Iguazú, Argentina, 17 al 21 de Mayo de 2015
CARACTERIZACION DE FIBRAS OPTICAS DE CABLE OPGW PARA ENLACES DIGITALES DE ALTA CONFIABILIDAD EN
SISTEMAS ELECTRICOS DE ALTA TENSION
1
D2-03
Carlos A. Di Palma Felix Pina Roberto Cid Eduardo Melano Tranelsa SA Antares S.A. Intesar S. A. Secr. Energia
Prov.Corrientes Argentina Argentina Argentina Argentina
2Iguazú, Argentina, 17 al 21 de Mayo de 2015
• Fibras ópticas que conforman el cable OPGW del Sistema de Transmisión 132kV entre ET Goya y ET Mercedes, constituyen un elemento crítico dentro del funcionamiento de alta Disponibilidad (Ai) en los sistemas que lo utilizan como soporte:
*sistema de comunicación digital SDH*sistema de protección diferencial *sistema de teleprotección digital*otros Servicios (redes Ethernet, etc)
• Busqueda de maximizar desempeño de cables OPGW mediante acciones y etapas:*establecer las condiciones de proyecto de los cables ópticos en lo referente
a sus fibras, con el fin de obtener un excelente presupuesto óptico del enlace,
tanto en lo que respecta a distancia de enlace como al ancho de banda (bit rate) de transmisión*realizar ensayos en recepción en fabrica que permitan la primera y detallada medición/caracterización de sus principales parámetros*asegurar un cuidadoso transporte a obra
• Con el cable en obra, proseguir con etapas:*cumplimentar con el plan de tendido*asegurar un cuidadoso proceso de instalación y montaje *realizar una correcta ejecución de tareas de empalme de fibras en cajas
• Proceso final, mediante:*caracterización final de todas y cada una de las fibras durante los ensayos
de puesta en servicio (commissioning)Esta etapa constituye una tarea fundamental para el desempeño y vida útil posterior de los cables opticos
OBJETIVO
3Iguazú, Argentina, 17 al 21 de Mayo de 2015
a) ensayos de tipo: de acuerdo al detalle de IEC 60794-1-2, realizados en laboratorio independienteb) ensayos de rutina: efectuado por el fabricante durante el proceso de fabricación, acorde con plan de QA c) trazabilidad de los materiales y elementos que componen el cable óptico, con protocolos y certificación de los proveedores de fibras, de alambres, tubos metálicos, fibras de Aramida, nucleo, etc.d) ensayos de recepción en fábrica: al cable óptico completo, luego de finalizado remesa/lote completo (100%)e) ensayo reflectométrico de las bobinas: una vez arribada a obra cada bobina f) ensayos de disposición de montaje e instalación: medición de eficiencia de amortiguamiento, etcg) proceso de tendido: verificación de la tensión de esfuerzo longitudinal de tendido, protección de tensión mecanica de tendido mediante desconectadores mecánicos, poleas con radio de doblado apto, flechado, etc.h) proceso de realización de empalmes: medición de características ópticas de las fibras a medida que avanza la instalación de cajas i) longitud de las trazas: conveniencia subdividir la traza para que se encuentre dentro del alcance del instrumental y minimizar tareas, colocando patcheras provisorias para mediciónj) al final del proceso de montaje e instalación: medición completa end-to-end de cada fibra del OPGW
ASEGURAMIENTO DE LA CALIDAD
4Iguazú, Argentina, 17 al 21 de Mayo de 2015
AA) Previsiones: durante la ejecución de empalmes en las fibras ópticas: • realización de las tareas en vehiculo/trailer con grado de hermeticidad suficiente,
limpieza, etc• utilización de las Guías de Procedimientos suministrada y confeccionada por el
fabricante del cable óptico• tareas de empalmes efectuadas por operarios/personal certificado por el fabricante del
cable óptico • realización de los empalmes por fusión mediante instrumentos de centrado automático
de núcleos • previa calibración de instrumental en forma adecuada y certificada por laboratorio
independiente• medición sistematizada de las fibras ópticas, respetando código de colores• protocolización de todas y cada una de las fibras, con registración, impresión de
gráficos/trazas
BB) Procedimiento: los objetivos del empalme por fusión son:• permitir la continuidad de transmisión del haz de luz• lograr resistencia a los esfuerzos mecánicos sobre las fibras (desplazamientos;
estiramiento; etc.)
