* Rua José Izidoro Biazetto, 158 CEP Fone: 0 xx Fax: 0 xx Curitiba Paraná Brasil

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1 GLT/ a 26 de Outubro de 2001 Campinas - São Paulo - Brasil GRUPO III GRUPO DE ESTUDO DE LINHAS DE TRANSMISSÃO (GLT) SUBSTITUIÇÃO DO CABO PÁRA-RAIOS POR OPGW EM LINHAS DE TRANSMISSÃO. A EXPERIÊNCIA DA COPEL. Alcion L. S. Campos Arlindo Massaaki Fujiwara (*) Ilmar da Silva Moreira João L. de Souza Mello COMPANHIA PARANAENSE DE ENERGIA RESUMO O Informe Técnico (IT) descreve a experiência da COPEL, os procedimentos técnicos e executivos, as adaptações construtivas necessárias, os detalhamentos e outras soluções adotadas na substituição do cabo pára-raios de Linhas de Transmissão (LTs) por cabo OPGW (Optical Ground Wire), levando em consideração uma redução dos tempos de desligamentos compatibilizando estas LTs para a nova situação. PALAVRAS CHAVES: Comunicação, Cabo Pára Raios, OPGW, Linhas de Transmissão INTRODUÇÃO. As primeiras substituições foram executadas no início da década de 90 mediante convênios com empresas de telecomunicações, onde estas possuíam o interesse em utilizar as linhas da COPEL para atender suas necessidades. Os primeiros serviços contratados pela COPEL para início da implementação do seu sistema óptico foram em Naquele momento, o processo de substituição do pára-raios existente por OPGW, adotado pela COPEL consistia em adquirir o cabo óptico, o projeto e a supervisão da instalação de fornecedor qualificado e separadamente contratar a instalação do cabo com empresas instaladoras. Este modo de contratar a substituição do cabo páraraios não se demonstrou eficiente, vindo a ocasionar alguns problemas, tais como: A COPEL possui em seu sistema de transmissão um total de 75 Linhas de Transmissão com cabo OPGW instalado. Os cabos OPGWs foram instalados no período entre 1991 e 2000, perfazendo um total de 2.328,2 km (Figura 1). Com a crescente dificuldade de se obter interrupções na operação de LTs do sistema de transmissão, tornou-se necessário a execução do serviços de substituição dos cabos pará-raios a partir de um planejamento adequado associado ao uso de técnicas que proporcionem a substituição dos cabos com um tempo menor de desligamento e sem colocar em risco a segurança dos eletricistas instaladores e a confiabilidade do sistema de transmissão. O Informe Técnico enfoca com algum detalhe os aspectos principais destas técnicas e dos serviços executados para a instalação do cabo OPGW nas Linhas de Transmissão da COPEL BREVE HISTÓRICO. FIGURA 01 SISTEMA DIGITAL ÓPTICO OPGW. A falta de mão de obra qualificada no mercado para a execução dos serviços de instalação; Empresas construtoras sem equipamentos adequados para a execução; Falta de integração entre o fornecedor do cabo e a empreiteira executante. * Rua José Izidoro Biazetto, 158 CEP Fone: 0 xx Fax: 0 xx Curitiba Paraná Brasil

