Identification + Vérif. 12.02.90 PC
MEP 12.02.90 PC
Corr. MEP ........ ..
Corr. DIGISET 16.02.90 PC
MAJ disquettes 05.03.90 fv
íNDICE DEL TOMO IX DEL LIBRO AZUL
Parte I - Recomendaciones de la serie K
Protección contra las perturbaciones
Rec. N.o Página K.1Puesta a tierra de un circuito telefónico para frecuencias
vocales en cable 3
K.2 Protección de los sistemas de telealimentación de los repetidores
contra las perturbaciones debidas a las líneas eléctricas próximas 4
K.3
Parte II - Recomendaciones de la serie L
Construcción, instalación y protección de los
cables y otros elementos de planta exterior
L.1 Construcción, instalación y protección de los cables de
telecomunicación en redes públicas 129
L.2 Impregnación de los postes de madera 129
L.3 Armadura de los cables 130
L.4 Cubiertas de aluminio para cables 132
L.5
2 En este tomo, la expresión
`Administración'
se utiliza para
designar, en forma abreviada, tanto una Administración de telecomunicaciones
como una empresa privada de explotación de telecomunicaciones reconocida.
Humedad relativa: Disk. 729 NF01/004 OPM: 12
W
A
,
W
B
: NF03/023 OPM: 14
(cs,) - (cs,)
(1BT) (BT..)
(9.TE.01.S)
(A1.23s) / [26s]
FOLIOS: 1 - 46
(DO PRC.COSY.2)
MEP {TPS.NON.PHOTO "[PA1]"} : OK= [1]
Saisie 27.10.89 PR
ID + LASER 30.11.89 JC
MAJ diskette 01.12.89 JC
Corr. LASER (1re épreuve) = 3eme 21.12.89 BM
Espaces réservés 09.01.90 JC
AJOUTER (PA1) (CL1,0,0,0) pour MEP
MEP + LASER 11.01.90 KJ
Corr. MEP ........ ..
Insertion des tableaux (tabulateurs...) ........ ..
BAT du 30/I/90 31.01.90 PV
MAJ DISKETTE 05.03.90 fv
PARTE I
Recomendaciones de la serie K
PROTECCIóN CONTRA LAS PERTURBACIONES
MONTAGE:
PAGE 2 = PAGE BLANCHE
PROTECCIóN CONTRA LAS PERTURBACIONES
Directrices relativas a la protección de las
líneas de telecomunicación contra los efectos
perjudiciales de las líneas de energía eléctrica y de las
líneas ferroviarias electrificadas
, UIT, Ginebra, 1988 (véase también la
Recomendación K.26).
Recomendación K.1
PUESTA A TIERRA DE UN CIRCUITO TELEFóNICO PARA
FRECUENCIAS VOCALES
EN CABLE
(Nueva Delhi, 1960)
Introducción
En el estado actual de la técnica, los cables pueden construirse de modo que las capacidades de los diversos circuitos para frecuencias vocales con relación a la cubierta estén exactamente equilibradas.
Este equilibrio de las capacidades es suficiente cuando se trata de circuitos desprovistos de toda puesta a tierra desequilibrada.
En cambio, cada puesta a tierra, incluso con un equilibrio aparente, puede dar lugar a que influyan los desequilibrios de inductancia y de resistencia de cada uno de los circuitos en los que se hace esta puesta a tierra.
La rigidez dieléctrica entre los conductores de un cable es mucho más reducida que la que existe entre estos conductores y la cubierta y, en consecuencia, la puesta a tierra de algunos de dichos conductores podría ocasionar la ruptura del dieléctrico que separa a los conductores si se somete el cable a una fuerte inducción.
Cuando un cable cargado está sometido a una fuerza electromotriz inducida
elevada, la presencia de puestas a tierra permite el paso de corrientes cuya
intensidad podría exceder en ciertos casos del límite admisible para la buena
conservación de las propiedades magnéticas de las
El CCITT recomienda, pues, por unanimidad:
Que en los circuitos para frecuencias vocales no se hagan puestas a tierra en punto alguno, salvo si todos los bobinados de línea de los transformadores están conectados permanentemente a la cubierta mediante conexiones de poca resistencia en uno o en ambos extremos del cable.
Que, en general, no se efectúe ninguna puesta a tierra en ningún punto de una instalación (telefónica o telegráfica) conectada metálicamente a una línea de larga distancia por cable.
Que, no obstante, si, por razones especiales, hay que poner a tierra una instalación conectada directamente a circuitos para frecuencias vocales, se tomen las precauciones siguientes:
a)La puesta a tierra se efectuará de manera que no influya en el equilibrio del circuito con relación a tierra y a los circuitos próximos.
b)La
c)Cuando la instalación conectada al cable sea una instalación telegráfica, procederá, además, ajustarse a las Recomendaciones del CCITT sobre las condiciones de coexistencia de la telefonía y de la telegrafía (Recomendaciones de la serie H).
PROTECCIóN DE LOS SISTEMAS DE TELEALIMENTACIóN^
DE LOS REPETIDORES
CONTRA LAS
PERTURBACIONES DEBIDAS^ A LAS LíNEAS ELéCTRICAS
PRóXIMAS
(Nueva Delhi, 1960)
Para evitar que el funcionamiento de la telealimentación de los repetidores
sea interferido por la inducción magnética de una línea eléctrica próxima o
como consecuencia de un acoplamiento por resistencia con una línea eléctrica
próxima, el CCITT recomienda que el sistema de telealimentación de los
repetidores se establezca siempre que sea posible de forma que el circuito por
el que circulen las corrientes de telealimentación, habida cuenta de los
órganos a él conectados, se mantenga equilibrado con relación a la cubierta y a
tierra.
INTERFERENCIAS PROVOCADAS POR SEñALES A FRECUENCIAS
VOCALES
INYECTADAS EN UNA RED DE DISTRIBUCIóN DE
ENERGíA
(Nueva Delhi, 1960)
Si los servicios de distribución de energía eléctrica recurren para la
explotación de
Las fórmulas de las
Directrices
permiten calcular
estas interferencias y determinar el valor de las tensiones y de las corrientes
perturbadoras equivalentes de esas señales a frecuencias vocales.
PERTURBACIONES CAUSADAS A LA SEñALIZACIóN
(Ginebra, 1964)
Para disminuir las interferencias causadas por la proximidad de líneas
eléctricas en corriente continua o alterna a la señalización en corriente
continua o alterna a frecuencia industrial en líneas de telecomunicación por
hilo desnudo, cables aéreos o subterráneos o líneas mixtas, conviene examinar
la posibilidad de adoptar, en los casos en que puedan producirse interferencias
de este tipo, o en todos aquellos en que hayan sido ya observadas, uno o varios
de los métodos siguientes:
-estudio y aplicación de sistemas:
a)que mantengan en todas las circunstancias el equilibrio del circuito de señalización con respecto a la tierra, incluso durante las operaciones de conmutación [1], y
b)que, aun estando equilibrados, no sean sensibles a las interferencias
debidas a las
-elección del emplazamiento de las
-adopción de disposiciones que reduzcan las corrientes inducidas
(utilización de cables telefónicos con un bajo
-utilización de
-utilización de circuitos sintonizados para asegurar una impedancia elevada a las frecuencias de la corriente interferente.
Nota
- Las
Directrices relativas a la
protección de las líneas de telecomunicación contra los
efectos perjudiciales de las líneas de energía eléctrica y
de las líneas ferroviarias electrificadas
mencionan un límite de 60 V para
la tensión inducida en las líneas de telecomunicación. Este límite concierne
exclusivamente a la seguridad del personal y no tiene por finalidad garantizar
que no se producirá interferencia alguna en los sistemas de señalización. En el
caso de sistemas de señalización desequilibrados con relación a tierra, tales
interferencias pueden ser producidas por tensiones mucho más débiles, como se
indica en [2].
Referencias
[1]Manual del CCITT
Directrices relativas a la protección
de las líneas de telecomunicación contra los efectos
perjudiciales de las líneas de energía eléctrica y de las
vías ferroviarias electrificadas
, Vol. IX, UIT, Ginebra, 1988.
[2]
Ibíd.
, Vol. VI.
UTILIZACIóN CONJUNTA DE POSTES PARA LAS
TELECOMUNICACIONES Y EL SUMINISTRO DE ENERGíA
ELéCTRICA
(Ginebra, 1964)
Se invita a las Administraciones que deseen emplear soportes comunes para las
líneas aéreas de telecomunicación por hilo o por cable y para las líneas
eléctricas, a que tengan en cuenta, cuando las leyes y reglamentos nacionales
permitan adoptar tal medida, las siguientes consideraciones de orden general:
1)La utilización conjunta de postes por las Administraciones y las compañías de electricidad puede ser ventajosa desde el punto de vista económico y estético.
2)Aun empleando métodos apropiados, la construcción de soportes comunes implica, comparada con los métodos ordinarios de construcción, mayores riesgos, tanto para el personal que trabaja en las líneas de telecomunicación como para las instalaciones mismas. Es muy conveniente dar una formación especial al personal que trabaje en estas líneas, especialmente si las líneas eléctricas son de alta tensión.
3)Se recomienda que se respeten las disposiciones de las
Directrices
relativas a los riesgos, a las perturbaciones
y a la seguridad del personal [1].
4)Es conveniente que se concierten acuerdos especiales entre las Administraciones y las compañías de electricidad interesadas en la utilización conjunta de los postes, con el fin de definir sus responsabilidades respectivas.
5)En caso de coexistencia en cortas secciones (por ejemplo, del orden de 1 km), bastará casi siempre con tomar algunas precauciones sencillas para que las perturbaciones debidas a la inducción magnética o a la eléctrica sean tolerables.
Referencias
[1]Manual del CCITT
Directrices relativas a la protección
de las líneas de telecomunicación contra los efectos
perjudiciales de las líneas de energía eléctrica y de las
líneas ferroviarias electrificadas
, Vol. II, UIT, Ginebra 1988.
PRECAUCIONES QUE DEBEN TOMARSE EN LOS CRUCES
(Ginebra, 1964)
Introducción
Los cruces de líneas aéreas de telecomunicación y líneas eléctricas son peligrosos para el personal y para el equipo.
Los organismos responsables de diversos países han tomado determinadas disposiciones de las que se derivan normas aplicables en el plano nacional. Estas normas son a veces inconsecuentes y las medidas adoptadas no siempre son eficaces.
Habida cuenta del estado actual de la técnica y de la experiencia adquirida en los diferentes países, el CCITT estima posible formular una recomendación sobre las disposiciones que parecen más convenientes. Los distintos países podrán eventualmente inspirarse en ella para dictar o revisar sus reglamentos nacionales.
Se recomienda, pues, que cuando una línea aérea de telecomunicación deba cruzar una línea eléctrica se utilice un cable subterráneo para la línea aérea de telecomunicación en el lugar del cruce, o se conserve el tendido aéreo.
1 Línea subterránea
Este método no es siempre recomendable, puesto que, en caso de ruptura del
conductor eléctrico, el cable subterráneo puede encontrarse en una zona en la
que el potencial de tierra alcance un valor elevado. Si el cable está provisto
de una
Si las circunstancias exigen que la línea aérea pase por cable, se tomarán precauciones especiales en el punto de cruce, por ejemplo:
-revestimiento con una materia aislante de la cubierta metálica del cable en los cruces;
-utilización de un cable cuya cubierta sea totalmente de plástico.
2 Tendido aéreo
No puede recomendarse de manera general el método consistente en interponer entre la línea eléctrica y la línea de telecomunicación un hilo de guarda o una red.
De todos modos, y cualesquiera que sean las circunstancias, hay que dejar una separación vertical mínima entre la línea de telecomunicación y la línea eléctrica, de conformidad con las normas nacionales.
Además, se pueden adoptar diversas disposiciones para disminuir los riesgos:
2.1
Utilización de soportes comunes
en el punto de
cruce, a reserva de que los aisladores de la línea de telecomunicación
presenten una elevada tensión de ruptura.
2.2
Aislamiento de los conductores
, de preferencia los
de telecomunicación, a reserva de que este aislamiento esté realmente adaptado
a las condiciones existentes.
2.3
Refuerzo de la construcción
de la línea eléctrica
en el punto de cruce, con el fin de reducir los riesgos de ruptura.
3 Circunstancias en las que pueden
aplicarse estas disposiciones de los
2.1, 2.2
y
2.3
La aplicación de estos métodos depende esencialmente de la tensión de la línea de energía eléctrica. Las distintas tensiones que han de considerarse no están ligadas a la normalización de la @Comisión Electrotécnica Internacional (CEI)\, habida cuenta de las exigencias especiales del problema planteado.
3.1
Redes que funcionen con tensiones iguales o inferiores a
600 V
Disposiciones que han de tomarse: las que se indican en los 2.1 ó 2.2, o ambas a la vez.
3.2
Redes que funcionen con tensiones iguales o superiores a
60 kV
(En especial, las redes llamadas
`de gran seguridad de servicio'
según [1].)
Disposición que ha de tomarse: la que se indica en el 2.3 , en caso necesario.
3.3
Redes con tensiones intermedias
Dada la diversidad de tensiones, de características mecánicas de las líneas y de modos de explotación en la gama comprendida entre 600 V y 60 kV, no es posible formular recomendaciones precisas.
No obstante, podrán aplicarse una o varias de las disposiciones descritas anteriormente; algunos casos particulares requieren un estudio detallado, efectuado en estrecha colaboración con los servicios interesados.
Referencias
[1]Manual del CCITT
Directrices relativas a la protección
de las líneas de telecomunicación contra los efectos
perjudiciales de las líneas de energía eléctrica y de las
líneas ferroviarias electrificadas
, Vol. VI, UIT, Ginebra, 1988.
PROTECCIóN CONTRA LOS CHOQUES ACúSTICOS
(Ginebra, 1964; modificada en
Málaga-Torremolinos, 1984)
En ciertas circunstancias desfavorables pueden producirse en un aparato
telefónico normalmente unido a una línea de hilo metálico, tensiones
transitorias repentinas de amplitud instantánea excepcionalmente elevada, del
orden de 1 kV, por ejemplo, como consecuencia de perturbaciones
eletromagnéticas a las que la línea está expuesta.