EMPALMES DE FIBRAS (parte 1)
5Iguazú, Argentina, 17 al 21 de Mayo de 2015
BB) Procedimiento (cont):• conservar la estabilidad del desempeño de fibras a largo plazo• evitar ataque de humedad, niebla salina, deposición de polvo, etc, a la ultima porcion
expuesta de las fibras • obtener bajas perdidas en cada empalme• posibilitar eventuales derivaciones de fibras hacia otro destino
CC) Precauciones: evitar que pérdida del empalme sea afectado por:• Condiciones ambientales del trabajo (grasitud, polvo, humedad)• Capacidad del operario empalmador• Herramientas de corte apropiadas• Utilización de magnificadores (inspección previa a la actuación del arco eléctrico)• Equipamiento/instrumentos de alta calidad y prestación
EMPALMES DE FIBRAS (parte 2)
6Iguazú, Argentina, 17 al 21 de Mayo de 2015
AA) Previsiones
Previo a la realización de los ensayos de puesta en servicio efectuar acciones que hacen al correcto desempeño como:
>Impedir la rotación axial del cable OPGW en su punto de ingreso a caja de empalme.>Realización de empalmes por fusión, con instrumental de alineación automática de núcleos>Retención mecánica de hilados de aramida, para evitar eventuales efectos por desplazamientos del OPGW>Disposición de múltiples cassettes/bandejas de fibras en las cajas >Precauciones y condiciones de cierre de cajas de empalme>Prever la necesidad de montar patcheras de provisorias de medición de tramos parciales (recomendado conectores Euro 2000 para unificar criterios con DFO)
ENSAYOS DE CAMPO
Iguazú, Argentina, 17 al 21 de Mayo de 2015
TRAZA DE LA LINEA, PIQUETES Y ACCESOS
8Iguazú, Argentina, 17 al 21 de Mayo de 2015
AA) PROTOCOLO DE MEDICION EN BOBINA DE FO (Valor máx <= 0,25 dB/Km según norma, y 0,21 dB/km en ambiente eléctrico)
• Una vez que las bobinas de OPGW arriban a obra, se debe descubrir el extremo exterior, y adaptar para medir reflectométricamente cada una de las fibras ópticas
• Cada fibra óptica se mide en la ventana de 1550nm obteniendo como respuesta dos valores:
*atenuación por kilómetro que debe ser menor a 0,25dB/Km (UIT-T) *longitud óptica de la fibra
• Confección de planilla de protocolización (registro de situación que ha mediado entre FAT y llegada a Obra)
BB) PROTOCOLO DE MEDICION DE EMPALMES DE FO (máx por numero de empalmes <= 0,10dB segun norma, y menor a 0,05dB en ambiente eléctrico)
• Una vez tendido el OPGW y empalmadas las fibra óptica en las respectivas cajas de empalme, medición sobre la ventana de 1550nm desde ambos extremos (ODF/DFO) de la atenuación bidireccional del empalme
• El resultado de la medición puede ser positivo o negativo, pero debe asegurarse que el promedio entre ambos no supere los 0,05dB
• Confección de planilla de protocolización para registración de valores
MEDICIONES (parte 1)
9
10
INTE250
CABLE OPGW OBRA: FECHA: 1550nm
PIQUETE N°: 23 PROGRESIVA: 4477mts
Longitud Optica (m): 4477mts Longitud Optica (m): 2898mts
Longitud Nominal (m): ........................ Longitud Nominal (m): ...............
Remito Nº: .............................................. Remito Nº: ....................................
