CABO OPGW SUAS IMPLICAÇÕES PARA O SISTEMA ELÉTRICO

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1 CABO OPGW SUAS IMPLICAÇÕES PARA O SISTEMA ELÉTRICO

2 CABO OPGW Principais Funções Proteger o sistema elétrico contra as descargas atmosféricas; Prover um retorno para as correntes de curto circuito envolvendo a terra; Conter e proteger as fibras ópticas;

3 CABO OPGW ( Breve Histórico) Cabo OPGW : Início de instalação no Brasil desde a década de 90( século XX). A maioria destes cabos foram importados de países tais como : Estados Unidos, Canada, Alemanha,Suiça, Japão, Portugal e Itália. O Brasil teve que adequar algumas normas internacionais existentes e criar outras normas técnicas para o cabo OPGW se adequar às condições climáticas existentes.

4 CABO OPGW ( Breve Histórico) No início da implantação do cabo OPGW no Brasil e até nos dias de hoje muitas empresas do setor elétrico tem tido sérios problemas com os cabos OPGW tais como: 1- Rompimento de fios e rompimento total do cabo devido às descargas atmosféricas ; 2 Rompimento dos fios devido ao cerol ( linha cortante) das pipas; 3- Atenuação nas fibras devido a problemas de instalação;

5 CABO OPGW ( Breve Histórico) 4 - Projetos de cabos com curto circuito super estimado para as características dos materiais empregados; 5 - Corrosão nos fios e tubo; 6- Deslocamento das fibras dentro das caixas de emendas; 7- Fios componentes do cabo não conforme com as normas técnicas existentes.

6 1- DESCARGAS ATMOSFÉRICAS : RISCO ELÉTRICO OPGW CABO CONDUTOR

7 Estados do Brasil onde ocorreram a maioria dos danos por d e s c a r g a s atmosféricas 1- DESCARGAS ATMOSFÉRICAS :

8 1- DANOS CAUSADOS POR DESCARGAS ATMOSFÉRICAS NO SUL E SUDESTE TLs 230 kv Blumenau Joinville1/Jorge Lacerda Siderópolis 2/ Palhoça Length: 350 km Número de ocorrências: 5 TL: 750kV Foz do Iguaçu - Ivaiporã III Length: 331km Número de ocorrências : 30 TL s: 230 kv Blumenau Jorge-Lacerda 2 / Palhoça / V Siderópolis Caxias / Curitiba Joinville 1 / Jorge Lacerda B Siderópolis 1/ 500 kv Campos Novos Gravataí Length: 764.2km/ Número de ocorrências : 13

9 1- DESCARGA ATMOSFÉRICA CABO OPGW TOTALMENTE ROMPIDO NO SUL DO BRASIL

10 LTS: 500kV Serra da Mesa - Gurupi/ Gurupi - Miracema Comprimento : 513km 1- DANOS CAUSADOS POR DESCARGAS ATMOSFÉRICAS EM CABOS OPGW ( REGIÃO CENTRAL) Número de ocorrências: 60 até 2004

11 1- DANOS CAUSADOS POR DESCARGAS ATMOSFÉRICAS EM CABOS OPGW ( REGIÃO CENTRAL)

12 CORRENTES DE ENSAIO - High amplitude - Short duration - Represents the Impulse Current -Low amplitude -Long duration -Represents the DC Current A comparação dos danos causados por descargas no cabo OPGW no campo com os danos provocados por descargas em laboratório mostraram que os danos causados pela componente A eram ínfimos se comparados aos danos causados pela componente C. Foi decidido testar os cabos OPGW somente com a simulaçäo da corrente de continuidade.

13 Ensaio Gap = 60 mm Electrode material = Carbon Steel Esta figura mostra o circuito de teste para simular a corrente de continuidade

14 Classes de Ensaios Quatro classes de ensaios foram definidas através da comparação dos danos observados no laboratório com os ocorridos no campo. Class A B C D Electric current (A) Time (ms) Electric charge (C) Tolerance (%) ±10 ±10 ±10 ±10

15 1- ENSAIO REPRESENTATIVO 150 COULOMBS- ENSAIO LT 750kV FOZ IVAIPORÃ III 4 OCORRÊNCIAS

16 2- Rompimento de fios devido ao Cerol Este tipo de cabo foi totalmente rompido, devido ao cerol com a linha já em operação

17 3/4 - Atenuação nas fibras devido a problemas de instalação e curto - circuito Cuidados especiais deverão ser tomados no projeto que envolvam fios com aço galvanizado no que tange instalação e capacidade de curto. Foram substituídos cerca de 70km deste tipo de cabo na LT 750kV Ivaiporã Itaberá III devido a problemas de instalação e utilizados cabos CAA nas imediações das SEs devido a problemas de Curto Circuito. Cuidados especiais deverão ser tomados neste projeto no que tange curto circuito devido ao engaiolamento dos fios de liga de alumínio da camada interna.

18 5-CORROSÃO EM CABO OPGW NO PERU O Cabo OPGW instalado em uma LT localizada em uma região com alto grau de salinidade na costa do Peru A corrosão no cabo foi iniciada por danos mecânicos, provocados por um terremoto, no elemento ranhurado do cabo OPGW que protege as fibras. O dano permitiu que a atmosfera salina circundasse a unidade óptica do cabo OPGW, aumentando a formação de cristais que causou o rompimento das fibras.

