridad durante la construcción y la calidad del proyecto, y facilitar la futura reparación y mantenimiento, se recomienda que la longitud de las bobinas de OPPC cable no exceda los 3 km.
Selección de diseño de OPPC de ZMS
En teoría, el diseño del OPPC cable se basa en el número de fibras ópticas requeridas por el sistema y luego se determinan los parámetros de rendimiento mecánico y eléctrico que el OPPC debe cumplir según los parámetros de la línea de transmisión. Después de la licitación, los fabricantes calculan y ajustan los parámetros de rendimiento del OPPC de acuerdo con los requisitos de diseño, y una vez confirmada la correspondencia del diseño, el cable se produce en la fábrica.
El OPPC ha estado en uso durante más de una década desde la primera línea en 2005, y los principales fabricantes de cables tienen sus propios parámetros maduros basados en los modelos convencionales de conductores.
ZMS proveedor de cables suministró previamente un OPPC cable para una línea de 35 kV, con 24 fibras ópticas y un conductor de aluminio con alma de acero de sección transversal de 185 mm², utilizando el tipo LGJ-185/30.
Si hay alguna pregunta sobre la selección del OPPC cable, no dude en consultar a nuestro personal técnico.