Si estas tensiones aparecen en el curso de una comunicación telefónica pueden causar presiones acústicas tan fuertes, a través del auricular, que pueden dañar el oído humano y el sistema nervioso.
Estas crestas de tensión pueden producirse principalmente cuando los
descargadores insertados entre los dos conductores de una línea telefónica no
funcionan simultáneamente, lo que hace que el aparato telefónico sea atravesado
por una corriente de compensación. Por esta razón, el CCITT recomienda el
empleo de dispositivos de proctección contra los choques acústicos,
especialmente en el caso de líneas dotadas de descargadores de gas enrarecido
para la protección contra tensiones inducidas excesivamente elevadas (véase el
capítulo I,
6
de las
Directrices,
página 16).
Tales dispositivos constan, por ejemplo, de dos rectificadores conectados en paralelo y en oposición de fase o de otros elementos semiconductores conectados directamente en paralelo al receptor telefónico.
En los aparatos telefónicos de diseño más reciente, la supresión de los
choques de tensión de corta duración que pueden producirse en el receptor se
puede conseguir con unas características idóneas de los circuitos eléctricos
comprendidos entre el acceso a la línea de donde provienen las tensiones
peligrosas y el propio
Se recomienda asimismo que las disposiciones previstas limiten la
Las disposiciones adoptadas para asegurar la protección contra los choques acústicos deben:
-ser compatibles con las exigencias técnicas que deba satisfacer el equipo;
-permitir un fácil control de su funcionamiento;
-no disminuir sensiblemente la calidad de transmisión telefónica.
Para ello se recomienda particularmente:
1)que en el caso de dispositivos específicos sus dimensiones sean pequeñas,
de modo que su reducido volumen permita colocarlas dentro del
2)que las características eléctricas no varíen en las condiciones de temperatura y humedad que se puedan presentar en el lugar de utilización;
3)que la eficacia se compruebe conforme a las indicaciones de la Recomendación P.36 del CCITT.
SEPARACIóN EN EL SUELO ENTRE UN CABLE DE
TELECOMUNICACIóN Y EL SISTEMA DE PUESTA A TIERRA
DE UNA INSTALACIóN DE ENERGíA ELéCTRICA
(Mar del Plata, 1968; modificada en
Melbourne, 1988)
Introducción
Si se instala un cable de telecomunicación enterrado, sin una capa aislante en torno a la cubierta metálica, en las proximidades de un sistema de puesta a tierra de una instalación de alta tensión, una parte de la @elevación del potencial de tierra (EPT)\ que se produce en el caso de un fallo a tierra del sistema de alta tensión puede transmitirse al sistema de telecomunicaciones a través de un acoplamiento resistivo.
En documentos del CCITT y la CIGRECIGRE: Conferencia internacional de las grandes redes eléctricas de alta tensión. [1-3] se reconoce que la EPT causada por instalaciones de energía de alta tensión constituye una fuente de perturbación peligrosa para los sistemas de telecomunicación y un riesgo para el personal de servicio.
Es posible calcular la EPT cerca de las instalaciones de energía siguiendo
los métodos indicados en las
Directrices
[1] (véanse los
volúmenes II y III), que se recomiendan en particular para tratar de los
sistemas de puesta a tierra de los conmutadores.
El objeto de la presente Recomendación es dar una orientación práctica para determinar las distancias de seguridad entre los cables de telecomunicación enterrados y los sistemas de puesta a tierra de las instalaciones de energía eléctrica, cuando se carece de medidas locales o de valores calculados de la EPT.
1
Alcance
Un
En la presente Recomendación se proporciona información sobre:
a)los lugares donde puede producirse la EPT;
b)la persistencia de la EPT en los diferentes tipos de redes de transporte de energía;
c)la
`
entre los cables de
telecomunicación y las instalaciones de energía eléctrica;
d)las medidas que han de adoptarse si no se alcanza la distancia de seguridad.
2 Consideraciones generales
La separación mínima en el suelo que ha de recomendarse entre un sistema de puesta a tierra de una instalación de energía y los cables de telecomunicación depende de varios factores:
-tipo de red de transporte de energía;
-nivel de la corriente de fallo;
-sistema de puesta a tierra de la instalación de energía;
-resistividad del suelo;
-condiciones locales.
3 Tipo de red de transporte de energía
eléctrica
Las redes de transporte de energía se clasifican según el modo de conectarse a tierra el punto neutro. El sistema de puesta a tierra afecta al nivel y a la duración de la corriente de fallo, y por consiguiente a la EPT.
3.1
Redes con punto neutro puesto a tierra directamente o a
través de una baja impedancia
El nivel de una corriente de fallo a tierra es elevado. Un sistema de relé eliminará el fallo en poco tiempo.
3.2
Redes con punto neutro puesto a tierra a través de
una bobina de supresión de arco
El nivel de una corriente de fallo a tierra es pequeño, normalmente no superior a 100 amperios por cada bobina. La duración de un fallo a tierra es relativamente corta.
Estas redes pueden dotarse de dispositivos de desconexión retardada para la eliminación de fallos a tierra permanentes.
3.3
Redes con punto neutro aislado de tierra
El nivel de una corriente de fallo a tierra es normalmente bajo, pero su duración podría ser muy grande. Las redes de gran extensión pueden dar lugar a grandes corrientes de fallo de origen capacitivo.
Si estas redes están equipadas con dispositivos de eliminación automática de fallos, la duración de los fallos es de corta a media.
4 Lugares donde pueden producirse
elevaciones del potencial de tierra
4.1
Centrales eléctricas y subestaciones
Las centrales eléctricas y las subestaciones producen muy frecuentemente
elevaciones del potencial de tierra. El tamaño de la central, el número y la
construcción de las líneas de transporte de energía conectadas a la misma, y la
instalación de puesta a tierra son factores que influyen en el nivel y la zona
de EPT. Como se indica en [4], la disposición y la estructura del sistema de
puesta a tierra dependen de la reglamentación, el tamaño, la antigüedad, el
objetivo y el lugar. Si las líneas de transporte de energía que penetran en la
central disponen de
4.2
Torres de líneas de transporte de
energía
Las torres de líneas de energía eléctrica con electrodos en su base pueden
producir elevaciones del potencial de tierra debidas a corrientes de fallo a
tierra en el sistema de transporte de energía, y a corrientes producidas por
5 Magnitud de la elevación del potencial de
tierra
La magnitud de la EPT depende de la tensión del sistema de transporte de energía eléctrica, de las características de la construcción de la línea de energía eléctrica, del nivel de la corriente de fallo y de la resistencia de puesta a tierra.
6 Zona de elevación del potencial de
tierra
La EPT se mide como el potencial de tierra referido a una tierra neutra distante. La zona de EPT, próxima a un sistema de puesta a tierra, varía desde algunas decenas a algunos miles de metros, según la resistividad del terreno, la disposición del electrodo de puesta a tierra, y otras condiciones locales. En [5] se hallará más amplia información a este respecto. Las zonas de EPT en áreas urbanas son pequeñas en comparación con lo que puede esperarse en áreas rurales. Sólo se consideran peligrosas las zonas de EPT cuyos potenciales son superiores a los valores indicados en [1]. De las medidas y el cálculo de las zonas de EPT se encargan las autoridades responsables de la distribución de energía.
7 Duración de la elevación del potencial de
tierra
La duración de los fallos a tierra, y por tanto de la EPT, depende del tipo de red de transporte de energía eléctrica.
7.1
Redes con punto neutro puesto a tierra directamente o a
través de una baja impedancia
La duración de los fallos a tierra es generalmente inferior a 0,2-0,5 s.
7.2
Redes con punto neutro puesto a través de una bobina de
supresión de arco
La duración de los fallos a tierra suele ser inferior a 0,8 s, pero en algunos casos puede persistir varios segundos. Estas redes pueden dotarse de dispositivos de desconexión retardada (de unos segundos) para la eliminación de fallos a tierra permanentes.
7.3
Redes con un
punto
neutro
aislado
La duración de un fallo a tierra puede ser muy grande y persistir hasta que se produzca otro fallo a tierra.
Si estas redes están equipadas con dispositivos de eliminación automática de fallos, la duración de los fallos puede ser tan corta como la indicada en el 7.1 .
8 Separación mínima en el suelo entre un
cable de telecomunicación enterrado y un sistema de puesta a tierra de
instalaciones de energía eléctrica
La EPT próxima a un sistema de puesta a tierra de instalaciones de alta
tensión puede estimarse mediante cálculos basados en electrodos de tierra
idealizados y una resistividad homogénea del suelo en la zona de la EPT. En la
práctica, no es posible efectuar cálculos exactos del potencial transferido de
un sistema de puesta a tierra de instalaciones de alta tensión a un cable de
telecomunicaciones adyacente. No obstante, si se inyecta una corriente en el
sistema de puesta a tierra de alta tensión desde una distancia suficientemente
grande, puede medirse la tensión entre la cubierta del cable y un electrodo
auxiliar en la zona de potencial neutro. El resultado debe corregirse en forma
proporcional a la corriente real de fallo a tierra. (En los cables armados el
factor de corrección no es lineal, sino que depende de la característica
magnética de la pantalla ferromagnética del cable). En ausencia de otros
experimentos de medidas locales o de valores calculados de la EPT, han de
respetarse los valores del cuadro 1/K.18 para las separaciones mínimas en el
suelo entre los cables de telecomunicaciones
`ordinarios'
con cubierta
metálica en contacto directo con el suelo y un sistema de puesta a tierra de
instalaciones de energía de alta tensión.
Cuadro 1/K.8 [T1.8], p.
9 Medidas que han de adoptarse para evitar
riesgos EPT
El método principal para evitar la peligrosa influencia de la EPT es aumentar la distancia entre los cables de telecomunicación y el sistema de puesta a tierra de la instalación de energía eléctrica. Si las condiciones locales no permiten una separación suficiente para evitar una EPT peligrosa, el cable de telecomunicación debe dotarse de aislamiento, por ejemplo, instalándolo en un tubo plástico aislante.
Cuando la magnitud de la EPT es extremadamente grande, o la zona EPT es de extensión excepcional, pueden utilizarse cables de fibra óptica o radioenlaces en lugar de cables metálicos.
Referencias
[1]Manual del CCITT
Directrices relativas a la protección
de las líneas de telecomunicación contra los efectos
perjudiciales de las líneas de energía eléctrica y de las
líneas ferroviarias electrificadas
, Vols. II y III, UIT, Ginebra, 1988.
[2]CCITT Contribución COM V-61 (1979).
[3]CIGRE N.o 36-04/1970 -
Ground potential rise and
telecommunication lines
.
[4]ELECTRA N.o 71/1980
Station grounding - Safety and
interference aspects
.
[5]ELECTRA N.o 60/1978 -
Zone of influence of ground
potential rise
.
PROTECCIóN DEL PERSONAL Y DE LAS INSTALACIONES DE^
TELECOMUNICACIóN
CONTRA UN GRADIENTE
DE POTENCIAL DE TIERRA ELEVADO DEBIDO A UNA LíNEA DE
TRACCIóN ELéCTRICA VECINA
(Mar del Plata, 1968)
1 Consideraciones generales
Desde el punto de vista técnico, las precauciones tomadas en los
-valor de la
-equipo eléctrico de la línea (circuitos de vía) exigido por las instalaciones ferroviarias de seguridad, que puede oponerse a la conexión sistemática al carril de las estructuras metálicas próximas a la vía;
-en el caso de
-el grado de aislamiento de las líneas de contacto, que puede también influir en la naturaleza de esos dispositivos, sobre todo en el caso de líneas electrificadas con una tensión relativamente baja, como las líneas de corriente continua de 1500 V;
-el método que se ha de recomendar para conectar al carril
2
Líneas de tracción eléctrica en
corriente alterna
Cuando no existan instalaciones de seguridad que impidan conectar al carril las estructuras metálicas próximas a la vía, se recomienda conectar sistemáticamente al carril esas estructuras, por ejemplo, las que se encuentren a menos de determinada distancia de la vía.
De ser imposible conectar esas estructuras al carril, se recomienda ponerlas a tierra mediante un electrodo de resistencia suficientemente baja.
3
Líneas de tracción eléctrica en
corriente continua
4 Cables de telecomunicación
En las nuevas instalaciones se recomienda que, en las proximidades de los
carriles, a la entrada de las
5 Condiciones que deben reunir las
instalaciones de CTT próximas a líneas de tracción
eléctrica
Las principales precauciones que deben tomarse para su protección son las siguientes:
-ubicación de las instalaciones fuera de la zona de peligro;
-apantallamiento;
-sustitución de los elementos metálicos por elementos aislantes, sobre todo para las vainas o cubiertas de los cables y para los armarios y cajas de repetidores.
Nota
- Las citadas recomendaciones se basan únicamente
en consideraciones técnicas que hay que examinar con atención en cada caso.
Queda entendido que las Administraciones deberán ajustarse a la reglamentación
y a la legislación en vigor en sus respectivos países.
ASIMETRíA CON RESPECTO A TIERRA DE LAS
INSTALACIONES DE TELECOMUNICACIóN
(Mar del Plata, 1968; modificada en
Málaga-Torremolinos, 1984)
1
Asimetría con respecto a tierra de los
equipos de telecomunicación
A fin de mantener una simetría adecuada de los equipos de telecomunicación y de las líneas conectadas con ellos, se recomienda que el valor mínimo admisible de la asimetría de las instalaciones de telecomunicación [@atenuación de conversión longitudinal (ACL)\] sea de 40 dB (de 300 a 600 Hz) y de 46 dB (de 600 a 3400 Hz). Este es un valor mínimo general y no excluye la posibilidad de indicar valores mínimos superiores para necesidades particulares en otras Recomendaciones del CCITTVéanse en particular la Recomendación Q.45 y la continuación del estudio de la Cuestión 13/V [1]..
Debe utilizarse el montaje de prueba de la figura 1/K.10 para medir la asimetría del equipo de telecomunicación.
La nomenclatura, definición y medida de asimetrías se basan en las Recomendaciones G.117 y O.121.