19 5- CORROSÃO EM CABO OPGW NA COLOMBIA O Cabo OPGW que apresentou danos foi instalado na LT 230kV Sabanalarga - Nueva Barranquilla na costa Norte da Colômbia. Corrosão afetou os fios e parte da superficie do tubo. Umidade não foi observada dentro do tubo. Não houve perdas na transmissão óptica. Cerca de 10 km deste cabo afetado por corrosão foram substituídos por um novo cabo OPGW após 6 anos da LT entrar em operação.

20 5- CORROSÃO EM CABO OPGW NO NORDESTE DO BRASIL Problemas de corrosão em cabos na LT 500kV Paulo Afonso Bom Nome - Milagres - Quixadá Fortaleza na costa norte do Brasil. A figura mostra fios de aço alumínio e de liga de alumínio rompidos devido ao processo de corrosão. O tubo de alumínio não sofreu danos, e perdas do sinal óptico não foram registradas através de medições feitas com um OTDR.

21 6 PROBLEMAS COM FIOS NÃO CONFORMES Inspeção rigorosa deverá ser feita antes que se inicie a fabricação do cabo OPGW completo para evitar fios de aço alumínio com a superfície áspera bem como processos de galvanização dos fios de aço não adequados para uma boa prática comercial.

22 PROJETOS DE CABOS OPGW COM A COROA EXTERNA DE FIOS DE AÇO GALVANIZADO 7 Fios de ø 3.0 mm Não Recomendado -Possível perda da proteção da camada de zinco por descargas positivas + - Possível rompimento de 2 fios por descargas de polaridade negativa.

23 PROJETOS DE CABOS OPGW COM A COROA EXTERNA DE FIOS DE AÇO GALVANIZADO Tipos de projeto recomendados Cabos com no mínimo 10 fios de ø 3.0 mm ( mínimo)

24 PROJETOS DE CABOS OPGW COM A CAMADA EXTERNA COMPOSTA DE FIOS DE AÇO- ALUMÍNIO 7 Fios de ø 3.0 mm Não Recomendado - Possível rompimento de 3 a 4 fios por descargas de polaridade positiva.

25 PROJETOS DE CABOS OPGW COM A CAMADA EXTERNA COMPOSTA DE FIOS DE AÇO- ALUMÍNIO Tipos de projetos recomendados Cabo de camada simples com no mínimo 9 fios de ø 3.6 mm(ø mínimo) Cabo de camada dupla com no mínimo 9 fios de ø 3.4 mm(ø mínimo)

26 PROJETOS DE CABOS OPGW COM A CAMADA EXTERNA COMPOSTA DE FIOS DE AÇO- ALUMÍNIO NÃO RECOMENDADO RECOMENDADO COM RESTRIÇÃO

27 CONCLUSÕES OS PROJETOS DOS CABOS OPGW A SEREM IMPLANTADOS NO BRASIL TÊM QUE TER CARACTERÍSTICAS INERENTES ÀS NOSSAS CONDIÇÕES CLIMÁTICAS. NÃO DEVEM SER COPIADOS PROJETOS TECNOLOGICOS DE OUTROS PAÍSES COMO OS DA EUROPA, JAPÃO, ESTADOS UNIDOS,CANADA E CHINA. A MAIORIA DOS CABOS IMPLANTADOS NA EUROPA, ESTADOS UNIDOS E JAPÃO NÃO ATENDEM TECNICAMENTE ÀS NOSSAS CONDIÇÕES TÉCNICAS DE USO EM LINHAS DE TRASMISSÃO. FABRICANTES DE OUTROS PAÍSES PODERÃO FABRICAR CABOS OPGW PARA SEREM UTILIZADOS EM NOSSAS LINHAS DE TRANSMISSÃO PORÉM COM CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS ADEQUADAS ÀS NOSSAS CONDIÇÕES CLIMÁTICAS.

28 CONCLUSÕES AS NORMAS TÉCNICAS BRASILEIRAS SÃO AS RECOMENDADAS PARA ELABORAR ESPECIFICAÇÕES TÉCNICAS DO CABO OPGW, PORÉM AS ESPECIFICAÇÕES PARA FORNECIMENTO DO CABO OPGW DEVERÃO CONTER REQUISITOS TÉCNICOS QUE SUPEREM ESTAS NORMAS. Ensaios para utilização de reparos para manutenção dos cabos OPGW Ensaios de descarga atmosférica com eletrodo de polaridade negativa( Cabo com a camada externa de fios de aço galvanizado) RECOMENDA- SE NÁO UTIZAR NA CAMADA EXTERNA DO CABO OPGW FIOS DE LIGA DE ALUMÍNIO. OS FIOS DE AÇO GALVANIZADO DA CAMADA EXTERNA DEVERÃO TER DIÂMETRO IGUAL OU SUPERIOR A 3,0MM E UM NÚMERO DE FIOS MÍNIMO DE 10 DEVIDO A REMOÇÃO DA CAMADA DE ZINCO.

29 CONCLUSÕES OS FIOS DE AÇO - ALUMÍNIO DA CAMADA EXTERNA DEVERÃO SER DE 3,6MM( MÍNIMO) SE O CABO FOR DE CAMADA SIMPLES E DE 3,44MM SE O CABO FOR DE CAMADA DUPLA. O CABO OPGW DEVERÁ SER PROJETADO DE FORMA QUE APÓS UMA QUEDA DE DESCARGA ATMOSFÉRICA A SUA CARGA DE RUPTURA REMANESCENTE NÃO SEJA INFERIOR A 67,7%.

30 Obrigada