Naguanagua, Marzo de 2015

Universidad de Carabobo

Facultad de Imgenieria

Integrantes: Quiros Gerardo, Flores Eduardo, Mendoza Moises, Vailati Paul, Camacho Rafael.

Proyecto (Comunicaciones Opticas)Diseo de un Enlace de comunicacion optica que permita la Transmision/Recepcion de seales de sensado y control a traves del tendido de lineas de transmision de 765kV en el trayecto Guri-La Arenosa.

Introduccion.

El diseo de un enlace optico sobre un tendido de lineas de alta tension, conlleva una serie de consideraciones y elementos involucrados, ademas de mediciones y numerosos equipos dedicados para el montaje de este tipo especial de enlace de comunicaciones. Es por ello que se definen con anticipacin todos los componentes de las redes de fibra ptica participantes en el manejo de data de subestaciones elctricas mediante las lneas de transmisin como medio de transporte.

Desarrollo

Para el diseo del enlace ptico, se consideran todos los elementos que componen el sistema planteado. En este caso, considerando que el enlace utilizara las lneas de transmisin de alta tensin como medio de transporte, haremos especial nfasis en el canal de transmisin de la informacin, es decir, el tipo de fibra a utilizar.

Todo enlace de comunicaciones pticas sobre lneas de alta tensin, trabaja bajo dos modelos de fibra:

Cable OPWG: Este cable compuesto de fibra ptica especializada, est constituido por un ncleo de aluminio flexible, dentro del cual se concentran los tubos buffer, que permiten a la fibra ptica distribuirse entre ellos en nmeros de 6,12,16,24 o 48 fibras. Est diseado para extenderse hasta 10 Km, reemplazando al cable de guarda existente en la red de transmisin elctrica, permitiendo un doble uso real aprovechando los recursos de la torre de transmisin elctrica. La fibra ptica integrada cumple sobradamente con los requerimientos CCITT G652, para fibra monomodo y con la recomendacin G655 para la dispersin desplazada. Individualmente las fibras pticas son protegidas por una cubierta de plstico que protege los daos fsicos, ambientales y por efecto de manipulacin de la misma. El tubo buffer esta relleno de un agente thixotropico para evitar exponer la fibra a efectos provenientes de la humedad exterior. Este tubo de plstico, esta helicoidalmente insertado alrededor del ncleo de aluminio. As mismo el cable OPGW est recubierta exteriormente por ncleo de aluminio, colocados de manera helicoidal alrededor del ncleo principal. La construccin bsica tiene elementos de compresin consistentes en acero aluminizado e inclusive puede incorporar Aluminio 1350-H19, conforme a las reglas ASTM B415, si as se desea solicitar. La temperatura operacional es de 40 C hasta 85 C y est diseada para operacin en la ventana de 1310nm y 1550nm. Los cables son diseados acorde a los procedimientos de IEEE estndar 1138-1994; para uso de lneas de alta tensin y as mismo cumple con la norma de penetracin de agua EIA-455-82a, habiendo pasado exitosamente dicha prueba. El cable ha sido sumergido a una prueba de vibracin carga de viento cercanas a 100 millones de ciclos de vibracin equivalente a un caudal de 4.5 m/s. El incremento mximo de atenuacin ha sido menor a 1dB por Km. para la ventana de 1550 nm en monomodo y para 1300 en multimodo. Los cables pticos pararrayo tipo OPGW tienen dos funciones principales:

- Instalado en la posicin, ms elevada de la lnea de alta tensin, el cable funciona como proteccin contra descargas atmosfricas y como fuga a tierra para los conductores fase instalados abajo.

- El cable OPGW contiene fibras pticas en su ncleo, que son utilizadas para transmitir seales pticas de alta velocidad.