Figure 1/K.10 p.2
Debe cumplirse que
Z
L
1 =
Z
1/4,
Z
L
2 =
Z
2/4 en la gama de audiofrecuencias (véanse la
Recomendación Q.45 y el
3.2
de la Recomendación O.121).
Se especifican los términos siguientes:
-atenuación de conversión longitudinal (ACL) (aplicable a dipolos y cuadripolos) =
20 log$$id10$$if
$$4!$$Bo
E
$$id
L
1$$if$$Bu
V
$$id
T
1$$if$$Be$$4! dB
-@atenuación de transferencia de conversión longitudinal (ATCL)\ (aplicable
únicamente a cuadripolos) =
20 log$$id10$$if
$$4!$$Bo
E
$$id
L
1$$if$$Bu
V
$$id
T
2$$if$$Be$$4! dB
2
Asimetría con respecto a tierra de
las líneas de telecomunicación
Si se somete a prueba una línea de gran longitud, deben utilizarse
esencialmente el mismo circuito de prueba y la misma nomenclatura que en la
figura 1/K.10. Sin embargo, la inducción y las asimetrías longitudinales se
distribuyen a lo largo de la línea. Por consiguiente, la
En el cuadro 3/K.10 se enumeran las conclusiones extraídas de estas mediciones.
Cuadro 1/K.10 (à traiter comme figure MEP), p.
Figure omitted: 47 CUADRO 2/K.10
Cuadro 2/K.10 (à traiter comme figure MEP), p.
Figure omitted: 40 CUADRO 3/K.10
Cuadro 3/K.10 (à traiter comme figure MEP), p.
ANEXO A (a la Recomendación K.10) Ejemplo de cálculo de las
tensiones transversales de una
línea de telecomunicación
Consideraciones
generales
La contribución mencionada en la referencia [2] contiene muchos valores calculados de la relación entre la tensión longitudinal y su conversión en la tensión transversal. Este anexo es un extracto de dicha contribución. Ofrece información básica sobre la aplicación de las propuestas de medidas en las líneas, contenidas en la Recomendación K.10.
Los resultados más importantes se resumen en el cuadro A-1/K.10. Corresponden a un par simétrico compuesto por hilos de cobre con aislamiento de papel de 0,9 mm de diámetro y trenzado en cuadretes en estrella con una capacidad mutua equivalente de 34 nF/km. En el cálculo sólo se ha simulado la asimetría de capacidad.
A.2
Tensiones hilo/cubierta
La distribución de las tensiones hilo/cubierta (tierra) viene determinada fundamentalmente por (véase la columna 2 del cuadro A-1/K.10, donde se supone, para mayor sencillez, que la fuente de tensión total en el trayecto longitudinal es de 100 V):
-la posición de la fuente longitudinal (véase la columna 1 del cuadro A-1/K.10), y
-la terminación del trayecto longitudinal (véase la columna 3 del cuadro A-1/K.10).
Sobre la base de los esquemas indicados en la columna 2 del cuadro A-1/K.10 merecen citarse las siguientes tendencias:
a)Cuando la f.e.m. se aplica a uno de los terminales del trayecto longitudinal, las tensiones hilo/cubierta tienden a ser uniformes y de la misma polaridad a lo largo de la línea. Cuando se cierra el conmutador S, las tensiones disminuyen (compárese la línea de trazo continuo con la de trazo interrumpido de la gráfica de la primera fila y segunda columna).
b)Cuando la f.e.m. se aplica en una sección intermedia de la línea, por ejemplo, concentrada en el centro o distribuida uniformemente, las tensiones hilo/tierra tienen la misma magnitud y polaridades opuestas en cada mitad de la línea (véanse las curvas de trazo interrumpido de las gráficas de la segunda y tercera filas). La simetría de la distribución se perturba sólo con cerrar un conmutador en los terminales (véanse las líneas de trazo continuo de las gráficas de la segunda y tercera filas). Las diferencias entre las distribuciones de tensión debidas a las posiciones de conmutador abierto/cerrado y cerrado/cerrado en las terminaciones tienden a disminuir al aumentar la longitud de la línea y la frecuencia.
A.3
Atenuación de conversión longitudinal
La atenuación de conversión longitudinal y la atenuación de transferencia de conversión longitudinal (definidas en los cuadros 1/K.10 y 2/K.10) vienen determinadas fundamentalmente por:
-la distribución de las tensiones hilo/cubierta (véase el Î A.2) y;
-la magnitud y la distribución de la
En relación con el segundo aspecto, se han estudiado tres casos, que se
indican en el cuadro A-1/K.10 como asimetría unilateral, asimetría
perfectamente igualada y asimetría igualada con asimetría adicional. La
asimetría uniforme unilateral, con ó
C
= 600 pF/km, tiende
a simular el caso más desfavorable, que no se da en la práctica. La línea
perfectamente igualada (con transposiciones cada 0,5 km) puede también no
conseguirse nunca.
Las magnitudes de la atenuación de conversión longitudinal pueden explicarse si se considera el hecho de que se generan elevadas tensiones transversales como consecuencia de la asimetría de capacidad, si la posición de una asimetría coincide con elevadas tensiones hilo/tierra. La asimetría de una sección posterior tiende a amplificar la tensión transversal si los sentidos de la asimetría y de la polaridad de la tensión hilo/tierra son los mismos que en la sección anterior. Sin embargo, si se invierte uno de los dos, las tensiones transversales resultantes resultan menores.
En el caso de una línea bien igualada, la magnitud de la atenuación de conversión longitudinal es elevada y muy independiente de la colocación de la f.e.m. y de la posición de los conmutadores en los terminales (véase la columna 5 del cuadro A-1/K.10).
Si la atenuación de conversión aumenta considerablemente de magnitud al abrir el conmutador S, y depende del sentido de alimentación, cabe entonces esperar la existencia de asimetría local (véase la columna 6 del cuadro A-1/K.10).
Los valores inferiores de atenuación de conversión longitudinal (es decir de menos de 60 dB) podrían ser causados por el carácter unilateral de la asimetría de capacidad (véase la columna 4 del cuadro A-1/K.10). Este es el caso en la Recomendación K.10, en la que el método de prueba especificado en el 2 puede producir valores considerablemente superiores de la atenuación de conversión longitudinal que los valores en condiciones reales de inducción de energía. En este caso, pueden obtenerse valores más realistas por el método indicado en el cuadro 2/K.10.
Tableau A-1/K.10 (à traiter comme figure MEP), p.
El principal elemento de asimetría en las líneas es la asimetría de
capacidad. Sin embargo, en ocasiones es también importante la
asimetría
resistiva
(R en serie). Como se ha señalado antes, cuando el conmutador
S2 está abierto, se acentúa el efecto de la
asimetría en
derivación
(en el caso de
C
de la línea). Si el
conmutador S2 (o los S1 y S2 indicados en el cuadro 2/K.10) está abierto y la
atenuación de conversión permanece invariable (o incluso disminuye), ello
indica que la
asimetría en serie puede no ser la causa primaria de la
asimetría de la línea
. En cambio, si hay un aumento, predominan las
asimetrías en serie. Debe señalarse que, aunque la razón de disponer de Z
L
y S2 es permitir al experimentador distinguir entre las asimetrías en
serie y en derivación de la línea, la eficacia de esta característica depende
de la impedancia en derivación de la línea proporcionada por la capacidad a
tierra resultante de la línea (por ejemplo, la longitud de la línea [3]).
Referencias
[1]Cuestión 13/V del CCITT
Desequilibrio de las
instalaciones telefónicas
.
[2]Contribución COM V-38
Estudio de la relación entre
desequilibrio y tensiones transversales inducidas
,
1981-1984 (Administración húngara).
[3]IEEE Std 455 - 1976
IEEE Standard test procedure for
measuring longitudinal balance of telephone equipment
operating in the voice band
. Publicado por IEEE, Inc., 30 de septiembre de
1976.
PRINCIPIOS DE
PROTECCIóN CONTRA LAS
SOBRETENSIONES^ Y SOBRECORRIENTES
(Ginebra, 1972; modificada en
Málaga-Torremolinos, 1984 y Melbourne, 1988)
Introducción
En los actuales documentos del CCITT, se señala que el rayo y los fallos de instalaciones eléctricas próximas son fuentes de peligrosas perturbaciones en las líneas de telecomunicación, que pueden causar daños que acarreen la interrupción del servicio y la necesidad de efectuar reparaciones, constituyendo incluso un peligro para el personal.
La presente Recomendación tiene por objeto sentar los principios que permitan limitar la frecuencia y gravedad de tales perturbaciones a niveles que tengan en cuenta la calidad de servicio, los costes de explotación y la seguridad del personal. Estos principios son aplicables a todas las partes de un sistema de telecomunicaciones. En las referencias y en las Recomendaciones K.5, K.6, K.9, K.12, K.15, K.16 y K.17 se incluyen más detalles sobre ciertos métodos de protección y ciertas partes del sistema. En [1] y [2] se da información sobre los fenómenos perturbadores y las técnicas de protección (véase también la Recomendación K.26).
La presente Recomendación trata principalmente de la central local, la planta local de líneas de abonado y los equipos de abonado, pero sus aplicaciones pueden ser mucho más amplias.
Nota
- Los fenómenos perturbadores, cuando se
producen, son relativamente raros o de duración muy breve (generalmente del
orden de una fracción de segundo), y en la elaboración de la presente
Recomendación no se han tenido en cuenta métodos para evitar la interrupción
del funcionamiento de los equipos durante una perturbación real. El CCITT
prosigue el estudio de tales métodos.
1 Consideraciones generales
1.1
Origen de las
sobretensiones
y sobrecorrientes
peligrosas
1.1.1
Descargas directas de rayos
Estas descargas pueden provocar la circulación de corrientes de varios miles de amperios por hilos o cables durante algunos microsegundos. Pueden producirse daños físicos y las sobretensiones de muchos kilovoltios pueden sobrecargar los dieléctricos de las instalaciones de línea y del equipo terminal.
1.1.2
Descargas de rayos próximas
Las corrientes debidas a descargas atmosféricas de una nube a tierra o de una nube a otra provocan sobretensiones en las líneas de tendido aéreo o en las líneas subterráneas próximas al lugar de la descarga. La superficie afectada puede ser grande en zonas con una elevada resistividad del suelo.
1.1.3
Inducción provocada por las corrientes de fallo en las
líneas de transporte de energía, incluidos los
sistemas de tracción
eléctrica
Los
1.1.4
Contactos con líneas de transporte de
energía
Pueden producirse contactos entre líneas de transporte de energía y líneas de telecomunicación cuando catástrofes locales, por ejemplo, tormentas, incendios, etc., causan deterioro a ambos tipos de instalaciones o cuando no se respetan las medidas normales de separación o aislamiento. Las sobretensiones raramente exceden de 240 V en corriente alterna (valor eficaz) con relación a tierra en países en los que es ésta la tensión de distribución normal, pero pueden mantenerse durante un tiempo indefinido antes de ser advertidas. Cuando se emplean tensiones de distribución superiores, por ejemplo, de 2 kV, las disposiciones de protección de las líneas de energía aseguran normalmente la interrupción de la alimentación en un plazo breve tras el fallo. La sobretensión puede provocar la circulación de corrientes excesivas por la línea de toma de tierra de la central, causando deterioro al equipo y representando un peligro para el personal.
1.1.5
Elevación del
potencial de
tierra
Los fallos a tierra en los sistemas de transporte de energía producen corrientes en el suelo que elevan el potencial en las proximidades del lugar del fallo y del electrodo de puesta a tierra de la fuente de alimentación de energía (véase también la Recomendación K.9). Estos potenciales de tierra pueden afectar a las instalaciones de telecomunicación de dos maneras:
a)Los sistemas de señalización de telecomunicación pueden funcionar
incorrectamente si el
b)Elevaciones mayores del potencial de tierra pueden representar un riesgo para el personal que trabaja en la zona afectada o, en casos extremos, pueden ser suficientes para perforar el aislamiento del cable de telecomunicaciones, provocando daños importantes.
1.2
Métodos de protección
1.2.1 Algunas de las medidas de protección para líneas que se describen en el 2 reducen las sobretensiones y sobrecorrientes en su origen, disminuyendo con ello el riesgo de daños a todas las partes del sistema.
1.2.2 Otras medidas de protección que pueden aplicarse a determinadas partes del sistema, como las indicadas en los 2, 3 y 4, se dividen en términos generales en dos grupos:
-utilización de dispositivos de protección que impiden que una cantidad demasiado alta de energía alcance las partes vulnerables, sea por desviación de esa energía (por ejemplo, descargadores de chispa), sea desconectando la línea (por ejemplo, fusibles);
-empleo de equipos con valores apropiados de rigidez dieléctrica, capacidad de paso de corriente e impedancia, a fin de que puedan soportar las condiciones a que son sometidos.
1.3
Tipos de
dispositivos de
protección
1.3.1
Descargadores de aire con electrodos de carbón o
metálicos
Estos dispositivos se suelen conectar entre cada hilo de una línea y tierra y limitan la tensión que puede producirse entre sus electrodos. Son de bajo costo, pero su resistencia de aislamiento puede disminuir de modo apreciable tras un funcionamiento repetido, y es posible que deban sustituirse a menudo.
1.3.2
Descargadores de gas
Se conectan normalmente entre cada hilo de una línea y tierra o, como unidades de tres electrodos, entre un par y tierra. Sus características de funcionamiento pueden especificarse hasta límites precisos para satisfacer las exigencias del sistema. Estos dispositivos son compactos y pueden funcionar frecuentemente sin necesidad de atención alguna.
En la Recomendación K.12 se incluyen las características detalladas de descargadores de gas.
1.3.3
Dispositivos de protección con
semiconductores
Se utilizan de modo similar a los dispositivos de protección con electrodos de carbón o a los descargadores de gas; permiten proteger al equipo contra sobretensiones de hasta tan sólo 1 V. Son precisos y rápidos, pero pueden dañarse con corrientes excesivas.
