Seção: Teleco español

A fibra óptica, atualmente, é um dos canais de comunicação mais eficientes, uma vez que trafegam dados livres de influências eletromagnéticas, portanto, sem limitação em função da relação sinal e ruído.

A infraestrutura, na qual encontramos as fibras ópticas instaladas, pode ser aérea, como postes; subterrâneas, através de dutos enterrados; ou até mesmo debaixo da água, no fundo de rios e de oceanos.

Mas a grande ideia, principalmente pelas empresas transmissoras de energia elétrica, foi a utilização de uma infraestrutura já existente, ou seja, as torres das linhas de transmissão. Uma vez que a energia elétrica chega a praticamente todos os cantos do Brasil e até mesmo do mundo, percorrendo longas distâncias e atravessando obstáculos como, por exemplo, penhascos e rios, dentre outros, as linhas de transmissão tornaram-se um meio prático para se instalar uma rede de fibra óptica.

A instalação de cabos de fibra óptica em linhas de transmissão é uma ocorrência cada vez mais comum. É especialmente atraente para os usuários de serviços públicos, pois possibilita um canal de comunicação com características de banda larga e de baixa atenuação.

Dentre os cabos ópticos mais utilizados em linhas de transmissão, existe o cabo OPGW (Optical Ground Wire – Cabo Óptico de Guarda (Terra) da Linha de Transmissão) e o cabo ADSS (All-Dieletric Self-Supporting – Cabo Dielétrico Autossustentado), sendo que esse último será o foco deste artigo.

Comparando, então, estes dois cabos mais utilizados, o ADSS é ligeiramente mais leve e sua instalação é mais simples.

O cabo ADSS é amplamente utilizado pelas empresas transmissoras de energia em todo o Brasil, como por exemplo, a ELETROSUL com 40 km e a FURNAS com 254 km de cabo instalado. O Grupo CEEE, empresa esta onde é desenvolvida a pesquisa, possui em torno de 215 km de cabos ópticos ADSS instalados em suas linhas de transmissão, distribuídos em todo o Estado do Rio Grande do Sul. Nestes cabos trafegam serviços vitais para o SEP (Sistema Elétrico de Potência), tais como, proteção de linhas, supervisão e telecomando de subestações, dentre outros. Também por estes cabos, trafegam serviços não menos importantes, como por exemplo, os canais de fonia e de rede corporativa.

Porém, em função destes cabos estarem instalados em linhas de transmissão e, portanto, sujeitos a um potencial elétrico elevado, eles devem possuir características que atendam tal instalação, ou seja, artifícios capazes de eliminar ou reduzir a degradação de sua capa externa em função do campo elétrico ou do envelhecimento do material.

Como referência de pesquisa, são utilizados softwares de simulação de potencial elétrico em Linhas de Transmissão, além de artigos e monografias a respeito da análise do campo elétrico, livros e trabalhos sobre materiais poliméricos e sobre comunicações ópticas.

A indisponibilidade de sistemas ópticos é definida pela comparação, a qual se constitui de uma probabilidade percentual do tempo de interrupção de um sistema disponível. Considerando que um sistema em funcionamento normal é definido como disponível, um sistema indisponível é todo aquele com falha permanente ou transitória.

A principal motivação deste trabalho, leva em consideração que um sistema de telecomunicação deve ser contínuo e ininterrupto. Desta forma, no caso em questão a disponibilidade dos serviços ativos no cabo óptico é de 99,99%, de acordo com o cálculo abaixo:

Tempo disponível ideal (1825 dias) = 43.800 horas

Tempo indisponível (1825) = 43.798 horas

Tempo indisponível        =     43.798   x 100  =    99,99%

Tempo disponível ideal         43.000

Portanto, considerando que para sistemas ópticos a disponibilidade dos serviços ópticos aceitáveis é acima de 99,99%, apesar de que o sistema em questão encontrava-se dentro desta margem, o mesmo caracterizava-se por ser uma falha permanente nas condições normais de operação do cabo ADSS.

Objetivos

O cenário atual em que está inserido o cabo ADSS apresenta defeitos que ainda requerem um estudo mais avançado sobre a sua origem. No caso do Grupo CEEE, a empresa vem se deparando ultimamente com defeitos cada vez mais constantes em sua rede óptica de ADSS. Nestes defeitos, a fibra tem apresentado atenuação gradativa, com início após ter completado dez anos de sua instalação.

O cabo óptico ADSS deve possuir um revestimento externo resistente ao efeito tracking, ou trilhamento elétrico, e o seu projeto de instalação deve basear-se na configuração das torres e conter um estudo das curvas equipotenciais dos campos elétricos, com o intuito de se determinar o local adequado para sua instalação. Além disso, o projeto deve prever a utilização de acessórios, se necessário, para minimizar o efeito corona em suas extremidades.

O objetivo deste trabalho, então, é fazer uma análise detalhada deste defeito que vem sendo recorrente nos cabos ADSS do Grupo CEEE, desde a revisão do projeto de instalação até a análise técnica em campo do cabo danificado.

Delimitações

Este trabalho propõe uma análise do projeto de instalação, mas analisando somente o campo elétrico previsto sob o cabo ADSS, não se envolvendo em cálculos de esforços mecânicos, tais como tração, flecha e catenária. Será apresentado um estudo quanto à origem do defeito encontrado no cabo ADSS da Linha de Transmissão de 230 kV GRA2xCIN Circuitos 3 e 4, verificando todas as possibilidades dos efeitos capazes de causar a degradação dielétrica da capa do cabo ou a degradação óptica das fibras. Este estudo dispõe de uma amostra do cabo óptico a ser analisado para testes e conclusões, além de propor as melhorias necessárias para correção do defeito.

Tutoriais

Este tutorial parte I apresenta o referencial teórico utilizado para dar suporte ao trabalho realizado, abordando conceitos de campo elétrico, características do polietileno e conceitos de análise óptica.

O tutorial parte II apresentará a metodologia de pesquisa utilizada, com ênfase na revisão do projeto construtivo e na retirada do cabo para análise. A seguir apresentará os resultados obtidos da revisão do projeto, dos testes de atenuação óptica, da análise do cabo retirado e da microscopia das amostras do cabo. Finalmente, apresentará as conclusões do trabalho realizado.