ADSS: Es un cable totalmente dielctrico, caracterizado por su bajo peso. Por ser estos cables totalmente dielctricos, no necesitan aterramiento. Los cables ADSS se usan como mtodo alterno - a un precio muy atractivo- para aumentar la capacidad de transmisin de voz y datos en ocasiones donde los nuevos Cables de Guarda de Fibra ptica no son necesarios. Para prevenir dao por causa de agua o migracin a travs del cable ADSS, se coloca las fibras dentro de un tubo central holgado relleno con gel impermeable. La resistencia a la tensin mecnica se consigue gracias a que los hilos de aramida son trenzados alrededor del ncleo. El diseo de los cables totalmente dielctricos evita que se produzcan cortocircuitos minimizando de esta manera riesgos durante la instalacin.

Consideraciones

El sistema elctrico nacional se muestra en la siguiente figura:

Para cubrir el enlace Guri La Arenosa, tomando como referencia la red elctrica nacional, tendremos el siguiente recorrido

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Como se observa, dentro del recorrido se incluyen las sub-estaciones de Malena, y San Gernimo. En la siguiente figura se detallan las distancias entre cada sub-estacin.

IMAGEN

En general, se definen tres enlaces pticos. Como se observa en la siguiente tabla:ENLACEKM

Guri S/E Malena

S/E Malena S/E San Gernimo

S/E San Gernimo S/E La Arenosa

Diseo

1.- Tipo de fibra.

Por sus caractersticas de transmisin, diseo robusto y calidad, se utilizara como medio de transmisin la fibra ptica OPGW. La fibra ptica a utilizar es monomodo con una longitud de onda de 1550nm. La UIT presenta una recomendacin, la T G.654-A, donde normaliza este tipo de

Cables de fibra monomodo.

Se considera que la fibra OPGW se presenta en carretes de 5km, para el uso y aplicacin de empalmes. Por ende, al terminarse un carrete, para continuar el

Tendido con un nuevo carrete es necesario un empalme de las fibras de ambos cables. En cada posicin de nodo se deja una reserva de 20mts de cable en ambas puntas del

Cable, por lo tanto, en cada ubicacin de nodo se deber hacer un empalme.

2.- Empalmes

Para nuestro enlace de comunicaciones Guri La Arenosa cubriremos una distancia de XXXXX. Por lo que la fibra deber ser empalmada y puesta en

Cajas de empalme hermticas.

Las prdidas provocadas por el empalme pueden contribuir en forma considerable con el balance de potencia del sistema. Estas prdidas se clasifican en intrnsecas (homogeneidad y composicin de la fibra) y extrnsecas (proceso de empalme, desalineacin, etc.).

Los factores claves en los empalmes son:

Prdidas por insercin

Resistencia mecnica

Estabilidad trmica

Existen fundamentalmente tres tcnicas diferentes de empalme que se emplean para unir permanentemente entre s fibras pticas.

Empalme mecnico

Son empalmes de muy rpida realizacin pero temporales, pueden provocar

prdidas del orden de 0,5 dB. Consiste en un tubo dividido horizontalmente, la parte

de abajo es una base tipo V y la de arriba una tapa plana. El espacio entre ambas se

llena de un gel adaptador, se insertan las fibras cortadas y luego se cierra el tubo con

unas grapas de presin que empujan las fibras hasta juntarlas.

Empalme por adhesin:

Las fibras son insertadas en un mecanismo de alineacin y luego unidas con un

adhesivo epxico. Existen varios mecanismos de alineacin: ranura en V, base tres

cilindros, base tubo ajustado y base tipo cuadrado. Se pueden provocar prdidas del

orden de 0,2 dB.

Empalme por fusin:

Consiste en la unin permanente de las fibras mediante la fusin y unin de las

mismas, esta fusin puede hacerse mediante un arco elctrico o con llama. El

empalme se hace efectivo cuando las fibras a unir llegan a una temperatura

suficientemente alta como para fundirse. Luego se protege la zona del empalme con

un manguito (termo-contrctil) el cual se le recubre con un tubo de acero. Llegan a producir atenuaciones casi imperceptibles (0.01dB a

0.10dB).

Para el diseo, trabajaremos con empalmes de funcion, esto debido a la necesidad de que sean permanentes y a su baja atenuacion.

3.- Transponder

4.- Pre-Amplificadores Amplificadores (Booster)

5.- Accesorios Aereos