1.3.4
Fusibles
Se conectan en serie con cada hilo de una línea y se desconectan cuando circula una corriente excesiva. Los fusibles normales tienen un hilo de sección uniforme que puede fundirse. Los fusibles lentos tienen un hilo de sección uniforme que se funde rápidamente cuando circula una corriente elevada y un elemento fusible en forma de muelle que se funde gradualmente y se desconecta cuando circulan corrientes más bajas durante un tiempo prolongado. Niveles típicos de funcionamiento son sobrecorrientes de 2 A y corrientes prolongadas de 250 mA. Los fusibles no deben mantener un arco después de funcionar. Los fusibles no ofrecen protección contra las sobretensiones debidas a rayos y en las zonas en las que estas sobretensiones son frecuentes pueden ser necesarios fusibles para valores muy elevados (hasta 20 A) para evitar contratiempos debidos a fallos de los fusibles. Estos fusibles pueden ofrecer una protección adecuada contra los contactos con líneas de transporte de energía. Los fusibles pueden también ser fuente de ruido y de fallos de desconexión.
1.3.5
Bobinas térmicas
Conectadas en serie con cada hilo de una línea, las bobinas térmicas desconectan la línea, la ponen a tierra, o hacen ambas cosas, con la tierra prolongada hasta la línea. Las bobinas térmicas suelen tener un componente fusible que actúa cuando circulan corrientes por lo general de 500 mA, durante unos 200 segundos.
1.3.6
Limitadores de intensidad con
restablecimiento automático
Los fusibles y las bobinas térmicas tienen el inconveniente de que interrumpen permanentemente un circuito al funcionar y exigen entonces la sustitución manual. Existen dispositivos de impedancia variable que, tras su calentamiento por efecto de sobrecorrientes, experimentan un fortísimo aumento de su resistencia eléctrica. El dispositivo vuelve a tener la resistencia eléctrica baja normal cuando cesa la sobrecorriente. Se llama la atención sobre el tiempo de respuesta y la tensión máxima tolerada por esos dispositivos.
1.4
Efectos residuales
Las medidas de protección tienen esencialmente por efecto garantizar que la mayor parte de la energía eléctrica producida por una perturbación no se disipe en una parte vulnerable de la instalación y no alcance al personal. Sin embargo, un dispositivo cuyas características permitan una supresión ideal de todas las tensiones o corrientes relacionadas con perturbaciones no puede existir por las siguientes razones:
1.4.1
Sobretensiones residuales
Deberán tenerse en cuenta:
a)las tensiones no reducidas por el dispositivo de protección por ser inferiores a su umbral de funcionamiento,
b)los fenómenos transitorios que se producen antes de entrar en funcionamiento el dispositivo,
c)las corrientes residuales mantenidas después del funcionamiento del dispositivo,
d)los fenómenos transitorios producidos por el funcionamiento del dispositivo.
1.4.2
Tensiones transversales
Los dispositivos de protección instalados en los dos hilos de un par pueden no funcionar simultáneamente, dando lugar así a un impulso transversal. En determinadas condiciones, particularmente si el equipo que ha de protegerse es de baja impedancia, el funcionamiento de un dispositivo de protección puede impedir el funcionamiento del otro, y puede quedar una tensión transversal mientras haya tensiones longitudinales en la línea.
1.4.3
Efecto sobre el funcionamiento normal del circuito -
Diseño coordinado
Hay que prever un margen suficiente entre la tensión de funcionamiento de los dispositivos de protección y la mayor de las tensiones presentes en la línea durante el funcionamiento normal.
De modo semejante, las características normales (impedancias internas) de los elementos de protección han de ser compatibles con el funcionamiento normal de las instalaciones, para el cual habrá de tener en cuenta la posible presencia de aquéllos.
1.4.4
Alteraciones resultantes
Un dispositivo de protección puede resguardar una sección de la línea a costa de otra, por ejemplo, si un fusible de repartidor principal funciona a causa de un contacto con una línea de energía, la tensión en la línea de telecomunicaciones puede alcanzar el valor de la tensión nominal de la línea cuando el fusible desconecta la tierra del equipo de telecomunicaciones.
Asimismo, el funcionamiento de un dispositivo de protección puede reducir mucho la impedancia interna equivalente de un circuito con relación al equipo a que está conectado, lo que permite que circulen corrientes que pueden causar daños.
1.4.5
Coordinación de dispositivos de protección
primaria y secundaria
Para la protección de equipo sensible es a veces necesario utilizar más de un dispositivo de protección, por ejemplo, un dispositivo de funcionamiento rápido y baja corriente tal como un semiconductor y un dispositivo de funcionamiento lento y alta corriente tal como un descargador de gas. En tales casos deben tomarse medidas para asegurar que en el caso de una sobretensión de larga duración el dispositivo de baja corriente no impida el funcionamiento del dispositivo de alta corriente, pues si esto ocurre el primero puede resultar deteriorado, o puede circular una corriente excesiva por los hilos de interconexión.
1.4.6
Elevación de la temperatura
Los dispositivos de protección deben construirse e instalarse de tal modo que la elevación de temperatura causada por su funcionamiento no cause daños a las cosas o represente un peligro para las personas.
1.4.7
Disponibilidad del circuito
El circuito protegido puede quedar temporal o permanentemente fuera de servicio cuando funciona un dispositivo de protección.
1.4.8
Probabilidad de fallo
El uso de dispositivos de protección puede causar problemas de mantenimiento por falta de fiabilidad. Estos dispositivos también pueden impedir la aplicación de ciertos procedimientos de prueba de líneas y de equipo.
1.5
Evaluación de los riesgos
1.5.1 El comportamiento de un sistema de telecomunicaciones en lo que respecta a las sobretensiones depende de:
-el entorno, es decir, magnitud y probabilidad de las sobretensiones que se producen en la red de líneas asociada con el sistema;
-los métodos de construcción utilizados en la red (véase el 2 );
-la insensibilidad a las sobretensiones de los equipos del sistema;
-la instalación de dispositivos de protección;
-la calidad del sistema de puesta a tierra previsto para el funcionamiento de los dispositivos de protección.
1.5.2
Entorno
Al hacer una evaluación del entorno deben tenerse en cuenta los factores mencionados en el 1.1 .
La gravedad de las sobretensiones producidas por descargas de rayo varía
mucho de una localidad a otra. Un alto
-La experiencia muestra que en el centro de las ciudades y en regiones de
baja actividad ceráunica, las sobretensiones no suelen rebasar las tensiones
residuales de los dispositivos de protección, por lo que tales entornos pueden
considerarse
`no expuestos'
. En las Recomendaciones K.20 y K.21 se
especifican las pruebas que han de aplicarse a los equipos para uso sin
protección en entornos no expuestos; estas pruebas dan una indicación sobre el
entorno más desfavorable que puede considerarse como no expuesto.
-Todos los demás ambientes se consideran
`expuestos'
, aunque, por
supuesto, esta categoría abarca una extensa gama de condiciones, incluidas
situaciones excepcionalmente expuestas en que sólo puede lograrse un servicio
satisfactorio utilizando todas las medidas de protección disponibles.
En el caso de tensiones inducidas y subida del potencial de tierra, las sobretensiones pueden calcularse como se indica en la referencia [2], donde se recomiendan también los valores máximos que pueden admitirse bajo condiciones diversas.
1.5.3
Registros de averías
Los riesgos de sobretensiones y sobrecorrientes sólo pueden evaluarse debidamente en base a la experiencia. Se recomienda llevar las estadísticas de averías de una forma adecuada para esa finalidad. Las averías debidas a sobretensiones o sobrecorrientes y las debidas a fallos de los componentes protectores, conviene separarlas entre sí, y también de otras averías de los componentes.
1.6
Decisiones en materia de protección
1.6.1 Cuando se examina el grado en que la red de telecomunicaciones ha de soportar las sobretensiones, cabe distinguir dos tipos de fallos:
-fallos leves que sólo afectan a pequeñas partes del sistema. Puede admitirse que se produzcan a un nivel aceptable por la Administración;
-averías importantes, incendios, averías de centrales, etc., que, en la medida de lo posible, deben evitarse absolutamente.
En la Recomendación K.20 se presentan ejemplos de las condiciones que podrían permitirse de modo que se causen fallos leves, pero no averías importantes. Conviene también que el fallo de un solo dispositivo de protección no dé lugar a una avería importante.
1.6.2 Conviene prestar atención particular a la protección contra las sobretensiones y las sobrecorrientes en los nuevos tipos de centrales o equipos de abonado, a fin de asegurar que las ventajas que ofrecen sus servicios suplementarios mejorados no se pierdan como consecuencia de averías inadmisibles resultantes de la exposición a sobretensiones o sobrecorrientes. Es posible que tales equipos sean por naturaleza sensibles a estas condiciones y que su deterioro o funcionamiento defectuoso pueda afectar a partes importantes de un sistema.
1.6.3 Se hace observar que una protección excesiva, mediante la instalación de dispositivos de protección innecesarios no sólo es antieconómica sino que puede afectar al comportamiento del sistema ya que los propios dispositivos de protección pudieran ocasionar averías.
Para evitar las perturbaciones causadas a los circuitos de telecomunicación por los dispositivos de protección activados, deberán considerarse los valores de la tensión de cebado y el número de descargadores.
1.6.4 En base a las consideraciones que anteceden y la evaluación de los riesgos de conformidad con el 1.5 , conviene tomar una decisión sobre el grado de protección que ha de darse en todas las partes del sistema. Deben tenerse en cuenta consideraciones de tipo comercial, como el coste de las medidas de protección y de las reparaciones, las relaciones con los clientes y la frecuencia probable de averías debidas a sobretensiones y sobrecorrientes en relación con la tasa de averías por otras causas.
La responsabilidad de la toma de esta decisión y de la provisión de todos los dispositivos de protección necesarios para coordinar las líneas y los equipos debe estar claramente definida.
Es necesario que los fabricantes de equipos sean informados por las Administraciones sobre las condiciones que los equipos deben soportar, y que los ingenieros de línea conozcan los límites que podrán soportar los equipos que se conectarán a las líneas. El ingeniero de línea debe determinar también las limitaciones impuestas al equipo conectado a la línea, según el grado de protección de la línea que se proporcione. Cuando diferentes partes de la red, como los aparatos de abonado, las líneas y los centros de conmutación, pertenezcan a diferentes entidades, es posible que dicha coordinación requiera procedimientos formales como la elaboración de normas locales. En las Recomendaciones K.20 y K.21 se dan instrucciones para la preparación de tales normas.
2
Protección de las
líneas
2.1
Medidas de protección exteriores a los propios
conductores
2.1.1 Las líneas de telecomunicación pueden apantallarse en cierta medida contra el rayo mediante estructuras metálicas adyacentes puestas a tierra, por ejemplo, líneas de transporte de energía o sistemas ferroviarios electrificados. Con pantallas metálicas eficaces en forma de cubiertas de cable, canalizaciones de cable o hilos de guarda contra el rayo pueden reducirse los efectos de este tipo de sobretensiones y de la inducción causada por líneas de transporte de energía. En las zonas de elevada actividad ceráunica se emplean a menudo cables especiales con múltiples apantallamientos y elevada rigidez de aislamiento. La unión de todos los elementos metálicos proporciona una útil protección.
2.1.2 La inducción provocada por líneas de transporte de energía puede minimizarse coordinando los trabajos de instalación de las líneas de energía y de telecomunicaciones. El nivel de inducción puede reducirse en su origen mediante la instalación de hilos a tierra y de limitadores de corriente en el sistema de transporte de energía.
2.1.3 La probabilidad de contacto entre las líneas de energía y de telecomunicaciones se reduce observando las normas convenidas de instalación, separación y aislamiento. Se plantean consideraciones económicas, pero a menudo es posible utilizar conjuntamente zanjas, postes y canalizaciones, siempre que se adopten las adecuadas medidas de seguridad (véanse las Recomendaciones K.5 y K.6). Es particularmente importante evitar contactos con líneas de alta tensión respetando una norma rigurosa de instalación, pues de producirse tales contactos puede resultar muy difícil evitar graves consecuencias.
2.2
Cables especiales
Pueden utilizarse cables especiales de alta rigidez dieléctrica cuando haya probabilidad de que se produzcan sobretensiones elevadas.
Los cables ordinarios con aislamiento y cubierta de plástico tienen una
rigidez dieléctrica superior a la de los provistos de aislamiento de papel y
cubierta de plomo, y son apropiados para la mayoría de las situaciones en que
se utilizaban antiguamente cables con aislamiento muy grueso. El uso de cables
con aislamiento reforzado puede justificarse en situaciones en que las líneas
de transporte de energía están excepcionalmente próximas, son paralelas en un
largo trayecto, existe una gran subida del potencial de tierra en las
proximidades inmediatas de las estaciones de energía eléctrica o en las que hay
una gran exposición al rayo debido a un alto
Otros ejemplos del empleo de cables especiales:
-cables de cubierta metálica que ofrecen un buen factor de reducción a los circuitos de pantalla en el interior del cable;
-cables que llevan circuitos a torres de radiocomunicaciones expuestas y que tienen que permitir el paso de corrientes de rayo sin deteriorarse;
-cables de fibra óptica totalmente dieléctricos (es decir, no metálicos) para lograr el aislamiento entre largos de cable conductivos.
2.3
Utilización de
dispositivos
de protección
Puede ser conveniente la utilización de dispositivos de protección en las siguientes circunstancias:
2.3.1 Los dispositivos de protección pudieran ser más económicos que la construcción especial descrita en los 2.1 y 2.2. No deben olvidarse a este respecto los costes de mantenimiento, ya que los dispositivos de protección entrañan inevitablemente algunos gastos de mantenimiento y, en cambio, los cables especiales, el apantallamiento, etc., aunque inicialmente costosos, no suelen entrañar gastos continuos.
2.3.2 Los propios cables con aislamiento muy grueso pueden no ser dañados por sobretensiones o sobrecorrientes, pero podrían transmitir esas condiciones a otras partes más vulnerables de la red. Se requiere, por consiguiente, una protección adicional para los cables más vulnerables, siendo ello tanto más importante cuando se trata de cables subterráneos de gran capacidad cuya reparación es onerosa y afecta al servicio de muchos abonados.