2 2 Como conseqüência destas primeiras contratações, ocorreram alguns acidentes com o envolvimento de pessoas e danos em cabos, bem como atrasos na execução dos serviços e na entrada em operação de tais empreendimentos. Estes problemas surgidos logo no início, bem como a possibilidade de ocorrências de mau desempenho óptico das instalações e de possível dificuldade da identificação do responsável nestes casos, levaram a COPEL a rever o processo, decidindo-se pela contratação de apenas do fornecedor do cabo OPGW e acessórios, com a obrigação de entregar o sistema operando (regime TURN-KEY). O fornecedor seria o responsável por todas as etapas do empreendimento PROCEDIMENTOS, REQUISITOS NECESSÁRIOS PARA A ELABORAÇÃO DO EDITAL DE FORNECIMENTO, PROJETO E INSTALAÇÃO DO CABO OPGW. Depois de constatada a viabilidade de um empreendimento e definidas as rotas de comunicação e, como conseqüência, as Linhas de Transmissão onde serão instalados o cabo OPGW, é preparada a documentação técnica necessária para o processo de licitação do empreendimento. Compõem o edital para a contratação: a) dados dos projetos originais e relatórios de inspeções feitas pelas equipes de manutenção das atuais condições físicas de campo; b) valores das correntes de curto-circuito; c) dados de levantamento das interferências feitas in locco considerando aspectos de segurança; d) informações sobre as condições de desligamento das LTs para a execução dos serviços. Como grande parte das LTs já operam a algumas décadas, ficou a cargo da área de manutenção da COPEL a responsabilidade por: Verificar nas estruturas a falta de peças ou a existência de peças danificadas e providenciar quando necessário a sua devida recomposição; Verificar as condições das fundações existentes, e executar a sua recuperação quando necessária; Verificar a situação dos aterramentos e das suas conexões nas estruturas; Tais providências tem por objetivo deixar as LTs em plenas condições para a instalação do cabo OPGW ANÁLISE E APROVAÇÃO PELA COPEL DO PROJETO DE INSTALAÇÃO DO CABO OPGW. A empresa contratada para a implementação do empreendimento é responsável pela elaboração do projeto executivo da instalação, que é composto das seguintes etapas: a) definição das características técnicas e dimensionamento do cabo OPGW, em função das características ambientais da região e do nível de curto-circuito; b) testes de tipo do cabo; c) verificação dos comprimentos dos vãos e medição das flechas dos cabos condutores existentes; d) definição de pontos obrigatórios de emendas das fibras ópticas, contemplando futuras derivações; e) definição dos lances de cabo OPGW; f) definição das condições de governo para elaboração da tabela de esticamento do OPGW; g) elaboração de desenhos e documentos que compõem o projeto eletromecânico; h) estudos de casos e aspectos especiais da instalação. O projeto é submetido à análise, parecer técnico e aprovação da COPEL. Os projetos de reforços das estruturas e das fundações, quando necessários, e das adaptações necessárias para a fixação do cabo OPGW nas estruturas também fazem parte do projeto executivo sendo submetidos a análise e aprovação da COPEL SERVIÇOS DE RETIRADA DO CABO PÁRA- RAIOS E INSTALAÇÃO DO CABO OPGW. Por ocasião do início da execução dos serviços de substituição do cabo pára-raios, um dos procedimentos necessários é a reavaliação do período de disponibilidade da LT para o desligamento, pois na maioria das vezes as condições não são as mesmas que aquelas consideradas quando da elaboração do edital. Em algumas LTs, o desligamento fica restrito apenas ao período de carga leve, e a programação dos serviços para a instalação dos cabos deve ser efetuada dentro do tempo disponível de cada LT. Todos os serviços para a instalação de cabo páraraios que têm condições de ser executados com as LTs energizadas foram executados utilizando os procedimentos adequados, mantendo as distâncias de segurança recomendadas pela OSHA (Occupation Safety Administration) Serviços efetuados com a LT energizada:

3 3 Verificação das condições de campo e preparativos para os serviços de lançamento, tais como: Análise do posicionamento mais adequado para a instalação dos equipamentos de lançamento e tensionadores; Levantamento e averiguação das condições em que se encontra o cabo que será retirado e execução de reparo, quando possível, para o seu uso como cabo piloto; Desgrampeação e instalação do cabo pára-raios existente nas roldanas; Regulagem e grampeação do cabo OPGW lançado; Conexões do aterramento definitivo do cabo OPGW. A realização destes serviços com a LT energizada exigiram: Análise da posição adequada de cada roldana na estrutura; equipamentos de comunicação (rádios) disponíveis aos funcionários da empreiteira e da fiscalização COPEL em quantidade adequada e em posições previamente definidas; pessoal qualificado para a execução dos serviços; treinamento do pessoal, abordando aspectos de segurança. A realização dos serviços da forma citada reduziu o prazo dos desligamento previsto em edital em torno de 50%, viabilizando assim a instalação do cabo sem custos adicionais a COPEL. FIGURA 02 - PONTOS CRÍTICOS. A substituição do cabo pára-raios foi feita em linhas com diversas configurações de circuitos (vertical, triangular, horizontal, simples e duplo), em LTs compactas urbanas, em LTs reisoladas, e em diferentes locais como áreas rurais e urbanas. Em cada situação houve particularidades referentes aos serviços executados, tendo inclusive um trecho onde o serviço de substituição do cabo pára-raios por OPGW foi feita com linha energizada Serviços efetuados com a LT desernegizada: A retirada do cabo pára-raios existente e o lançamento do cabo OPGW foram executados somente com a LT desernegizada. O lançamento do cabo óptico foi feito com equipamentos que controlam a tração de puxamento dentro de limites pré-estabelecidos. Normalmente, o cabo pára-raios existente era retirado e substituído por um cabo piloto para que não houvesse risco algum de ruptura do cabo quando do seu tensionamento para a instalação do cabo OPGW. Com os pontos críticos previamente protegidos, auxiliares e técnicos da COPEL acompanhavam todos os serviços, principalmente onde houvesse algum risco de eventuais interferências externas durante o processo de lançamento como travessias de rodovias, LTs, LDs, etc... (Figura 02) Aspectos de segurança dos serviços efetuados. A execução dos serviços era sempre controlada e acompanhada por pessoal técnico da COPEL (Figura03), responsável pela fiscalização da execução dos serviços, que tomava as precauções e/ou cuidados como: Inspeção periódica da adequação do ferramental e dos equipamentos utilizados para a execução da instalação do cabo OPGW; Verificação de proteções das Linhas de Distribuição (LDs); Solicitação de desligamento de LDs, quando possível; Solicitação do bloqueio do religamento automático das LDs que não permitiam o seu desligamento;

