EuroWire May 2020

Articolo tecnico

elettrica aerea con una tensione di 110kV e superiore. Svolge due funzioni: trasmissione dei dati e protezione dei conduttori di fase da eventuali fulmini che possono danneggiare il sistema di trasmissione. Questo tipo di struttura del cavo può essere utilizzato anche nelle zone ad alta attività corrosiva. La struttura del cavo OPGW utilizzato in questo studio è illustrata nella Figura 1 . È costituito da trefoli di filo d’acciaio rivestiti di alluminio e da due loose tube in acciaio inossidabile riempiti di gel idrorepellente. Il cavo ha un diametro esterno di 12mm e un diametro del loose tube di 2,8mm. Ciascun loose tube contiene 24 fibre ottiche, e l’intervallo di temperatura operativa va da -60°С a +85°С, per il quale viene utilizzato un gel di riempimento con un valore nominale di -60°С. 3 Configurazione per le misurazioni 3.1 Test di variazione ciclica della temperatura Per le misurazioni della temperatura, è stata utilizzata una camera climatica (illustrata nella Figura 2 ) che può ospitare più di 1km di cavo OPGW. La stabilità termica della camera era inferiore a 1°C. Una tale buona stabilità termica è stata resa possibile da una scelta appropriata del tempo di rilassamento in ogni punto di misura. Il campo di temperatura era tra -40°C e +85°C per ciascun ciclo, come richiesto dal cliente e dall’ambiente dell’area di applicazione. In questa prova sono stati eseguiti tre cicli. Nella nostra configurazione, 48 fibre a perdita ultra bassa sono state combinate in due fasci. Le fibre di ciascun fascio sono state giuntate assieme per offrire una maggiore precisione per le misurazioni OTDR delle variazioni dell’attenuazione durante la prova, e ciascun fascio era costituito da oltre 20 diversi campioni di fibre. ▼ ▼ Figura 5 : Distribuzione dell’attenuazione a 1.550nm per 500km di cavi OPGW posati con fibre a perdita ultra bassa. Sono incluse le perdite di giunzione

Cavo OPGW con 48 fibre a perdita ultra bassa

Valore medio ~0,165 dB/km Valore massimo ~0,168 dB/km

Test di variazione ciclica della temperatura del cavo OPGW con fibre a perdita ultra bassa

Attenuazione (dB/km

Temperatura C

Attenuazione a 1.550nm (dB/km)

▲ ▲ Figura 3 : Test di variazione ciclica della temperatura del cavo OPGW con fibre a perdita ultra bassa

▲ ▲ Figura 4 : Distribuzione dell’attenuazione a 1.550nm di cavi posati con fibre a perdita ultra bassa per tre tratti di 150km. Sono incluse le perdite di giunzione

Attenuazione di riferimento (dB/km)

Attenuazione massima (dB/km)

Specifica della fibra* (dB/km)

Set di fibre

Delta dB/km

1 2

0.169 0.163

0.174 0.168

0.005 0.005

<0.05

<0.05 *Nota: la fibra stessa supera i valori delle specifiche per un campo di temperatura più ampio (da -60°C a +85°C) e nel cavo ▲ ▲ Tabella 1 : Aumento dell’attenuazione a 1.550nm durante il test di variazione ciclica della temperatura a temperature che vanno da -40°C a +85°C

gamma dinamica di 45dB. Per ottenere la precisione e la risoluzione spaziale desiderate, la linea di trasmissione è stata divisa in tre sezioni di circa 150km, e ciascuna sezione è stata misurata separatamente da entrambe le estremità mediante OTDR. Le misurazioni dell’attenuazione del cavo OPGW installato sul campo sono state effettuate due volte. La prima misurazione è stata eseguita immediatamente dopo l’installazione del cavo. Le successive misurazioni OTDR sono state effettuate circa un anno dopo l’installazione. 4 Risultati La Figura 3 mostra le variazioni di attenuazione a 1.550nm per due fasci di fibre durante il test di variazione ciclica della temperatura per tutti e tre i cicli. Durante questa prova non sono state osservate differenze significative nelle prestazioni di attenuazione tra i due fasci di fibre. L’aumento massimo dell’attenuazione per entrambi i gruppi di fibre durante i tre cicli non ha superato 0,005dB/km, valore che rientra ampiamente nel limite desiderato di 0,01dB/km (come menzionato in precedenza) ed è distante dal limite di specifica di 0,05dB/km [4] . Riteniamo che questo risultato della misurazione indichi che la struttura di cavo OPGW scelta sia adatta per applicazioni a lunghissima distanza con forti limitazioni di budget ottico. Siccome il test di variazione ciclica della temperatura rappresenta un buon indicatore delle prestazioni a lungo termine del cavo

Questa configurazione è stata usata per riprodurre con accuratezza le reali condizioni di installazione dei cavi terrestri a lunga distanza che tipicamente contengono un gran numero di sezioni di cavi giuntate. I due fasci sono stati progettati appositamente per rappresentare l’estremità superiore della distribuzione a perdita ultra bassa (attenuazione media del primo fascio 0,169dB/km a 1.550nm) e la tipica quota di attenuazione (attenuazione media del secondo fascio 0,163dB/km a 1.550nm). Questa procedura di prova del cavo è stata eseguita in piena conformità con il Metodo F1 della normativa IEC 60794-1-22. 3.2 Misurazioni OTDR del cavo installato Il cavo OPGW utilizzato sul campo riproduceva una concatenazione di giunzioni mediante fusione di diverse lunghezze di cavo che variavano da 6 a 8km, e la lunghezza totale del cavo corrispondeva circa a 500km. Per le misurazioni sono stati utilizzati diversi dispositivi OTDR con una ▼ ▼ Figura 6 : Variazione di attenuazione a un anno di uso del cavo OPGW con fibre a perdita ultra bassa

Cavo OPGW con 48 fibre a perdita ultra-bassa

Attenuazione a 1.550nm (dB/km)

77

www.read-eurowire.com

Maggio 2020