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GLT/027

21 a 26 de Outubro de 2001Campinas - 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 daCOPEL, os procedimentos técnicos e executivos, asadaptações construtivas necessárias, osdetalhamentos e outras soluções adotadas nasubstituição do cabo pára-raios de Linhas deTransmissão (LTs) por cabo OPGW (Optical GroundWire), levando em consideração uma redução dostempos de desligamentos compatibilizando estas LTspara a nova situação.

PALAVRAS – CHAVES: Comunicação, Cabo Pára–Raios, OPGW, Linhas de Transmissão.

1.0.– INTRODUÇÃO.

A COPEL possui em seu sistema de transmissão umtotal de 75 Linhas de Transmissão com cabo OPGWinstalado. Os cabos OPGWs foram instalados noperíodo entre 1991 e 2000, perfazendo um total de2.328,2 km (Figura 1).

Com a crescente dificuldade de se obter interrupçõesna operação de LTs do sistema de transmissão,tornou-se necessário a execução do serviços desubstituição dos cabos pará-raios a partir de umplanejamento adequado associado ao uso de técnicasque proporcionem a substituição dos cabos com umtempo menor de desligamento e sem colocar em riscoa segurança dos eletricistas instaladores e aconfiabilidade do sistema de transmissão.

O Informe Técnico enfoca com algum detalhe osaspectos principais destas técnicas e dos serviçosexecutados para a instalação do cabo OPGW nasLinhas de Transmissão da COPEL.

2.0.– BREVE HISTÓRICO.

As primeiras substituições foram executadas no inícioda década de 90 mediante convênios com empresasde telecomunicações, onde estas possuíam ointeresse em utilizar as linhas da COPEL para atendersuas necessidades.

Os primeiros serviços contratados pela COPEL parainício da implementação do seu sistema óptico foramem 1995. Naquele momento, o processo desubstituição do pára-raios existente por OPGW,adotado pela COPEL consistia em adquirir o caboóptico, o projeto e a supervisão da instalação defornecedor qualificado e separadamente contratar ainstalação do cabo com empresas instaladoras.Este modo de contratar a substituição do cabo pára-raios não se demonstrou eficiente, vindo a ocasionaralguns problemas, tais como:

FIGURA 01 – SISTEMA DIGITAL ÓPTICO – OPGW.

• A falta de mão de obra qualificada no mercadopara a execução dos serviços de instalação;

• Empresas construtoras sem equipamentosadequados para a execução;

• Falta de integração entre o fornecedor do cabo e aempreiteira executante.

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Como conseqüência destas primeiras contratações,ocorreram alguns acidentes com o envolvimento depessoas e danos em cabos, bem como atrasos naexecução dos serviços e na entrada em operação detais empreendimentos.

Estes problemas surgidos logo no início, bem como apossibilidade de ocorrências de mau desempenhoóptico das instalações e de possível dificuldade daidentificação do responsável nestes casos, levaram aCOPEL a rever o processo, decidindo-se pelacontratação de apenas do fornecedor do cabo OPGWe acessórios, com a obrigação de entregar o sistemaoperando (regime TURN-KEY). O fornecedor seria oresponsável por todas as etapas do empreendimento.

3.0.– PROCEDIMENTOS, REQUISITOSNECESSÁRIOS PARA A ELABORAÇÃO DO EDITALDE FORNECIMENTO, PROJETO E INSTALAÇÃODO CABO OPGW.

Depois de constatada a viabilidade de umempreendimento e definidas as rotas de comunicaçãoe, como conseqüência, as Linhas de Transmissãoonde serão instalados o cabo OPGW, é preparada adocumentação técnica necessária para o processo delicitação do empreendimento.

Compõem o edital para a contratação:

a) dados dos projetos originais e relatórios deinspeções feitas pelas equipes de manutençãodas 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 desligamentodas LTs para a execução dos serviços.

Como grande parte das LTs já operam a algumasdécadas, ficou a cargo da área de manutenção daCOPEL a responsabilidade por:

• Verificar nas estruturas a falta de peças ou aexistência de peças danificadas e providenciarquando necessário a sua devida recomposição;

• Verificar as condições das fundações existentes,e executar a sua recuperação quandonecessária;

• Verificar a situação dos aterramentos e das suasconexões nas estruturas;

Tais providências tem por objetivo deixar as LTs emplenas condições para a instalação do cabo OPGW.