Buffer - fibra EMPALME [dB]
EMPALME [dB]
PROMEDIO [dB]
1 Azul - Azul 0,019 -0,026 -0,004
2 Azul - Naranja -0,091 0,104 0,007
3 Azul - Verde -0,004 0,034 0,015
4 Azul - Marrón 0,036 -0,016 0,010
5 Azul - Gris -0,109 0,143 0,017
6 Azul - Blanco -0,004 0,015 0,006
7 Azul - Rojo 0,066 0,017 0,042
8 Azul - Negro 0,009 -0,002 0,004
9 Naranja - Azul 0,050 0,017 0,034
10 Naranja - Naranja 0,004 0,020 0,012
11 Naranja - Verde 0,074 -0,042 0,016
12 Naranja - Marrón 0,108 -0,036 0,036
13 Naranja - Gris -0,011 0,047 0,018
14 Naranja - Blanco 0,054 -0,026 0,014
15 Naranja - Rojo 0,069 -0,042 0,014
16 Naranja - Negro -0,010 0,031 0,011
17 Verde - Azul 0,038 -0,028 0,005
18 Verde - Naranja 0,024 -0,013 0,006
19 Verde - Verde 0,087 -0,084 0,001
20 Verde - Marrón 0,059 -0,037 0,011
21 Verde - Gris 0,119 -0,043 0,038
22 Verde - Blanco 0,093 -0,003 0,045
23 Verde - Rojo 0,081 -0,065 0,008
24 Verde - Negro -0,087 0,137 0,025
25
26
27
28
29
0,016 <= 0,07
TRAM
O1
LONGITUD DE ONDA DE MEDICIÓN (nm):
PROTOCOLO DE MEDICION DE EMPALMES DE FO
ATENUACIÓN
OBSERVACIONES
TRAM
O 2
Rev. 3
CODIGO DE COLORESNº FIBRA
Promedio Bidireccional sobre número de
empalmes (dB)
EMPALMES
Carrete Nº 2Carrete Nº 1
11Iguazú, Argentina, 17 al 21 de Mayo de 2015
CC) PROTOCOLO PRUEBA FINAL DE FO - ATENUACIÓN (max para ventana de 1550 nm<= 0,25 dB/Km por norma, y 0,21dB/km para eléctrico)
• Concluida la medición de los “n” subsistemas que se hayan protocolizado, se deberan empalmar (vincular) los subsistemas. y realizar medición End-to-End volcando en las planillas todas las mediciones parciales de cada Caja de Empalme
• La medición de atenuación promedio bidireccional/empalme no debe superar 0,05 dB
DD) PROTOCOLO DE PRUEBA FINAL ÓPTICA (atenuación y dispersión cromática)• Los ensayos se realizan a la totalidad de las fibras ópticas dispuestas en dos tubos
loose de 12 fibras cada una• Ensayos se realizan en ambas direcciones de transmisión (A>B; B>A) • Los parámetros medidos en proceso de puesta en servicio, fueron (nomenclatura slide 10):
*longitud total de las fibras *atenuación total end-to-end de cada Fibra Óptica (PM)*relevamiento de la pendiente de atenuación de cada fibra óptica (traza OTDR)*atenuación de cada empalme de fibras *relevamiento de puntos de atenuación y estrés (traza OTDR)*atenuación en conectores <= 0,50dB (DFO)*medición coeficiente de dispersión de modo de polarización para permitir transmitir 10Gbits (STM-64), que deberá ser <=0,83Ps/Km (coeficiente PMD)
MEDICIONES (parte 2)
12
13
14
15Iguazú, Argentina, 17 al 21 de Mayo de 2015
DD) PROTOCOLO DE PRUEBA FINAL ÓPTICA (atenuación y dispersión cromática) (cont)
*medición del coeficiente de PMD *medición Coeficiente de Dispersión Cromática:
* @1550nm valor máximo <= 18 Ps/(nm.Km) * @1310nm valor máximo <= 3,5 Ps/(nm.Km)
EE) COMPARACION
•Contrastación de parámetros medidos en campo con las mediciones de FAT•Verificación de eventuales apartamientos, o coincidencias/similaridades
MEDICIONES (parte 2)
16
INTE252
CABLE OPGW FECHA:
TRAMO: DESDE: Piquete 1 HASTA: Piquete 618
Longitud Optica (m): 123.735mts. Longitud Nominal (m): ........................