4 4 Solicitação da realização de palestras segurança por pessoal especializado; de Verificação da eficiência e adequação do sistema de comunicação utilizado para os serviços; Realização de reuniões para o planejamento da execução dos serviços. Nos acidentes ocorridos onde o lance do cabo OPGW ficou de algum modo danificado, seja a parte óptica e/ou a parte mecânica, foi exigida a sua substituição e em casos de acidente onde não foi detectado algum problema aparente foi exigida a extensão do período de garantia do cabo CONSIDERAÇÕES ECONÔMICAS. No período analisado ( ), foi verificada uma significativa redução no custo de aquisição e instalação do cabo OPGW. Houve um aumento do número de fornecedores participantes das licitações, que por exigência do edital são responsáveis, além da instalação do cabo OPGW, também pelo reforço estrutural e de fundações quando necessários. O custo do reforço de estruturas e de fundações é embutido no custo da instalação do OPGW que, cotado à priori, constitui uma incerteza refletida na margem imposta no preço total. Gradativamente, a medida em que os fornecedores ganhavam experiência no trabalho conjunto com a engenharia da COPEL, adquiriam a segurança necessária para a redução desta margem de preço, trazendo uma economia no preço total. Em função dos fatos acima abordados, aumento do número de fornecedores, redução das incertezas de projeto, houve uma redução situada entre 25 e 30 % do custo para a implementação do cabo OPGW, redução esta que depende das características do cabo e da quantidade adquirida CONCLUSÕES. FIGURA 03 ACOMPANHAMENTO TÉCNICO. Quando necessário, o cabo pára-raios existente, com as devidas precauções quanto o aspecto de segurança e devidamente reparado, era utilizado como cabo piloto quando os desligamentos eram de pequena duração e principalmente onde as LTs alimentavam radialmente suas cargas Principais ocorrências durante a instalação: Apesar de todas as precauções tomadas, conforme o item anterior, alguns acidentes ocorreram provocando danos ao cabo OPGW, dentre eles podemos citar: Rompimento do pára-raios existente usado como piloto; Rompimento do elemento de ligação (camisas e/ou distorcedores) entre o cabo piloto e o cabo OPGW; Descargas atmosféricas no cabo OPGW; Posicionamento inadequado das roldanas. Com o final da vida útil do sistema de microondas da COPEL a alternativa para a solução deste problema foi a instalação deste anel de fibras ópticas. A instalação do cabo OPGW nas LTs da COPEL contribuiu para o desenvolvimento de um know how técnico que permitiu a redução nos tempos de desligamento. Durante a instalação do cabo óptico os problemas surgidos tanto dos aspectos construtivos quanto dos aspectos de projeto contribuíram para o aperfeiçoamento das especificações técnicas. Os critérios considerados para a instalação do OPGW nas LTs existentes, permitiram compatibilizar o novo cabo OPGW às estruturas da LTs garantindo a confiabilidade desejada ao novo sistema de comunicações REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS. (1) Especificação para Construção de Linhas de Transmissão OUT1998 documento COPEL rev.12, Curitiba PR.

5 5 (2) Especificação de Higiene, Medicina e Segurança do Trabalho para os serviços de Construção de Linhas de Transmissão - DEZ1999 documento COPEL rev.03, Curitiba PR. (3) Manual Técnico de Fiscalização de Linhas de Transmissão JUN/1997 documento COPEL rev. 0, Curitiba PR.