EoW November 2007

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puente en el espacio entre las extremidades de dos conductores de fase en una torre eléctrica. Tiene el mismo potencial eléctrico elevado de los conductores y transporta la misma corriente eléctrica. La idea de usar un sensor en el puente plantea dos preguntas: • ¿Cómo se baja la terminación de la fibra óptica del sensor al potencial de tierra? • ¿Cómo se puede asegurar un flujo de corriente continuo saliendo de la terminación de la fibra del sensor? La respuesta a ambas preguntas es simple: se puede, usando un separador de diseño especial con derivación en T. Los separadores se usan normalmente para terminar las líneas OPPC con una entrada de cable en la parte “caliente”. Añadiendo una segunda entrada, opuesta a la primera, se forma una derivación de tipo en T ( Figura 6 ). Un separador de derivación en T divide el cable conectador en dos partes con dos extremidades permitiendo la salida de la fibra sensor. Como opción, se puede usar un segundo sensor en la otra mitad del puente. Contrariamente a los separadores para OPPC, el empalme de las fibras de sensor al cable de fibra óptica de conexión se puede hacer en el lado puesto a tierra del separador, facilitando el procedimiento de ensamblaje. El flujo de corriente eléctrica es asegurado por abrazaderas montadas en las entradas y una campana de aluminio sólido. Las pruebas de cortocircuito y las pruebas de corriente permanente han confirmado la capacidad y fiabilidad del diseño. 2.3.4 Estación metereológica Para completar el sistema de monitorización y obtener los datos ambientales correspondientes, se ha utilizado también una pequeña estación metereológica, independiente de la fuente de alimentación y alimentada por un panel solar. La Figura 7 muestra la estación metereológica montada encima de la torre. Los datos, la temperatura del aire, la humedad, la velocidad y la dirección del viento son transferidos al ordenador de control a través de una conexión inalámbrica.

Atenuación (dB)

Longitud de onda (nm)

Figura 3 : Cambios de longitud de onda de Bragg causados por los cambios de temperatura ▲

La luz que viaja a través de esta fibra será parcialmente reflejada a las variaciones del índice, pero la luz será reflejada solamente en un campo de longitudes de onda limitado, donde tiene lugar la interferencia constructiva ( Figura 2 ). La longitud de onda máxima de la luz reflejada es la que se conoce como longitud de onda de Bragg: donde Λ es el periodo de la red y n eff es el índice de refracción efectivo. De la ecuación (1) se puede deducir que λ B es influenciado por cualquier variación de la red causada por influencias externas: la deformación de la fibra modifica ambos parámetros debido al efecto elasto-óptico, mientras que la temperatura altera el n eff debido al efecto termo-óptico. En la Figura 3 se ilustra un ejemplo de un cambio de longitud de onda causado por las variaciones de temperatura. Estas dependencias se usan para fabricar sensores muy pequeños pero altamente fiables para medir la deformación y la temperatura [4,5] . 2.3 Componentes del sistema Los capítulos siguientes describen detalladamente los componentes de un sistema completo. 2.3.1 Cable conectador con sensor El sensor FBG usado para las mediciones de temperatura consiste en la misma red de Bragg (FBG) protegida por un tubo de acero inoxidable de 1,5mm de diámetro, sellado en ambas extremidades. La fibra de salida es protegida por un tubo de λ B =2·Λ·n eff (1)

plástico convencional. La longitud del tubo de acero de alojamiento depende de la longitud del cable conectador (o puente) y varía entre 1,5 y 3m. Para usar eficazmente el sensor, debe ser puesto en el centro del cable conectador, que es normalmente del mismo tipo que el conductor de fase. En el caso del sistema presentado, el conductor de fase tenía una estructura de acero-aluminio donde el acero tenía una sección transversal de 39,5mm 2 y el aluminio de 243,1mm 2 . Su designación según la norma EN 50182 [6] es 243-AL1/39-ST1A. La Figura 4 muestra un corte transversal donde se puede apreciar el sensor FBG. Otra manera de crear un puente con un sensor FBG es usar un cable compuesto fase óptico OPPC con tubo de acero. El sensor puede ser instalado dentro del tubo de acero. En este caso, el diseño OPPC debe ser lo más parecido posible al diseño del conductor de fase para evitar una incompatibilidad en la correlación entre el conductor y el puente. 2.3.2 Sensor de deformación El sensor de deformación, como se ha dicho antes, utiliza también la tecnología del sensor FBG, pero es utilizado concretamente por su función principal: la medición de las deformaciones. Presenta una cubierta rectangular y está fijado a un clip de sujeción ( Figura 5 ). La configuración actual para la línea escogida utilizaba dos aisladores paralelos para anclar el conductor de fase. Por lo tanto, se necesitaban dos sensores. 2.3.3 Separador Para una línea de alimentación normal, el cable conectador es utilizado como

Figura 4 : Sección transversal del cable conectador 243-AL1/39-ST1A con sensor FBG ▼

7 Alambres de acero 2.68mm Diám.

26 Alambres de aluminio 3.45mm diam

Sensor FBG

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