4.0.– ANÁLISE E APROVAÇÃO PELA COPEL DOPROJETO DE INSTALAÇÃO DO CABO OPGW.

A empresa contratada para a implementação doempreendimento é responsável pela elaboração doprojeto executivo da instalação, que é composto dasseguintes etapas:

a) definição das características técnicas edimensionamento do cabo OPGW, em funçãodas características ambientais da região e donível de curto-circuito;

b) testes de tipo do cabo;

c) verificação dos comprimentos dos vãos emedição das flechas dos cabos condutoresexistentes;

d) definição de pontos obrigatórios de emendas dasfibras ópticas, contemplando futuras derivações;

e) definição dos lances de cabo OPGW;

f) definição das condições de governo paraelaboração da tabela de esticamento do OPGW;

g) elaboração de desenhos e documentos quecompõem o projeto eletromecânico;

h) estudos de casos e aspectos especiais dainstalação.

O projeto é submetido à análise, parecer técnico eaprovação da COPEL.

Os projetos de reforços das estruturas e dasfundações, quando necessários, e das adaptaçõesnecessárias para a fixação do cabo OPGW nasestruturas também fazem parte do projeto executivosendo submetidos a análise e aprovação da COPEL.

5.0.– SERVIÇOS DE RETIRADA DO CABO PÁRA-RAIOS E INSTALAÇÃO DO CABO OPGW.

Por ocasião do início da execução dos serviços desubstituição do cabo pára-raios, um dosprocedimentos necessários é a reavaliação doperíodo de disponibilidade da LT para o desligamento,pois na maioria das vezes as condições não são asmesmas que aquelas consideradas quando daelaboração do edital.

Em algumas LTs, o desligamento fica restrito apenasao período de carga leve, e a programação dosserviços para a instalação dos cabos deve serefetuada dentro do tempo disponível de cada LT.

Todos os serviços para a instalação de cabo pára-raios que têm condições de ser executados com asLTs energizadas foram executados utilizando osprocedimentos adequados, mantendo as distâncias desegurança recomendadas pela OSHA (OccupationSafety Administration).

5.1.– Serviços efetuados com a LT energizada:

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Verificação das condições de campo e preparativospara os serviços de lançamento, tais como:

• Análise do posicionamento mais adequado para ainstalação dos equipamentos de lançamento etensionadores;

• Levantamento e averiguação das condições emque se encontra o cabo que será retirado eexecução de reparo, quando possível, para o seuuso como cabo piloto;

• Desgrampeação e instalação do cabo pára-raiosexistente nas roldanas;

• Regulagem e grampeação do cabo OPGWlançado;

• Conexões do aterramento definitivo do caboOPGW.

A realização destes serviços com a LT energizadaexigiram:

• Análise da posição adequada de cada roldana naestrutura;

• equipamentos de comunicação (rádios)disponíveis aos funcionários da empreiteira e dafiscalização COPEL em quantidade adequada eem posições previamente definidas;

• pessoal qualificado para a execução dosserviços;

• treinamento do pessoal, abordando aspectos desegurança.

A realização dos serviços da forma citada reduziu oprazo dos desligamento previsto em edital em tornode 50%, viabilizando assim a instalação do cabo semcustos adicionais a COPEL.

5.2.– Serviços efetuados com a LT desernegizada:

A retirada do cabo pára-raios existente e olançamento do cabo OPGW foram executadossomente com a LT desernegizada.

O lançamento do cabo óptico foi feito comequipamentos que controlam a tração de puxamentodentro de limites pré-estabelecidos.

Normalmente, o cabo pára-raios existente era retiradoe substituído por um cabo piloto para que nãohouvesse risco algum de ruptura do cabo quando doseu tensionamento para a instalação do cabo OPGW.

Com os pontos críticos previamente protegidos,auxiliares e técnicos da COPEL acompanhavam todosos serviços, principalmente onde houvesse algumrisco de eventuais interferências externas durante oprocesso de lançamento como travessias de rodovias,LTs, LDs, etc... (Figura 02).

A substituição do cabo pára-raios foi feita em linhascom diversas configurações de circuitos (vertical,triangular, horizontal, simples e duplo), em LTscompactas urbanas, em LTs reisoladas, e emdiferentes locais como áreas rurais e urbanas.

Em cada situação houve particularidades referentesaos serviços executados, tendo inclusive um trechoonde o serviço de substituição do cabo pára-raios porOPGW foi feita com linha energizada.