Atenuación Atenuación[dB] [dB] [dB] (dB/km)
Buffer - fibra promedio promedio1 Azul - Azul 25,650 25,880 25,765 0,208 14,05
2 Azul - Naranja 25,680 25,840 25,760 0,208 13,944
3 Azul - Verde 25,990 26,120 26,055 0,211 13,994
4 Azul - Marrón 25,660 25,830 25,745 0,208 14,073
5 Azul - Gris 26,000 26,200 26,100 0,211 14,02
6 Azul - Blanco 26,210 26,550 26,380 0,213 13,94
7 Azul - Rojo 26,370 26,270 26,320 0,213 13,986
8 Azul - Negro 25,890 25,880 25,885 0,209 13,95
9 Naranja - Azul 25,490 25,490 25,490 0,206 13,973
10 Naranja - Naranja 26,090 26,320 26,205 0,212 16,483
11 Naranja - Verde 25,600 25,650 25,625 0,207 16,45
12 Naranja - Marrón 26,420 26,550 26,485 0,214 16,64
13 Naranja - Gris 26,060 25,910 25,985 0,210 16,673
14 Naranja - Blanco 26,230 26,090 26,160 0,211 16,71
15 Naranja - Rojo 26,110 25,920 26,015 0,210 16,559
16 Naranja - Negro 26,100 26,190 26,145 0,211 16,554
17 Verde - Azul 25,880 25,810 25,845 0,209 16,626
18 Verde - Naranja 25,540 25,580 25,560 0,207 16,437
19 Verde - Verde 26,100 26,040 26,070 0,211 16,71
20 Verde - Marrón 26,250 26,150 26,200 0,212 16,68
21 Verde - Gris 26,370 26,290 26,330 0,213 16,688
22 Verde - Blanco 26,400 26,310 26,355 0,213 16,659
23 Verde - Rojo 26,080 26,010 26,045 0,210 16,703
24 Verde - Negro 26,010 25,970 25,990 0,210 16,726
[dB/Km] [dB] [ps/(nm.Km)]
0,25 1 18
0,36 1 3,5
Descripción Equipo utilizado: Fecha calibración:
Firma: Firma:
Aclaración: Aclaración:
Fecha: Fecha:
ControlóEjecutó
Pérdidas de inserción de 2 conectores
Nº FIBRA
PROTOCOLO PRUEBA FINAL DE FIBRA OPTICA - ATENUACIÓN Y DISPERSIÓN CROMÁTICA
Dispersión Cromática OBSERVACIONES
Rev. 2
VALOR MÁXIMO (1550 nm)
Atenuación BidireccionalCODIGO DE COLORES
Verificar la edición vigente de este documento en Intranet
OBRA: Goya-Mercedes
VALOR MÁXIMO (1310 nm)
17
18
19Iguazú, Argentina, 17 al 21 de Mayo de 2015
El instrumental utilizado, de última generación, con certificados de calibración y contraste acordes. Conformado principalmente:
• Medidor de Dispersión Cromática (DC): JDSU modelo BEAR 6000A• Medidor de Dispersión por Modo de Polarización (PMD): JDSU modelo
BEAR 6000A• Medidor de Perfil de Atenuación (AP): JDSU modelo BEAR 6000A• Microscopio para Control de Conectores: Westover • Fusionadora: Fujikura FSM-60S• Fuente de Luz: JDSU modelo OBS 550• Medidor de Potencia: F2H modelo FHP 1A02• .Fuente óptica (Laser): F2H modelo FHS 1D03• Reflectómetro (OTDR): WAVETEK MTS 5200e• Bobina lanzamiento: 2000mts fibra SM
INSTRUMENTAL
20Iguazú, Argentina, 17 al 21 de Mayo de 2015
• La caracterización completa de las fibras, realizada en campo, permite disponer la prestación completa del vínculo de fibras, y consecuentemente contar con el real budget óptico para que sea utilizado por los sistemas-usuario
• El Sistema de Comunicaciones y/o el Sistema de Protección Diferencial y/o el Sistema de Teleprotección Digital (según corresponda), dispondrán de las características reales de desempeño del enlace óptico, con lo cual optimizar sus cálculos de enlaces
• Al comparar los parámetros de fibras medido en campo (commissioning) con los resultados obtenidos durante los ensayos de recepción en fabrica (FAT) se realiza double-checking de las prestaciones de cada fibra
• El actual trabajo debiera continuar con la medición de tasa de error (BER) durante cierto periodo de tiempo, entre conectores ópticos de los DFOs, para evaluar el desempeño del conjunto (fibras + empalmes + conectores) y verificar la estabilidad del vínculo ante condiciones climáticas, etc
• Se permitirá diferenciar las eventuales situaciones de: *falla critica (out of service) *degradación del desempeño (falla no-crítica)
• Este desempeño podrá ser complementado con la acción de los Sistemas de Gestionamiento Remoto (NMS) de los sistemas de comunicación y otros, mediante el monitoreo en tiempo real del estado de alarmas y eventos, con lo cual anticipar eventual degradación del vínculo de fibras ópticas (fibras+empalmes) a través del desempeño del sistema-usuario
CONCLUSIONES
Iguazú, Argentina, 17 al 21 de Mayo de 2015
QUE OBSERVAR EN LA TAREA DE PREPARACIÓN
Iguazú, Argentina, 17 al 21 de Mayo de 2015
EMPALME DE LA FIBRA ÓPTICA
Iguazú, Argentina, 17 al 21 de Mayo de 2015
MEDICIÓN Y CERTIFICACIÓN DE LAS CARACTERÍSTICAS ÓPTICAS
Iguazú, Argentina, 17 al 21 de Mayo de 2015
MUCHAS [email protected] [email protected] [email protected]