Directrices
aun después de haberse adoptado todas las
medidas de protección posibles.
2.4
Instalación de
dispositivos
de protección
2.4.1 Para proteger el aislamiento de los conductores, conviene unir todas las cubiertas, pantallas, etc., metálicas, y conectar dispositivos de protección contra sobretensiones entre los conductores y esta unión metálica que ha de estar conectada a tierra. Esta técnica es particularmente útil en zonas cuyo suelo tiene una alta resistividad, pues evita la necesidad de costosos sistemas de electrodos para la conexión a tierra del dispositivo de protección.
2.4.2 Cuando se utilizan dispositivos de protección para reducir las altas tensiones que aparecen en las líneas de telecomunicaciones debido a la inducción de las corrientes de falta de las líneas de energía, éstos deberán instalarse en todos los hilos a intervalos apropiados y en ambos extremos del tramo de línea afectado, o lo más próximo posible a éste.
2.4.3 Para proteger los cables subterráneos contra las sobretensiones debidas al rayo pueden instalarse dispositivos de protección en los puntos de conexión con las líneas aéreas. Los dispositivos de protección instalados en el repartidor principal y en los terminales de abonado reducen el riesgo de los daños a las líneas, pero su función principal es la de proteger los componentes cuya rigidez dieléctrica es inferior a la de los cables. Véanse las Recomendaciones K.20 y K.21.
2.4.4 Las conexiones de las líneas y las tomas de tierra a los dispositivos de protección contra las sobretensiones causadas por el rayo han de ser lo más cortas posible para reducir al mínimo los niveles de sobretensión entre las líneas y el punto de unión equipotencial.
2.5
Planificación de los trabajos
Las consideraciones generales de los 1.5 y 1.6 se aplican a la protección de las líneas. En la mayor medida posible, se recomienda que las medidas de protección aplicadas a la línea se decidan, al iniciar un proyecto, en función del entorno. Puede ser difícil y oneroso lograr una norma satisfactoria de fiabilidad de una línea instalada inicialmente con protección insuficiente.
2.6
Criterios recomendados
Cuando las líneas de una red de telecomunicaciones están expuestas a perturbaciones frecuentes o graves, ocasinadas por fallos de la línea eléctrica o por el rayo, debe limitarse la tensión de esas líneas con respecto al potencial de tierra local, ya sea conectando dispositivos de protección entre los conductores de línea y tierra, o empleando métodos de construcción adecuados para la línea.
3
Protección de centrales y de
equipos de transmisión
3.1
Necesidad de protección externa al equipo
Las organizaciones de explotación deben tener en cuenta la posible necesidad de instalar dispositivos de protección externos al equipo, habida cuenta de las siguientes consideraciones:
3.1.1 Una línea de telecomunicaciones puede ofrecer cierta protección al equipo en determinadas condiciones, por ejemplo:
-puede fundirse un conductor y desconectarse ante una corriente excesiva;
-puede perforarse un aislamiento de conductor y reducir una sobretensión;
-puede producirse un cebado a nivel de los dispositivos de conexión y reducir las sobretensiones.
3.1.2 El hecho de que los cables con aislamiento de plástico sean cada vez más robustos tiene por efecto un aumento de los niveles de las sobretensiones y sobrecorrientes que pueden circular por las líneas y ser aplicados al equipo. Por el contrario, el uso de componentes electrónicos miniaturizados en centrales y equipos de transmisión tiende a aumentar su vulnerabilidad a las perturbaciones eléctricas.
Por estos motivos, en zonas expuestas a perturbaciones frecuentes e importantes (caída de rayos, líneas de transmisión de energía, suelo de baja conductividad), suele ser necesario intercalar dispositivos de protección de los tipos descritos en el 1.3 entre los conductores de cables y los equipos a los que se conectan, preferiblemente en el repartidor principal. Con ello se evitará que los cables entre el repartidor principal y los equipos tengan que soportar necesariamente elevadas sobrecorrientes.
Los dispositivos de protección se instalan del lado línea del repartidor principal para evitar que las corrientes de descarga pasen necesariamente por el bastidor de hilos volantes del repartidor principal, y a fin de exponer lo menos posible el cableado y las cintas terminales del repartidor a la tensión de red, ante la eventualidad de que un contacto con la línea de alimentación en energía dé lugar a que un dispositivo de protección en serie desconecte la línea.
3.1.3 En lugares menos expuestos, puede suceder que las perturbaciones (tensiones y corrientes) tengan características estadísticas de nivel y frecuencia tan bajos que, en la práctica, los riesgos no sean superiores a los resultantes de los efectos residuales indicados en el 1.4 para zonas expuestas. En tal caso, los dispositivos de protección no tienen ninguna finalidad, y su instalación representa un gasto innecesario.
3.2
Necesidad de que los equipos tengan un nivel mínimo
de robustez eléctrica
En lugares donde las líneas están expuestas y se instalan dispositivos de protección, los efectos residuales tratados en el 1 pueden dar lugar a que aparezcan sobretensiones y sobrecorrientes en los equipos. En entornos menos expuestos, las perturbaciones descritas en el 3.1.3 pueden dar lugar a efectos similares. Es necesario que los equipos estén concebidos para soportar tales condiciones, y en la Recomendación K.20 se dan recomendaciones detalladas sobre el grado de autoprotección que deben ofrecer los equipos.
3.3
Efecto de las condiciones de conmutación
Dado que es necesario modificar, durante las fases sucesivas del establecimiento de una comunicación, la configuración e interconexión de los equipos conectados a una determinada línea, es importante no limitar el estudio sobre la protección exclusivamente a los equipos de una sola línea. Gran parte de los equipos son comunes a todas las líneas y pueden estar expuestos a perturbaciones cuando se conectan a una línea particular.
Si es breve la duración efectiva de la conexión a las líneas, cabe tener en cuenta la consiguiente disminución de la probabilidad de exposición al evaluar la eficacia de los dispositivos de protección instalados. Por otra parte, los equipos comunes deben protegerse mejor dado que, en caso de fallo, se corre el riesgo de una degradación más grave del comportamiento de la central o de la zona.
4
Protección de los equipos
terminales de abonado
Los métodos de protección ya especificados para los equipos de la central pueden a menudo aplicarse con provecho a los equipos de abonado. La Recomendación K.21 contiene pruebas detalladas para determinar el grado de autoprotección del equipo de abonado. Conviene también examinar los aspectos concretos que seguidamente se describen.
4.1
Grado de exposición
Las líneas que van a instalaciones próximas de centrales en zonas urbanas o industriales suelen estar poco expuestas a descargas gracias al efecto de apantallamiento de las numerosas estructuras metálicas cercanas, como se indica en el 2.1 .
Por otra parte, las líneas que van a instalaciones alejadas de zonas construidas pueden estar muy expuestas dada su longitud, la ausencia de un entorno protector, líneas aéreas hacia el terminal del abonado y alta resistividad del suelo. La robustez mecánica de los cables aéreos en el terminal de abonado hace que el efecto de las descargas sea tanto más grave, dado que por la propia línea pueden propagarse elevadas tensiones y corrientes.
4.2
Rigidez dieléctrica
Conviene que el aislamiento entre las partes conductoras conectadas a las líneas y las demás partes accesibles al usuario tenga una alta rigidez dieléctrica.
4.3
Utilización de dispositivos de
protección
Cuando las líneas telefónicas están expuestas a perturbaciones frecuentes e importantes debidas a fallos de las líneas de distribución de energía o a descargas de rayos, debería limitarse la tensión de las líneas con relación al potencial de tierra local conectando dispositivos de protección de los tipos descritos en el 1.3 entre los conductores de la línea y el terminal de toma de tierra.
Conviene elegir la rigidez dieléctrica de los equipos terminales teniendo en cuenta la tensión de ruptura del dispositivo de protección y la impedancia de la línea entre dicho dispositivo y su conexión a tierra.
4.4
Punto de unión común
Puede ocurrir que en las instalaciones del equipo terminal de abonado no se disponga de una toma de tierra de baja resistencia para los dispositivos de protección contra las sobretensiones, o que los costes de instalación de una toma de tierra apropiada de baja resistencia sean excesivos frente a los costes de otras instalaciones. Por otra parte, el equipo terminal puede ubicarse junto a sistemas enterrados, como son las tuberías de agua, o ser alimentado en energía a partir de una red eléctrica.
Para reducir al mínimo tanto los daños que puedan ocasionarse a los equipos como la exposición del abonado a altas tensiones, aun en el caso de que la resistencia del terreno no sea suficientemente baja, todos los sistemas conectados a tierra, tierras de señalización y el neutro de la red eléctrica deben conectarse juntos, sea directamente, sea a través de un descargador de chispa. Aunque esta unión pueda resultar onerosa, evita la dificultad de proveer una toma de tierra de baja resistencia, y constituye una técnica muy utilizada. En algunos países, la conexión al neutro de la red eléctrica se rige por disposiciones nacionales, por lo que es necesario obtener el acuerdo de la compañía responsable de la red de distribución eléctrica.
4.5
Reglamentos nacionales
En muchos países existen normas nacionales relativas a la protección de los usuarios de equipos de telecomunicación, no sólo contra el riesgo asociado con la conexión a la red de distribución de energía eléctrica, sino también contra las condiciones que pueden presentarse en la línea telefónica.
4.6
Elevado coste del mantenimiento de las instalaciones de
abonado
El coste de las reparaciones en instalaciones terminales expuestas puede ser elevado por la distancia desde el centro de mantenimiento, el tiempo del transporte y, posiblemente, la gravedad de los daños. Además, un grado insuficiente de protección da lugar a interrupciones repetidas del servicio que, en particular, reducen la calidad del mismo y el grado de satisfacción del abonado. Ello justifica la prestación de una atención especial a las medidas de protección.
Referencias
[1]Manual del CCITT
Protección contra el rayo de las líneas
e instalaciones de telecomunicación
, UIT, Ginebra,
1974, 1978.
[2]Manual del CCITT
Directrices relativas a la protección
de las líneas de telecomunicación contra los efectos
perjudiciales de las líneas de energía eléctrica y de las
líneas ferroviarias electrificadas
, UIT, Ginebra, 1988 (véase también la
Recomendación K.26).
CARACTERíSTICAS DE LOS
DESCARGADORES
DE GAS PARA LA PROTECCIóN DE LAS INSTALACIONES^ DE
TELECOMUNICACIONES
(Ginebra, 1972; modificada en Málaga-Torremolinos, 1984 y
Melbourne, 1988)
Introducción
En la presente Recomendación se indican los requisitos fundamentales que han de satisfacer los descargadores de gas (tubos de descarga en atmósfera gaseosa) empleados para proteger los equipos de central y las líneas y equipos de abonado contra las sobretensiones. Esta Recomendación está destinada a servir de base para la armonización de las especificaciones actuales o futuras, formuladas por los fabricantes de descargadores de gas, de equipos de telecomunicaciones, o por las Administraciones.
Sólo se especifican los requisitos mínimos que deben cumplir las características esenciales. Habida cuenta de que ciertos usuarios tal vez se encuentren en ambientes diferentes o tengan condiciones operativas, objetivos de servicio, o limitaciones económicas distintas, es posible que estos requisitos necesiten modificaciones o adiciones con vistas a su adaptación a las condiciones locales.
En esta Recomendación se dan orientaciones sobre el uso de descargadores de gas para limitar las sobretensiones en las líneas de telecomunicaciones.
1 Campo de aplicación
La presente Recomendación:
a)indica las características de los descargadores de gas utilizados de conformidad con la Recomendación K.11 para la protección de equipos de central y líneas de equipos de abonado contra las sobretensiones;
b)trata de los descargadores de gas con 2 ó 3 electrodos;
c)no trata de los modos de montaje ni sus efectos sobre las características del descargador. Las características indicadas sólo se aplican a los descargadores de gas, montados únicamente en los modos descritos para las pruebas;
d)no trata de las dimensiones mecánicas;
e)no trata de los requisitos sobre garantía de calidad;
f)no trata de los descargadores de gas montados en serie con resistencias variables con la tensión, destinados a limitar las corrientes residuales en las redes de energía eléctrica;
g)puede ser insuficiente en el caso de los descargadores de gas utilizados en sistemas de alta frecuencia o multicanales.
2
Definiciones
En el apéndice I se definen ciertos términos utilizados en relación con los descargadores de gas. Se incluyen algunos términos no utilizados en esta Recomendación.
3 Condiciones ambientales
Los descargadores de gas han de soportar durante su almacenamiento las siguientes condiciones sin sufrir daños:
Temperatura:de -40 a +90^C;
Humedad relativa:de hasta 95%.
(Véanse también los 7.5 y 7.7.)
4 Características eléctricas
Cuando sean sometidos a pruebas de conformidad con el 5 , los descargadores de gas han de presentar las características que se indican a continuación.
Los 4.1 y 4.5 se aplican a los descargadores de gas nuevos, y, cuando se hace referencia a ellos en el 4.6 , a los descargadores sometidos a pruebas de duración.
4.1
Tensiones de cebado
4.1.1 Las tensiones de cebado entre los electrodos de un descargador de dos electrodos o entre el electrodo de línea y el electrodo de tierra de un descargador de tres electrodos deberán estar comprendidas dentro de los límites indicados en el cuadro 1/K.12.
Tableau 1/K.12 [T1.12], p.
4.1.2 Para los descargadores de tres electrodos, la tensión de cebado entre
los electrodos de línea no debe ser inferior a la tensión continua de cebado
mínima indicada en el cuadro 1/K.12.
4.2
Tensiones de mantenimiento de
descarga
Todos los tipos de descargadores presentarán, cuando sean sometidos a una o
varias de las pruebas que se indican a continuación según su utilización
prevista, un
4.2.1 Descargadores de dos electrodos probados en un circuito equivalente al de la figura 4/K.12, en el que los componentes del circuito de prueba tienen los valores indicados en el cuadro 2/K.12.
Tableau 2/K.12 [T2.12], p.
4.2.2 Descargadores de tres electrodos probados en un circuito equivalente al
de la figura 5/K.12, en el que los componentes tienen los valores indicados en
el cuadro 3/K.12.