5.3.– Aspectos de segurança dos serviçosefetuados.

A execução dos serviços era sempre controlada eacompanhada por pessoal técnico da COPEL(Figura03), responsável pela fiscalização da execuçãodos serviços, que tomava as precauções e/oucuidados como:

• Inspeção periódica da adequação do ferramentale dos equipamentos utilizados para a execuçãoda instalação do cabo OPGW;

• Verificação de proteções das Linhas deDistribuição (LDs);

• Solicitação de desligamento de LDs, quandopossível;

• Solicitação do bloqueio do religamentoautomático das LDs que não permitiam o seudesligamento;

FIGURA 02 - PONTOS CRÍTICOS.

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• Solicitação da realização de palestras desegurança por pessoal especializado;

• Verificação da eficiência e adequação do sistemade comunicação utilizado para os serviços;

• Realização de reuniões para o planejamento daexecução dos serviços.

Quando necessário, o cabo pára-raios existente, comas devidas precauções quanto o aspecto de segurançae devidamente reparado, era utilizado como cabopiloto quando os desligamentos eram de pequenaduração e principalmente onde as LTs alimentavamradialmente suas cargas.

5.4. – Principais ocorrências durante a instalação:

Apesar de todas as precauções tomadas, conforme oitem anterior, alguns acidentes ocorreram provocandodanos ao cabo OPGW, dentre eles podemos citar:

• Rompimento do pára-raios existente usado comopiloto;

• Rompimento do elemento de ligação (camisase/ou distorcedores) entre o cabo piloto e o caboOPGW;

• Descargas atmosféricas no cabo OPGW;

• Posicionamento inadequado das roldanas.

Nos acidentes ocorridos onde o lance do cabo OPGWficou de algum modo danificado, seja a parte ópticae/ou a parte mecânica, foi exigida a sua substituição eem casos de acidente onde não foi detectado algumproblema aparente foi exigida a extensão do períodode garantia do cabo.

6.0. – CONSIDERAÇÕES ECONÔMICAS.

No período analisado (1995-2000), foi verificada umasignificativa redução no custo de aquisição einstalação do cabo OPGW.

Houve um aumento do número de fornecedoresparticipantes das licitações, que por exigência doedital são responsáveis, além da instalação do caboOPGW, também pelo reforço estrutural e defundações quando necessários .

O custo do reforço de estruturas e de fundações éembutido no custo da instalação do OPGW que,cotado à priori, constitui uma incerteza refletida namargem imposta no preço total.

Gradativamente, a medida em que os fornecedoresganhavam experiência no trabalho conjunto com aengenharia da COPEL, adquiriam a segurançanecessária para a redução desta margem de preço,trazendo uma economia no preço total.

Em função dos fatos acima abordados, aumento donúmero de fornecedores, redução das incertezas deprojeto, houve uma redução situada entre 25 e 30 %do custo para a implementação do cabo OPGW,redução esta que depende das características docabo e da quantidade adquirida.7.0. – CONCLUSÕES.

Com o final da vida útil do sistema de microondas daCOPEL a alternativa para a solução deste problema foia instalação deste anel de fibras ópticas. A instalaçãodo cabo OPGW nas LTs da COPEL contribuiu para odesenvolvimento de um “know how” técnico quepermitiu a redução nos tempos de desligamento.

Durante a instalação do cabo óptico os problemassurgidos tanto dos aspectos construtivos quanto dosaspectos de projeto contribuíram para oaperfeiçoamento das especificações técnicas.

Os critérios considerados para a instalação do OPGWnas LTs existentes, permitiram compatibilizar o novocabo OPGW às estruturas da LTs garantindo aconfiabilidade desejada ao novo sistema decomunicações.

8.0.– REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS.

(1) Especificação para Construção de Linhas deTransmissão –OUT1998– documento COPEL00000-30009-001 rev.12, Curitiba – PR.

FIGURA 03 – ACOMPANHAMENTO TÉCNICO.

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(2) Especificação de Higiene, Medicina e Segurançado Trabalho para os serviços de Construção deLinhas de Transmissão - DEZ1999 – documentoCOPEL 00000-30000-012 rev.03, Curitiba – PR.

(3) Manual Técnico de Fiscalização de Linhas deTransmissão – JUN/1997 – documento COPEL00000-30009-040 rev. 0, Curitiba – PR.