El OPGW es el cable de guarda de una línea de transmisión con fibras ópticas en su interior: protege la línea contra descargas atmosféricas y, a la vez, lleva las comunicaciones entre subestaciones. El ADSS es un cable óptico totalmente dieléctrico y autosoportado que se cuelga de las estructuras sin función de guarda. En la subestación, el OPGW termina en una caja de empalme en el pórtico y continúa en cable dieléctrico hasta el distribuidor de fibra de la casa de control.
Por qué la fibra va en la línea
Las subestaciones de un sistema de transmisión necesitan comunicarse entre sí para la teleprotección, la diferencial de línea 87L, el SCADA, la voz operativa y los datos de gestión. El camino natural entre dos subestaciones es la propia línea de transmisión que las une. Por eso las empresas instalan fibra óptica en sus líneas, en uno de dos tipos de cable: OPGW o ADSS.
Qué es el OPGW
El OPGW (optical ground wire) es un cable de guarda con fibras ópticas. Ocupa el lugar del cable de guarda en la parte superior de las torres y cumple su función eléctrica: apantalla los conductores de fase contra descargas atmosféricas y lleva a tierra las corrientes de descarga y una parte de la corriente de falla.
En su interior, las fibras van dentro de uno o varios tubos metálicos, rodeados por una armadura de alambres metálicos que le da resistencia mecánica y capacidad de conducir corriente. Su diseño mecánico y eléctrico se hace junto con la línea: tensión de tendido, flecha, corriente de cortocircuito que debe soportar y nivel de descargas de la zona.
El número de fibras se decide al especificar la línea pensando en toda su vida útil, porque cambiarlo después significa cambiar el cable.
Qué es el ADSS
El ADSS (all-dielectric self-supporting) es un cable óptico totalmente dieléctrico y autosoportado. No tiene metal, no cumple función de guarda y se cuelga de las estructuras con sus propios herrajes, por debajo de los conductores o en otra posición.
Se usa sobre todo para agregar fibra a líneas existentes sin cambiar el cable de guarda, y en redes de distribución. En líneas de tensión alta, el campo eléctrico en el punto donde se cuelga puede degradar la cubierta del cable con el tiempo, por eso la posición en la estructura y el tipo de cubierta se eligen según el nivel de campo.
| OPGW | ADSS | |
|---|---|---|
| Función eléctrica | Cable de guarda | Ninguna |
| Material | Metálico con fibras en tubos | Totalmente dieléctrico |
| Instalación típica | Líneas nuevas o cambio del cable de guarda | Líneas existentes y distribución |
| Norma IEEE | IEEE 1138 | IEEE 1222 |
| Norma IEC de familia | IEC 60794-4-10 | IEC 60794-4-20 |
Normas de referencia
- IEEE 1138 fija los requisitos de desempeño y las pruebas del OPGW para líneas de energía.
- IEEE 1222 cubre el desempeño y las pruebas del ADSS.
- IEC 60794-4 es la especificación seccional de cables ópticos aéreos a lo largo de líneas de energía; su edición de 2018 abarca, entre otros, OPGW y ADSS. La especificación de familia IEC 60794-4-10 trata el OPGW (construcción, métodos de ensayo y desempeño óptico, mecánico, ambiental y eléctrico) y la IEC 60794-4-20 el ADSS.
Cómo llega la fibra a la subestación
- 01OPGW en la líneaCajas de empalme en torres a lo largo del recorrido
- 02Caja de empalme en el pórticoEl OPGW se empalma con un cable óptico dieléctrico
- 03Cable dieléctrico por cárcamosLlega a la casa de control sin llevar potenciales del patio
- 04Distribuidor de fibra (ODF)Cada fibra queda identificada en un puerto
- 05Cordones a los equiposMultiplexor, teleprotección, relés 87L y switches
- Cajas de empalme en las torres. El OPGW se fabrica en tramos, y en las torres donde se unen se instala una caja de empalme hermética. Lo mismo ocurre en las derivaciones.
- Caja de empalme en el pórtico. En la llegada a la subestación, el OPGW termina en el pórtico de la línea y allí se empalma con un cable óptico dieléctrico. El OPGW queda conectado a tierra con la estructura.
- Cable dieléctrico hasta la casa de control por los cárcamos, sin elementos metálicos que puedan traer potenciales del patio.
- Distribuidor de fibra (ODF). Cada fibra termina en un conector identificado. Desde allí, cordones cortos la llevan al multiplexor, al equipo de teleprotección, a los relés con canal directo o a los switches.
La documentación de qué fibra de qué tubo llega a qué puerto del ODF, en cada extremo, es lo que permite reparar un daño sin perder días buscando.
Usos de las fibras
- Teleprotección y diferencial de línea, con fibras dedicadas o canales del multiplexor por interfaz IEEE C37.94.
- SCADA y enlace al centro de control.
- Red de transporte de la empresa (SDH o MPLS-TP), que reparte la capacidad entre servicios.
- Sincronización de tiempo entre subestaciones y voz operativa.
- Arrendamiento de fibras a terceros, en algunas empresas.
Las fibras son monomodo, por las distancias entre subestaciones.
Fallas típicas
- Descargas atmosféricas que dañan alambres de la armadura del OPGW en el punto de impacto.
- Corrientes de cortocircuito que calientan el OPGW por encima de lo previsto si no se dimensionó para la corriente de falla real.
- Humedad en cajas de empalme, con una atenuación que crece con el tiempo.
- Daño mecánico en el tendido, por vibración o por galope del cable.
- Degradación de la cubierta del ADSS en zonas de campo eléctrico alto.
- Empalmes deficientes en la caja del pórtico o confusión de fibras en el ODF.
La medición de cada fibra con reflectómetro al recibir la línea deja una referencia para comparar después. Cuando una teleprotección se cae, la fibra es una de las primeras sospechosas; el diagnóstico está en falla del canal de teleprotección.
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Referencias
- IEEE 1138: pruebas y desempeño del cable de guarda con fibra óptica (OPGW) para líneas de energía.
- IEEE 1222: pruebas y desempeño del cable óptico dieléctrico autosoportado (ADSS) para líneas de energía.
- IEC 60794-4:2018, Optical fibre cables – Part 4: Sectional specification – Aerial optical cables along electrical power lines.
- IEC 60794-4-10:2014, familia de cables OPGW.
- IEC 60794-4-20, familia de cables ADSS.
Preguntas frecuentes
¿Qué significa OPGW?
Optical ground wire, cable de guarda con fibra óptica. Cumple la función eléctrica del cable de guarda (apantallar la línea y conducir corrientes de descarga y de falla a tierra) y lleva en su interior fibras ópticas protegidas por tubos metálicos.
¿Cuándo se usa ADSS en lugar de OPGW?
Cuando la línea ya existe y no se quiere cambiar el cable de guarda, en estructuras de distribución sin cable de guarda o cuando se necesita agregar fibra sin sacar la línea de servicio por mucho tiempo. El ADSS se instala en una posición de la estructura donde el campo eléctrico sea compatible con su cubierta.
¿Por qué el OPGW no entra directamente a la casa de control?
Porque es un conductor metálico conectado a tierra en las torres y en el pórtico, que puede llevar corrientes de descarga y de falla. Se empalma en una caja en el pórtico con un cable óptico dieléctrico, que es el que recorre los cárcamos hasta el distribuidor de fibra sin llevar potenciales a la casa de control.