CUADRO 1/K.12 [T3.12], p.
4.3
Resistencia de aislamiento
(véase el
5.3
)
El valor inicial no debe ser inferior a 1000 Mohmios.
4.4
Capacidad
No superior a 20 pF.
4.5
Tensión transversal de impulsos - descargadores de
tres electrodos
(véanse el
5.9
y la figura
6/K.12)
La diferencia en el tiempo no debe exceder de 200 ns.
4.6
Pruebas de duración
(
5.6, 5.7
y 5.8)
Se aplicarán las corrientes especificadas en el 4.6.1 que corresponden a la corriente nominal del descargador. Después de la aplicación de cada corriente, el descargador de gas deberá satisfacer los requisitos indicados en el 4.6.2 . Al finalizar el número de aplicaciones de corriente especificado, el descargador deberá satisfacer los requisitos indicados en el 4.6.3 .
4.6.1
Corrientes de prueba
Los descargadores de gas destinados a emplearse únicamente en repartidores principales o en situaciones similares donde estén conectados a conductores de líneas constituidas por cables de pares simétricos, se someterán a las corrientes indicadas en las columnas 2 y 3 del cuadro 4/K.12. Los descargadores de gas, destinados a utilizarse conectados directamente a líneas de hilo desnudo, serán designados EXT por el comprador y se someterán a las corrientes indicadas en las columnas 2, 3, y 4 del cuadro 4/K.12.
Tableau 4/K.12 [T4.12], p.
4.6.2
Requisitos que deben satisfacerse durante la prueba
de duración
Resistencia de aislamiento: no inferior a 10 Mohmios.
Tensiones continua de cebado y de cebado por choque: no superiores a los valores correspondientes indicados en el 4.1 .
4.6.3
Requisitos que deben satisfacerse después de concluida
la prueba de duración
Resistencia de aislamiento: no inferior a 100 Mohmios (10 Mohmios si así lo especifica el comprador).
Tensiones continua de cebado y de cebado por choque: véase el 4.1 .
Tensión de mantenimiento de descarga: véase el 4.2 .
5 Métodos de prueba
5.1
Tensión continua de cebado
El descargador de gas se dejará en la oscuridad durante por lo menos 24
horas inmediatamente antes de la prueba y se probará, también en la oscuridad,
con una tensión que aumente con lentitud suficiente para que la tensión de
cebado sea independiente de la pendiente de subida de la tensión aplicada. De
ordinario, la pendiente de subida es de 100 V/s, pero pueden utilizarse
velocidades mayores si se demuestra que la tensión de cebado no se altera de
modo significativo. En la figura 1/K.12 se indican las tolerancias para la
forma de onda de la tensión de prueba creciente. La tensión se mide entre los
terminales del generador en circuito abierto. En la figura 1/K.12,
U
m
á
x
es toda tensión superior a la máxima permitida para la tensión continua
de cebado del descargador de gas e inferior al triple del mínimo permitido para
la tensión continua de cebado del descargador.
En la prueba se empleará un circuito apropiado, como el de la figura 2/K.12. Debe observarse un intervalo de 15 minutos, como mínimo, entre las repeticiones de las pruebas, con una u otra polaridad, del mismo descargador de gas.
Cada par de terminales de un descargador de gas de tres electrodos se probará por separado, manteniendo desconectado el otro terminal.
Nota
- Se indica seguidamente el modo de empleo de la
figura 1/K.12.
Podrá utilizarse la misma plantilla para todos los valores de
U
m
á
x
y de pendiente nominal de subida, siempre que sea de tamaño adecuado
para la representación de la onda y que pueden ajustarse las escalas
U
y
T
de ésta. Ello es así debido a
que en el eje de ordenadas hay puntos arbitrarios identificados mediante 0 y
U
m
á
x
, con el valor 0,2
U
m
á
x
en el punto apropiado entre ellos, y el eje de abscisas tiene puntos
arbitrarios que llevan la indicación 0 y
T
2, con
T
1 (= 0,2
T
2), 0,9
T
1, 1,1
T
1, 0,9
T
2, 1,1
T
2, marcados en los puntos
apropiados. Los puntos de intersección con los ejes X e Y no coinciden
forzosamente y, en realidad, no es necesario indicarlos.
A fin de comparar la forma de una onda con la plantilla es preciso conocer
los valores de
U
m
á
x
y de la pendiente nominal de subida de la onda de que trate. A título
de ejemplo, supóngase una onda con
U
m
á
x
= 750 V y una pendiente nominal de subida de 100 V/s.
Por consiguiente, 0,2
U
m
á
x
= 150 V;
T
2 = 7,5 s;
T
1 = 1,5
s.
Apóyese la plantilla contra la forma de onda y ajústese la escala vertical
de modo que el punto 150 V coincida con 0,2
U
m
á
x
y el punto 750 V con
U
m
á
x
. Ajústese la escala horizontal de modo análogo para 1,5 s =
T
1 y 7,5 s =
T
2. Deslícese la
plantilla de modo que el punto 150 V caiga dentro del límite inferior de la
ventana de prueba; la parte restante de la onda, hasta 750 V debe quedar dentro
de esa ventana.
5.2
Tensión de cebado por choque
El descargador de gas se dejará en la oscuridad durante por lo menos 15 minutos inmediatamente antes de la prueba y se probará también en la oscuridad. La pendiente de subida de la onda de tensión medida entre los terminales de prueba en circuito abierto, se elegirá de acuerdo con el 4.1 y deberá hallarse en la zona comprendida entre los límites indicados en la figura 1/K.12. En la figura 3/K.12 se muestra un ejemplo de montaje para la realización de la prueba, con un impulso de tensión cuya pendiente nominal de subida es de 1,0 kV/ès.
Debe transcurrir un mínimo de 15 minutos entre las repeticiones de la prueba, con una u otra polaridad, del mismo descargador.
Cada par de terminales de un descargador de gas de tres electrodos se probará por separado, manteniendo desconectado el otro terminal.
5.3
Resistencia de aislamiento
^ (véase el
4.3
)
Se medirá la resistencia de aislamiento entre cada terminal y los demás terminales del descargador de gas. La medida se efectuará aplicando un potencial de por lo menos 100 V y no inferior al 90% de la tensión continua de cebado mínima permitida. La fuente empleada en la medición se limitará a una corriente de cortocircuito de menos de 10 mA. En los descargadores de gas de tres electrodos los terminales que no sean objeto de la medición, permanecerán desconectados.
5.4
Capacidad
^ (véase el
4.4
)
Se medirá la capacidad entre cada terminal y cada uno de los demás terminales del descargador de gas. En las mediciones efectuadas con descargadores de tres electrodos, el terminal que no sea objeto de la prueba se conectará a la tierra del instrumento de medición.
5.5
Prueba de mantenimiento de la
descarga
5.5.1
Descargadores de gas de dos electrodos
^ (véase la
figura 4/K.12)
Las pruebas se realizarán utilizando el circuito de la figura 4/K.12. Los valores de FA1, R2, R3 y C1 se elegirán para cada condición de prueba de acuerdo con el cuadro 2/K.12. La corriente procedente del generador de sobretensiones tendrá una forma de impulso de 100 A, 10/1000 ó 10/700, medida a través de un cortocircuito que reemplace el descargador de gas objeto de la prueba. La polaridad del impulso de corriente y a través del descargador de gas, será idéntica a la de la corriente procedente de FA1. Se medirá el tiempo de circulación de la corriente para cada sentido del paso de la corriente por el descargador. Se aplicarán tres impulsos con intervalos no mayores de un minuto y se medirá en cada caso el tiempo de circulación de la corriente.
5.5.2
Descargadores de gas de tres electrodos
^ (véase
la figura 5/K.12)
Estas pruebas se realizarán utilizando el circuito de la figura 5/K.12. Los valores de los componentes del circuito se elegirán de acuerdo con el cuadro 3/K.12. Las corrientes simultáneas aplicadas entre electrodos del descargador tendrán formas de impulso de 100 A, 10/1000 ó 10/700, medidas a través de un cortocircuito que reemplace el descargador objeto de la prueba. La polaridad del impulso de corriente a través del descargador de gas será igual a la de la corriente procedente de FA1 y FA2.
Para cada condición de prueba, se medirá el tiempo de circulación de la corriente para ambas polaridades del impulso de corriente. Se aplicarán tres impulsos en cada sentido a intervalos no mayores de 1 minuto y se medirá el tiempo de circulación de la corriente para cada impulso.
5.6
Pruebas con impulsos de choque
- Todos los tipos de descargador de
gas
^ (véase el
4.6
)
Se utilizarán descargadores de gas nuevos y se aplicarán impulsos de corriente según lo especificado en la columna 3 del cuadro 4/K.12 para la corriente nominal del descargador. La mitad del número especificado de pruebas se efectuará con una polaridad, y seguidamente, se efectuará la otra mitad con la polaridad opuesta. También podrán probarse la mitad de los descargadores de la muestra con una polaridad y la otra mitad con la polaridad opuesta. La frecuencia de repetición de los impulsos debe ser tal que se evite la acumulación térmica en el descargador de gas.
La tensión de la fuente debe ser superior en un 50% por lo menos a la tensión máxima de cebado por choque. La corriente de descarga por choque y la forma de onda especificadas se medirán sustituyendo el descargador por un cortocircuito. Para los descargadores de tres electrodos, se descargarán simultáneamente de cada electrodo al electrodo común impulsos de corriente independientes, que tengan, cada una, el valor especificado en la columna 3 del cuadro 4/K.12.
El descargador de gas se probará después de cada paso de un impulso de corriente o a intervalos menos frecuentes si así se hubiese convenido entre el proveedor y el comprador, a fin de determinar si satisface los requisitos indicados en el 4.6.2 .
Una vez cumplido el número especificado de pasos de impulsos de corriente, se dejará enfriar el descargador hasta la temperatura ambiente y se probará a fin de determinar si satisface lo indicado en el 4.6.3 .
5.7
Pruebas con impulsos de choque - Pruebas adicionales
para descargadores con la indicación EXT
(véase el
4.6
)
De acuerdo con lo indicado en el 5.6 , pero aplicando las condiciones de la columna 4 del cuadro 4/K.12.
5.8
Pruebas en corriente alterna
- Todos los tipos de tubos
(véase el
4.6
)
Se utilizarán descargadores nuevos y se aplicarán corrientes alternas de acuerdo con lo especificado en la columna 2 del cuadro 4/K.12 para la corriente nominal del tubo.
Los intervalos entre las aplicaciones deben ser apropiados para evitar la acumulación térmica en el descargador. La tensión alterna eficaz del generador de corriente será superior en un 50% por lo menos a la tensión continua de cebado máxima del descargador.
La corriente alterna de descarga especificada y la duración se medirán sustituyendo el descargador por un cortocircuito. Para los descargadores de gas de tres electrodos, se descargarán simultáneamente de cada electrodo al electrodo común, corrientes alternas de descarga, cada una de ellas del valor especificado en el cuadro 4/K.12.
El descargador de gas se probará después de cada paso de la corriente alterna de descarga, a fin de determinar si satisface los requisitos del 4.6.2 .
Una vez cumplido el número especificado de aplicaciones de corriente, se dejará enfriar el descargador hasta la temperatura ambiente y se probará a fin de verificar si cumple las condiciones indicadas en el 4.6.3 .
5.9
Tensión transversal de impulsos de
choque
Debe medirse la duración de la tensión transversal mientras se aplica simultáneamente a ambos electrodos de línea una tensión impulsiva cuyo frente de onda tenga una pendiente convencional de 1 kV/ès. Puede efectuarse la medición con un dispositivo semejante al representado en la figura 6/K.12. La diferencia de tiempo entre el cebado del primer electrodo y el del segundo se especifica en el 4.5 .
6 Radiación
La radiación que emita toda sustancia radioactiva utilizada para la preionización de los espacios de descarga debe respetar los límites indicados como admisibles en los reglamentos sobre la protección contra las radiaciones, vigentes en el país del fabricante y en el del usuario. Esto se aplica tanto a descargadores individuales como a lotes de descargadores (por ejemplo, en embalajes de cartón para su transporte, almacenamiento, etc.).
El proveedor de los descargadores de gas que contengan sustancias radiactivas deberá suministrar recomendaciones que se ajusten al Reglamento para la seguridad en el transporte de sustancias radiactivas del @Organismo Internacional de Energía Atómica (OIEA)\ y a las demás normas internacionales pertinentes, con respecto a los siguientes puntos:
a)número máximo de artículos por bulto;
b)cantidad máxima por envío;
c)cantidad máxima que puede almacenarse;
d)otros requisitos de almacenamiento;
e)precauciones y requisitos de manipulación;
f)disposiciones respecto de la eliminación de los descargadores.
7 Pruebas relativas a las condiciones
ambientales
7.1
Robustez de las terminaciones
El usuario especificará una prueba apropiada de las indicadas en la publicación 68-2-21 (1975) de la @Comisión Electrotécnica Internacional (CEI)\, si fuesen aplicables.
7.2
Soldabilidad
Las terminaciones que hayan de soldarse cumplirán las condiciones de soldabilidad establecidas en la publicación 68-2-20 (1979) de la CEI, prueba Ta, método 1.
7.3
Resistencia al calor de soldadura
Los descargadores de gas con terminaciones que hayan de soldarse han de soportar la prueba Tb, método 1B de la publicación 68-2-20 (1979) de la CEI. Una vez restablecida la normalidad, el descargador no deberá presentar señales de deterioro a la inspección ocular y su tensión continua de cebado debe hallarse dentro de los límites establecidos para el mismo.
7.4
Vibración
Los descargadores de gas han de soportar, sin deteriorarse, durante 90 minutos vibraciones de 10 a 500 Hz y 0,15 mm de desplazamiento, según se indica en la publicación 68-2-6 (1970) de la CEI. El usuario puede elegir una prueba más rigurosa entre las que figuran en el documento. Al finalizar la prueba, el descargador no deberá mostrar señales de deterioro y cumplirá los requisitos relativos a la tensión continua de cebado y a la resistencia de aislamiento especificados en los 4.1 y 4.3.
