IOPPC es un nuevo tipo de fase compuesta de fibra óptica aislada, que se desarrolló a partir de OPPC (Conductor de Fase Óptica).
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En las líneas de transmisión aérea de energía eléctrica, la tecnología más madura y comúnmente utilizada para construir canales de transmisión de comunicación por fibra óptica es la fibra compuesta con cable de tierra OPGW. Se instala suspendida en la parte superior de las torres, sustituyendo uno o dos cables de tierra de protección aérea.
La siguiente opción es utilizar el cable de fibra óptica autoportante totalmente dieléctrico ADSS. Se instala suspendido en las torres en un espacio con un potencial adecuado por debajo de los conductores. Cuando no se cumplen las condiciones de instalación de ninguno de los dos, se puede utilizar el conductor de fase óptica compuesta OPPC.
El OPPC es un conductor aéreo de fase que integra fibra óptica, generalmente una de las tres fases del conductor. Y se instala en la posición de los conductores en el travesaño de la torre. Transporta la corriente continua que transmite la energía eléctrica y debe mantener la resistencia de aislamiento correspondiente al voltaje de transmisión con la torre. Debido a que el OPPC es un cuerpo cargado, al empalmar el cable de fibra óptica se debe usar una caja de empalme óptico aislado especial instalada en una posición adecuada de la torre.
¿Qué es IOPPC?
En las líneas de distribución de 10 kV, generalmente no se dispone de un cable de tierra aéreo, a menos que se añadan configuraciones en las torres para instalar OPGW. Además, debido a la baja altura de las torres, es difícil encontrar puntos de suspensión de ADSS que cumplan simultáneamente con el potencial espacial y la distancia de seguridad desde el suelo a lo largo de toda la línea. Además, debido a las numerosas y complejas instalaciones en las torres de las líneas de distribución, a menudo es difícil encontrar un lugar seguro para instalar las cajas de empalme aisladas de los OPPC convencionales cargados. Por lo tanto, las tecnologías convencionales maduras como OPGW, ADSS y OPPC no son completamente adecuadas para las líneas de distribución de 10 kV.
En este contexto, la empresa Guangdong Power Grid ha liderado el desarrollo de la tecnología de fase compuesta de fibra óptica aislada IOPPC (Conductor de Fase Óptico Aislado). Tras diez años de desarrollo, se ha convertido en una tecnología integral que incluye el cuerpo IOPPC, la separación de la energía óptica, los accesorios de soporte y los métodos de construcción. Esta tecnología ya se ha implementado y validado en líneas de distribución de 10 kV, obteniendo buenos resultados.
El IOPPC utiliza materiales de aislamiento de alto rendimiento para la unidad óptica, que se convierte en un aislante completo después de separarse de la fase compuesta. Combina accesorios innovadores para la separación óptica y eléctrica en línea, lo que facilita la separación en cualquier posición. Esto no solo supera las deficiencias del OPPC convencional en líneas de distribución, sino que también amplía el ámbito de aplicación de las fases compuestas de fibra óptica.
Tecnología convencional OPPC
Los conductores aéreos suelen ser de tipo ACSR (Conductor de Aluminio Reforzado con Acero), y la estructura del OPPC (Optical Phase Conductor, Conductor de Fase Óptica) convencional con unidad de fibra óptica en tubo de acero inoxidable es muy similar. Tomando como ejemplo la estructura estándar de cable trenzado «1×37» que se muestra en la siguiente figura, las estructuras trenzadas de ACSR y OPPC desde el interior hacia el exterior son ambas «1+6+12+18». De estos: la parte «1+6» es el componente de soporte, siendo alambre de acero galvanizado en el ACSR y alambre de acero con revestimiento de aluminio y unidad óptica en el OPPC; la parte «12+18» es el componente conductor, con alambres de aluminio conductor en ambos ACSR y OPPC con una conductividad ≥61% IACS.
Dado que el OPPC es un cuerpo cargado, la caja de empalme utilizada debe mantener una resistencia de aislamiento correspondiente al nivel de voltaje con la torre y asegurar una distancia de seguridad con el suelo. Especialmente porque la unidad de fibra óptica en tubo de acero inoxidable también está cargada, en el terminal de la línea debe realizarse una separación óptico-eléctrica confiable. Además, debido a que no se permite exceso de cable en los empalmes del OPPC, las operaciones de empalme de la caja de empalme deben realizarse en lo alto de la torre.
La caja de empalme del OPPC debe instalarse en una torre de soporte, y durante el empalme es necesario construir una plataforma de trabajo en altura en la torre. La estructura de la caja de empalme OPPC es bastante compleja, lo que implica altos costos y requisitos de construcción y mantenimiento, por lo que es difícil promover su aplicación en líneas de distribución de 10 kV.
Estructura y parámetros del IOPPC
El IOPPC es un conductor aéreo que contiene una unidad óptica aislada, con múltiples funciones como transmisión de energía y comunicación por fibra óptica (incluido el sensado), generalmente una fase en un sistema de tres fases.
Dado su carácter de conductor aéreo, el IOPPC corresponde a los conductores aéreos comúnmente utilizados.
(a) Estructura de dos capas de trenzado, principalmente correspondiente a los conductores convencionales ACSR70/40, 95/55.
(b) Estructura de tres capas de trenzado, principalmente correspondiente a los conductores convencionales ACSR120/20, 150/35, 185/45, 140/30, 300/40, 300/70.
(c) Estructura de cuatro capas de trenzado, principalmente correspondiente a los conductores convencionales ACSR400/35.
La principal diferencia entre el IOPPC y el OPPC convencional es la posición de la unidad óptica en la sección transversal del cable: independientemente del número de capas de la estructura trenzada, la unidad óptica aislada siempre se encuentra en la capa subsiguiente exterior. Esto es principalmente para satisfacer las necesidades de la separación óptico-eléctrica en línea.
Resumen
Debido a las particularidades de las líneas de distribución, las tecnologías de cables compuestos de fibra óptica para líneas de transmisión maduras, como el cable de tierra compuesto con fibra óptica (OPGW), el cable de fibra óptica autoportante totalmente dieléctrico (ADSS) y el conductor de fase compuesto con fibra óptica (OPPC), no son completamente adecuadas para las líneas de distribución. La tecnología IOPPC, desarrollada a partir de la tecnología OPPC convencional, utiliza unidades ópticas de materiales aislantes de alto rendimiento y se ha convertido en una tecnología integral que incluye el cuerpo del IOPPC, la separación óptico-eléctrica, los accesorios de soporte y los métodos de construcción. Esta tecnología ha sido construida y validada en líneas de distribución de 10 kV, obteniendo buenos resultados.
En noviembre de 2022, la emisión de la normativa técnica «Q/CSG 1204158-2022 IOPPC» por la empresa Southern Power Grid marcó el inicio de la aplicación práctica y la promoción de la tecnología IOPPC. Hasta hoy, la tecnología IOPPC sigue desarrollándose y perfeccionándose continuamente.