ARTIGO TÉCNICO
revista técnico-profissional
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o electricista Pedro Cavaleiro Quintas & Quintas – Condutores Eléctricos S.A.
fibra óptica O desenho de cabos OPGW e a sua influência no desempenho mecânico das fibras ópticas.
› INTRODUÇÃO O cabo pára-raios com fibra óptica (OPGW) garante às empresas de transmissão/distribuição de energia, duas funcionalidades básicas:
OPGW. A unidade óptica do primeiro é formada por um tubo de alumínio envolvendo uma série de tubos plásticos com fibras ópticas no seu interior (Figura 1).
› Um meio de transmissão de informação de grande capacidade; › Protecção contra descargas atmosféricas e correntes de curto-circuito. A liberalização das telecomunicações permitiu às empresas de transmissão/distribuição de energia a entrada no mercado como operadoras e/ou o aluguer de pares de fibras aos operadores tradicionais. A componente eléctrica/mecânica deste tipo de cabos deverá prever a salvaguarda do desempenho da componente óptica dos mesmos. Assim a sua concepção deverá minimizar a tensão mecânica nas fibras resultante de fenómenos mecânicos/térmicos. A especificidade do desenho de um cabo OPGW é determinada pela unidade óptica, já que a componente eléctrica/mecânica é normalmente assegurada por uma combinação de fios de liga de alumínio e fios de aço cobertos por uma película de alumínio (ACS). Neste trabalho vamos analisar dois dos mais populares desenhos de cabos
Figura 1 · Cabo OPGW com unidade óptica central com tubos plásticos.
A segunda solução (Figura 2) resulta da introdução no processo de cablagem de um tubo de aço-inox com fibras ópticas, em substituição de um dos fios da(s) camada(s) interior(s) do cabo.
No cabo representado na Figura 1 os tubos plásticos são cableados sobre um elemento central, impondo à fibra óptica uma trajectória em espiral com um passo de hélice definido pelo passo de cablagem dos mesmos. No caso da solução da Figura 2 a cablagem do tubo de aço-inox determina o passo de hélice das fibras ópticas. Nas duas soluções, a hélice descrita pela fibra óptica determina a presença de um nível residual de tensão mecânica resultado da curvatura. Para uma espiral com um diâmetro D, a deformação imposta pela curvatura é dado pela seguinte equação1:
para a qual d representa o diâmetro da fibra de vidro (mm) e P o passo da hélice (mm). A tensão mecânica resultante é2:
sendo E0 o módulo de elasticidade inicial da fibra (72 GPa) e D um factor de correcção relativo ao comportamento não-linear da relação tensão/deformação (tipicamente D = 6). Figura 2 · Cabo OPGW com tubo de aço-inox com fibras ópticas incorporadas.
A equação 2 permite avaliar o comporta-