7.5
Prueba del calor húmedo
Los descargadores de gas han de soportar la prueba D, severidad IV, de la publicación 68-2-4 de la CEI. Al finalizar la prueba, el descargador cumplirá el requisito de resistencia de aislamiento especificado en el 4.3 .
7.6
Hermeticidad
Los descargadores de gas han de superar satisfactoriamente la prueba Qk de pequeñas fugas, durante 600 horas, que se indica en la publicación 68-2-17 (1978) de la CEI. Se utilizará el helio como gas de prueba. La tasa de fuga será inferior a 10-7 bar^º^cm3^º^s-1.
Seguidamente, el descargador ha de pasar satisfactoriamente la prueba de grandes fugas Qc, método 1.
7.7
Bajas temperaturas
Los descargadores de gas han de soportar, sin deteriorarse, la prueba Aa, -40^C, de 2 horas de duración de la publicación 68-2-1 de la CEI. A la temperatura de -40^C el descargador cumplirá los requisitos relativos a la tensión de cebado por choque y a la tensión continua de cebado indicados en el 4.1 .
8 Identificación
8.1
Marcación
Los descargadores deberán llevar, de manera legible y permanente, las marcas necesarias para que el comprador pueda determinar, mediante inspección:
a)el fabricante,
b)el año de fabricación,
c)el tipo.
El comprador podrá especificar los códigos que hayan de utilizarse a tal efecto.
8.2
Documentación
Se proporcionará al comprador la documentación necesaria para que, a partir de la información indicada en el 8.1 , pueda hallar las informaciones siguientes:
a)las características completas de acuerdo con lo establecido en la presente Recomendación;
b)el nombre de la sustancia radioactiva utilizada en el descargador o una declaración de que no se han utilizado tales sustancias.
9 Informaciones que han de suministrarse
con los pedidos
El comprador deberá suministrar la siguiente información:
a)esquema con todas las dimensiones y los detalles de acabado y terminación (incluidos el número de electrodos y la identificación del electrodo conectados a tierra);
b)la tensión continua nominal de cebado (véase el 4.1.1 );
c)la corriente nominal (véase el 4.6.1 );
d)la indicación EXT si fuesen necesarias las pruebas indicadas en la columna 4 del cuadro 4/K.12;
e)las pruebas de tensiones de mantenimiento de descarga indicadas en el 4.2 ;
f)los códigos de marcación requeridos según el 8.1 ;
g)prueba de la robustez de las terminaciones (véase el 7.1 );
h)características de destrucción, si fuesen necesarias, incluido el modo de avería (véase la nota);
i)requisitos de garantía de calidad.
Nota
- Una corriente alterna o de impulsos de valor
muy superior al indicado en el
4.6.1
es capaz de destruir el
descargador de gas, es decir que puede modificar radicalmente sus
características eléctricas. Pueden darse dos casos:
1)El descargador de gas se convierte en un aislador y presenta una rigidez dieléctrica mayor que la que tenía inicialmente, es decir, se comporta como un circuito abierto.
2)El descargador pasa a tener una resistencia limitada, generalmente de valor tan bajo que no permite el funcionamiento normal de la línea; es decir, se comporta como un cortocircuito (esta situación suele ser preferible, desde el punto de vista de la protección y el mantenimiento).
Los métodos de prueba y las relaciones entre el valor y la duración de la corriente destructiva no se detallan en la presente Recomendación, como así tampoco el estado en que ha de quedar el elemento después de su destrucción. Las Administraciones debieran hacer constar sus requisitos a este respecto en su propia documentación.
Figure 1/K.12, p.11
Figure 2/K.12, p.12
Figure 3/K.12, p.13
Figure 4/K.12, p.14
Figure 5/K.12, p.15
Figure 6/K.12, p.16
APéNDICE I (a la Recomendación K.12)
Definiciones de términos
relacionados con los descargadores de gas
I.1@
corriente de
arco
@
\Corriente de descarga que se produce después del cebado cuando la impedancia del circuito permite una corriente mayor que la de transición de efluvio a arco.\
I.2@
tensión de arco
@
\Tensión que aparece entre los terminales del descargador de gas durante el paso de la corriente de arco.\
I.3@
ruptura
@
\Véase
cebado
.\
I.4@
tiempo de corte de la corriente
@
\Tiempo necesario para que el descargador de gas retorne a un estado de no conducción después de un periodo de conducción.\
I.5@
característica de destrucción
@
\Relación entre el valor de la corriente de descarga y el tiempo de paso de esta corriente, al término del cual el descargador de gas queda destruido mecánicamente (ruptura, cortocircuito entre electrodos). Para periodos comprendidos entre un microsegundo y varios milisegundos, se basa en la corriente de choque de descarga y para duraciones de 0,1 s y superiores se basa en la corriente alterna de descarga.\
I.6@
corriente de descarga
@
\Corriente que pasa por el descargador de gas cuando se produce el cebado.\
I.7@
corriente alterna de descarga
@
\Valor eficaz de una corriente alterna aproximadamente sinusoidal que pasa por el descargador de gas.\
I.8@
corriente de choque de descarga
@
\Valor de cresta del impulso de corriente (corriente de choque) que recorre el descargador de gas.\
I.9@
tensión de descarga
@
\Tensión que aparece entre los terminales de un descargador de gas durante
el paso de la corriente de descarga. Denominada también
`tensión
residual'
.\
I.10@
característica tensión/corriente de descarga
@
\Variación de los valores de cresta de la tensión de descarga con respecto a la corriente de descarga.\
I.11@
corriente residual
@
\Corriente procedente de la fuente de alimentación conectada que recorre el descargador de gas durante y después del paso de la corriente de descarga.\
I.12@
descargador de gas
@
\Dispositivo con uno o varios espacios interelectrodos en un medio de
descarga cerrado y distinto del aire a la presión atmósferica, destinado a
proteger los aparatos o el personal contra elevadas tensiones transitorias.
Denominado también
`descargador con electrodos en atmósfera gaseosa'
.\
I.13@
corriente de efluvio
@
\Corriente que pasa después del cebado cuando la impedancia del circuito limita la corriente de descarga a un valor inferior al de la corriente de transición de efluvio a arco.\
I.14@
corriente de transición de efluvio a arco
@
\Corriente necesaria para que el descargador de gas pase del modo efluvio al modo arco.\
I.15@
tensión de efluvio
@
\Caída de tensión a través de los terminales del descargador de gas durante el paso de la corriente de efluvio.\
I.16@
tensión de mantenimiento de la descarga
@
\Máxima tensión continua a través de los terminales de un descargador de gas, por encima de la cual cabe prever que el descargador vuelva al estado de elevada impedancia después del paso de un impulso, en condiciones especificadas del circuito.\
I.17@
curva de tensión de cebado por choque/tiempo
@
\Curva que representa la tensión de cebado por choque en función del tiempo hasta el cebado.\
I.18@
forma de onda de un impulso de choque
@
\Conforme a lo especificado en la Publicación 60 de la CEI, una forma de
onda de impulso de choque se denomina
x
/
y
cuando tiene un tiempo de subida
de
x
ès y un tiempo de bajada hasta el 50% de
y
ès.\
I.19@
corriente alterna nominal de descarga
@
\Para corrientes con frecuencias de 15 Hz a 62 Hz, es la corriente alterna de descarga que, según su dimensionamiento, un descargador de gas ha de dejar pasar durante un tiempo predeterminado.\
I.20@
tensión continua nominal de cebado
@
\Valor especificado por el fabricante para designar el descargador de gas (para la clasificación de los tipos). Sirve también para indicar la gama de aplicación del descargador con relación a las condiciones de servicio de la instalación que debe protegerse. Las tolerancias para la tensión continua de cebado se refieren también a este valor nominal.\
I.21@
corriente nominal de choque de descarga
@
\Valor de cresta del impulso de corriente (corriente de choque) para el que se dimensionó el descargador de gas, estando definido el tiempo de paso por la forma de onda del impulso de corriente.\
I.22@
tensión residual
@
\Véase
tensión de descarga
.\
I.23@
cebado
@
\Ruptura eléctrica del espacio interelectrodos de un descargador de gas.
Denominado también
`ruptura'
.\
I.24@
tensión de cebado
@
\Tensión que, aplicada entre los terminales de un descargador de gas, causa el cebado de éste.\
I.25@
tensión alterna de cebado
@
\Valor eficaz mínimo de la tensión sinusoidal que a frecuencias comprendidas entre 15 Hz y 62 Hz causa el cebado.\
I.26@
tensión continua de cebado
@
\Tensión a la que se produce el cebado de un descargador de gas cuando se le aplica una tensión continua que crece lentamente.\
I.27@
tensión de cebado por choque
@
\La mayor de las tensiones que parecen en los terminales de un descargador de gas durante el periodo comprendido entre la aplicación de una tensión de choque de forma definida y el instante en que comienza a circular la corriente.\
I.28@
tensión transversal
@
\En el caso de un descargador con más de un espacio interelectrodos, es la diferencia entre las tensiones de descarga de los espacios asignados a los dos conductores de un circuito de telecomunicaciones, durante el paso de la corriente de descarga.\
TENSIONES INDUCIDAS EN LOS CABLES DE CONDUCTORES
CON AISLAMIENTO DE PLáSTICO
(Ginebra, 1972)
Según [1] se admite en los conductores de un cable de telecomunicaciones,
cuando todos los circuitos terminan en transformadores, una fuerza
electromotriz longitudinal inducida, provocada por una avería en una línea de
energía cercana, que no sea superior al 60% de la tensión aplicada en fábrica
con el fin de determinar la rigidez dieléctrica entre los conductores y la
cubierta del cable. Para los cables cuyos conductores están aislados con papel,
este valor es, por lo general, de 1200 V eficaces (60% de 2000 V). En las
Directrices
no se dan indicaciones sobre la frecuencia de
aparición y la duración tolerable de una tensión de este valor. A fin de evitar
al personal encargado del mantenimiento de las líneas los peligros inherentes a
esas tensiones, es preciso observar las disposiciones relativas a la seguridad
del personal indicadas en [2].
Los cables con aislamiento de plástico presentan una
La construcción de manguitos y empalmes de una rigidez dieléctrica equivalente a la del aislante entre los conductores y la cubierta metálica del cable sólo da lugar a un gasto suplementario muy reducido. Los transformadores y equipos terminales han de estar protegidos si su rigidez dieléctrica no responde a las condiciones exigidas.
Si las líneas de energía que provocan las fuerzas electromotrices
longitudinales pertenecen a la categoría de las líneas de gran fiabilidad
definidas en las
Directrices
, sólo existe una probabilidad
ínfima de que, en el cable de telecomunicaciones, dichas tensiones de corta
duración aparezcan cuando el personal esté en contacto con el mismo. El riesgo
que corre el personal es muy reducido si se extreman las precauciones al
aplicar las disposiciones relativas a la seguridad del personal encargado del
mantenimiento de las líneas telefónicas que puedan ser objeto de sobretensiones
elevadas por efecto de las líneas de energía.
En el caso de los circuitos por cable que no terminan en transformadores, las condiciones indicadas son igualmente válidas si, a fin de evitar las sobretensiones en los equipos de telecomunicaciones, se instalan descargadores en los extremos de los circuitos.
Por tales razones, el CCITT formula por unanimidad la
siguiente Recomendación:
1
Se pueden construir cables de telecomunicación cuyos
conductores estén aislados entre sí y de la cubierta metálica por medio de
plásticos de elevada rigidez dieléctrica. En tales cables, en caso de avería
que afecte a una línea de energía eléctrica cercana, se puede admitir una
f.e.m. longitudinal inducida no superior al 60% del valor de la tensión de
prueba aplicada entre los conductores y la cubierta metálica del cable para
verificar su rigidez dieléctrica, siendo esta tensión de prueba, fijada en las
especificaciones del cable, función de la tensión de perforación cuando se
cumplen todas las condiciones siguientes:
a)los circuitos de estos cables terminan en sus extremos y en sus puntos de
derivación en transformadores, o están provistos de
b)los equipos, empalmes y cabezas de cable conectados a los conductores deben estar realizados de forma que resistan la misma tensión que la utilizada para verificar el aislamiento entre los conductores y la cubierta metálica del cable, salvo cuando los transformadores mecionados en a) deban estar protegidos con descargadores porque su rigidez dieléctrica no corresponde a las condiciones exigidas;
c)la línea eléctrica inductora debe ser una línea eléctrica de gran fiabilidad, según la definición dada en [1];
d)el personal que trabaja en cables de telecomunicación debe observar las disposiciones relativas a la seguridad del personal indicadas en [2].
2
Si los circuitos de tal cable están conectados
directamente a los equipos de telecomunicación, es decir, sin transformadores,
si no están provistos de descargadores y si se respeta la condición enunciada
en c) del
1
anterior, se admite una fuerza electromotriz
longitudinal inducida de 650 V.
Referencias
[1]Manual del CCITT
Directrices relativas a la protección
de las líneas de telecomunicación contra los efectos
perjudiciales de las líneas de energía eléctrica y de las
líneas ferroviarias electrificadas
, Vol. VI, UIT, Ginebra, 1988.
[2]
Ibíd
, Vol. VI.
EMPLEO DE UNA
PANTALLA METáLICA EN
CABLES^ DE CUBIERTA DE PLáSTICO
(Ginebra, 1972; modificada en Málaga-Torremolinos, 1984)
El revestimiento metálico de un cable le provee de una pantalla electrostática
y en cierto grado magnética. La cubierta de plástico no tiene propiedades
intrínsecas de pantalla. Algunos cables de cubierta de plástico (por ejemplo,
los de núcleo con aislamiento de papel) llevan una pantalla metálica como
En vista de las anteriores consideraciones y de la experiencia adquirida en el uso de cables telefónicos de cubierta de plástico,
el CCITT recomienda:
1
Puesto que los cables de cubierta de plástico y sin
pantalla dan satisfacción para el enlace entre los abonados y las centrales,
pueden seguirse utilizando en los lugares en que no haya
2
Los cables interurbanos y de enlace estarán provistos
de una pantalla que puede ser una
3
Si un
4
{tps.non.photo " Si el efecto producido por la
pantalla especificado en los
2
y 3 anteriores no basta para limitar
a valores admisibles la inducción a frecuencias industriales o a sus armónicos,
por las líneas eléctricas o las vías férreas electrificadas cercanas, se podrá
mejorar el factor de apantallamiento aumentando:
4.1 la inductancia de la
4.2 la conductividad de la pantalla existente, insertando cintas o hilos metálicos suplementarios colocados bajo la misma.
También puede ser necesario mejorar el efecto reductor si hay un
5"} La
pantalla tendrá que estar conectada a los
sistemas de toma de tierra de los centros de telecomunicación. En lo que
respecta a los cables de abonado, el extremo alejado debe estar conectado a una
toma de tierra adecuada. Es importante asimismo que en los empalmes del
cable
esté asegurada la continuidad de la cinta por conexiones de baja
resistencia.
6
Teniendo en cuenta el aumento del número de instalaciones
eléctricas y el nivel de los armónicos debido a las nuevas técnicas, cabe
esperar de ello una agravación de los efectos de inducción. A este respecto,
puede revelarse muy útil mejorar el
7
Si hay que tender cables en zonas en que exista el
riesgo de recibir descargas atmosféricas, se llama la atención sobre la
importancia de la pantalla métalica y de su construcción para la protección de
los cables contra el rayo, del mismo modo que sobre la importancia de las
interconexiones de la pantalla con otras estructuras [1].
8
Factor de apantallamiento (o
reductor)
Para todos los tipos de cable, sea cual fuera el revestimiento exterior de plástico, los siguientes hechos permiten evaluar, en general suficientemente, el factor de apantallamiento a la frecuencia de la red de alimentación. En particular, muestran el grado en que el factor de apantallamiento que debe utilizarse en la práctica depende de las condiciones de aplicación.
8.1
Consideraciones generales
El efecto de apantallamiento producido por la pantalla metálica de un cable depende esencialmente:
-de la frecuencia de la f.e.m. inducida. Así, la limitación de esta f.e.m. a la frecuencia de la red (16^2/3 Hz, 50 Hz, 60 Hz) es un elemento determinante en la elección del cable, desde el punto de vista de la seguridad del personal y de las instalaciones. Por otra parte, debe tenerse también en cuenta el factor de apantallamiento a las frecuencias más altas cuando se trata de proteger a los equipos contra la interferencia. Una buena reducción de la f.e.m. inducida en la frecuencia de la red puede ser suficiente para lograr una protección completa;
-del nivel de la f.e.m. inducida por unidad de longitud, si la pantalla se compone de materiales ferromagnéticos. El efecto de apantallamiento de un cable así es óptimo para un valor dado de la f.e.m. inducida por unidad de longitud; así pues, es posible que un cable diseñado para reducir f.e.m. inducidas por unidad de longitud elevadas no tenga ninguna eficacia práctica en la protección contra f.e.m. inducidas por unidad de longitud débiles. La constitución de la pantalla debe adaptarse al nivel de la f.e.m. inducida por unidad de longitud;
-de la calidad de su puesta a tierra. El efecto de apantallamiento está determinado por el valor de la corriente que circula por la pantalla metálica. Es, pues, determinante el valor de la resistencia que presentan las partes que permiten el paso de corriente entre la pantalla y tierra. Para cables con cubierta exterior de plástico aislante, si las puestas a tierra se realizan únicamente en los extremos, deben presentar una resistencia de muy bajo valor: es preferible que la cubierta se ponga a tierra a intervalos regulares a lo largo de la línea; si la estructura comporta un revestimiento de plástico conductor, la puesta a tierra de la cubierta es prácticamente continua;
-de la longitud de la sección inducida del enlace que ha de protegerse. Cuanto más larga es la sección, más fácil es mejorar el efecto de apantallamiento. La noción de longitud se refiere, en este caso, a la calidad de las tomas de tierra que han de efectuarse.
8.1.1
Factor de apantallamiento (o reductor)
(para la
aplicación de los símbolos véase el apéndice I)
En las
Directrices
se definen los factores de
apantallamiento siguientes más frecuentemente utilizados:
-El factor de apantallamiento nominal,
k
n
(véase la figura 1/K.14), fácilmente medible en laboratorio y que
permite calificar la eficacia del efecto de apantallamiento.
Figura 1/K.14 p.
-El factor de apantallamiento con respecto a la tierra distante,
k
f
f
` (véase la figura 2/K.14). Conviene tener en cuenta este factor si se
trata de proteger un enlace contra riesgos e interferencias, hallándose
conectados los extremos de los conductores de los pares de abonado a una toma
de tierra neutra, a través de ciertos órganos de los equipos, en ausencia de
convertidores.
Figura 2/K.14 p.
-El factor de apantallamiento relativo a la envolvente,
k
f
m
, (véase la figura 3/K.14). Ha de tenerse en cuenta este factor en el
caso de que las únicas tomas de tierra accesibles sean las tomas de tierra de
la pantalla. Esto se aplica a los cables de enlace entre centros de
telecomunicación, al estar sus pantallas conectadas a las tomas de tierra de
dichos centros.
Figura 3/K.14 p.
En las
Directrices
figuran explicaciones y fórmulas muy
detalladas que permiten calcular con precisión estos factores en las
situaciones más diversas. Sin embargo, y como complemento, pueden evaluarse
estos factores de apantallamiento mediante expresiones simples con las que se
obtiene una precisión a menudo suficiente. Tales expresiones difieren según que
el revestimiento exterior del cable sea aislante o conductor, e intervienen en
ellas constantes o variables que se enumeran en el apéndice I.
8.2
Cables con revestimiento exterior aislante
Si el revestimiento exterior de la cubierta metálica del cable es de material plástico aislante, para obtener un efecto de apantallamiento debe conectarse la cubierta a tierra, en sus extremos y, eventualmente, en otros puntos intermedios.
8.2.1
Cálculo del factor de apantallamiento
Puede calcularse entonces el factor de apantallamiento mediante las
fórmulas siguientes (véase también el volumen II de las
Directrices
):
k
$$id
ff
^`$$if =
$$4!$$Bo
Z
$$Ei:
E
:
i
_
L
+
W
^
$$iA
+
W
^
$$iB
$$Bu$$2t
Z
$$Ei:
E
:
e
_
L
+
Z$$is
L
+
W
^
$$iA
+
W
^
$$iB
$$0t$$Be$$4!(8-1)
k
$$id
fm
$$if =
$$4!$$Bo
Z
$$Ei:
E
:
i
_
L
$$Bu$$2t
Z
$$Ei:
E
:
e
_
L
+
Z$$is
L
+
W
^
$$iA
+
W
^
$$iB
$$0t$$Be$$4!(8-2)
Con todo rigor, la utilización de estas fórmulas supone la puesta a tierra de
la cubierta del cable únicamente en sus extremos. Sin embargo, puede
considerarse que, para situaciones muy comparables, sólo las tomas de tierra
próximas a los extremos tienen influencia sobre el efecto de apantallamiento.
Esta fórmula permite, pues, obtener una buena aproximación del efecto de
apantallamiento en el caso de puestas a tierra intermedias.
En general, las puestas a tierra en puntos intermedios tienen el efecto de
mejorar
k
f
f
`, pero en cambio degradan
k
f
m
.
8.2.2
Influencia de la longitud
Si para obtener un factor de apantallamiento
k
f
f
`, próximo del valor nominal
k
n
son necesarias puestas a tierra de la cubierta que tengan un valor
óhmico que haga difícil la puesta a tierra, puede considerarse entonces que el
enlace es
`corto'
. En el caso contrario, el enlace se considerará
`largo'
.
Nota
- Se entiende por
`enlace'
la longitud de
cable efectivamente expuesta a inducción.
8.2.2.1
Enlaces
`largos'
El examen de las fórmulas (8-1) y (8-2) muestra que para enlaces de gran
longitud los factores de apantallamiento
k
f
f
`, y
k
f
m
se aproximan a
k
n
. Ello es cierto para longitudes superiores a:
10 $$Bo
W
^
$$iA
+
W
^
$$iB
$$Bu
Z
$$Ei:
E
:
i
_$$Be aproximadamente
En tal caso, es posible utilizar un cable no armado
(
ZE
e
próximo a
ZE
i
). Por otra parte, cuanto más largo es el enlace, tanto más importante
puede ser el valor óhmico de las tomas de tierra de la cubierta.
Es posible que no sea necesario tener esto en cuenta al elegir el cable, y
que pueda procederse a esta elección en función de la curva de los valores del
factor de apantallamiento nominal
k
n
para los diferentes valores de f.e.m. inducida, ya que la eficacia
obtenida será muy próxima.
8.2.2.2
Enlaces
`cortos'
En este caso, el valor del término
ZE
i
L
es del mismo orden de magnitud que la suma de
los valores de las tomas de tierra
W
^
$$iA
+
W
^
$$iB
en los extremos. Los factores
de apantallamiento
k
f
f
`, y
k
f
m
pueden calcularse con ayuda de las fórmulas (8-1) y (8-2).
Para proteger tales enlaces es necesario utilizar cable armado, lográndose
entonces el efecto de apantallamiento gracias al aumento del valor de la
impedancia
ZE
e
, que se obtiene por la utilización de un material de gran permeabilidad
magnética en la constitución de la parte exterior de la cubierta.
Para evaluar
k
f
f
`, y
k
f
m
mediante las fórmulas (8-1) y (8-2), es necesario conocer la curva de
las variaciones de
ZE
e
en función de la intensidad de la corriente que atraviesa la cubierta
(véase la figura 4/K.14).
En el cálculo es necesario, pues, efectuar algunas aproximaciones sucesivas
simples para evaluar
ZE
e
después de haber elegido un valor de
W
^
$$iA
y
W
^
$$iB
correspondiente a tomas de
tierra razonablemente realizables, habida cuenta de la resistividad del suelo
en los extremos del enlace.
Figura 4/K.14, p.
8.3
Cables de revestimiento exterior conductor
El revestimiento exterior de la cubierta metálica del cable se hace de material plástico conductor que asegura un contacto eléctrico entre la cubierta y la tierra que rodea el cable.
Si la resistividad del material conductor es próxima o mejor que la del suelo del entorno (se obtienen fácilmente valores de unos 50 û m), no se justifica la realización de conexiones intermedias de la cubierta con tierra, a no ser en los extremos.
La corriente que atraviesa la cubierta varía a lo largo del enlace,
especialmente cerca de los extremos y en su parte central tiene un valor muy
próximo a
I
M
=
e
/(
ZE
e
+
Z
s
), que corresponde a la corriente que circularía por la cubierta si su
puesta a tierra fuese perfecta (tomas de tierra de valor óhmico nulo).
Así pues, para calcular el factor de apantallamiento
k
f
f
`, puede admitirse la equivalencia que consiste en sustituir el cable
por otro cuya cubierta esté conectada a tierra en cada extremo mediante tomas
de tierra de resistencia nula y cuya longitud sea igual a la del enlace
L
reducida en cada extremo en una longitud
l
tal que |^
P
^|
l
= 1.
Ello equivale a considerar que el cable tiene un factor de apantallamiento
nominal sobre una longitud más corta igual a
L
-
2
l
.
Puede, pues, evaluarse aproximadamente
k
f
f
` mediante la fórmula siguiente:
k
$$id
ff
^`$$if =
k$$in
$$2(1 -
$$Bo2
l
$$Bu
L
$$Be$$2) +
$$Bo2
l
$$Bu
L
$$Be(8-3)
De la misma manera,
k
f
m
puede expresarse mediante:
k
$$id
fm
$$if =
k$$in
$$2(1 -
$$Bo2
l
$$Bu
L
$$Be$$2)
En el caso de que las tomas de tierra de la cubierta metálica sean
verdaderamente excelentes, no se aplica la fórmula (8-3). Se considera entonces
que el enlace es
`largo'
, siendo
k
f
f
` =
k
f
m
=
k
n
.
Los parámetros necesarios para el cálculo son los parámetros del cable
(
ZE
e
,
ZE
i
), la f.e.m. inducida por unidad de longitud y la admitancia por unidad
de longitud
Y
de la cubierta con relación a tierra, que
puede escogerse, según sea la resistividad de los suelos, entre 1 S y 10 S (se
escoge 1 S si se desconoce totalmente la calidad de la puesta a tierra).
8.3.1
Influencia de la longitud
Se aplican a este caso las mismas observaciones relativas a los cables con revestimiento aislante.
8.3.2
Enlaces
`largos'
El factor de apantallamiento se aproxima a
k
n
. El cable puede ser armado o no, según el resultado buscado.
8.3.3
Enlaces
`cortos'
El factor de apantallamiento
k
f
f
` puede evaluarse mediante la fórmula (8-3). En la mayoría de los casos,
el cable debe ser armado.
8.4
Determinación de los parámetros del cable
Si bien el factor de apantallamiento nominal y la impedancia por unidad de
longitud
ZE
i
pueden medirse gracias al montaje recogido en las
Directrices
(volumen IX,
3.3.3.4
), la
determinación de la impedancia por unidad de longitud
ZE
e
puede fundarse:
-ya sea en el cálculo efectuado a partir del diagrama vectorial, trazado con
la ayuda de los parámetros medidos
I
,
U
o
i
y
U
o
e
;
-ya sea en la medida de la tensión
U
o
e
que aparece entre el extremo de un hilo conductor aplicado al exterior
de la cubierta y el punto de referencia 3; el otro extremo de ese hilo se
conecta a la cubierta (véase la figura 5/K.14).
Para ciertos cables cuya pantalla está compuesta de varias capas no ferromagnéticas de alta conductividad, puede resultar más adaptada la medida de esos parámetros con ayuda de un montaje de medida de tipo coaxial.
Figure 5/K.14, p.
APéNDICE I (a la Recomendación K.14)
Símbolos de las magnitudes
consideradas en la Recomendación K.14
ZE
i
^:Impedancia interna por unidad de longitud con retorno externo. Su
valor se aproxima, para las frecuencias de la red, a la resistencia por unidad
de longitud en corriente continua.
ZE
e
^:Impedancia externa por unidad de longitud con retorno externo.
Z
s
^:Impedancia por unidad de longitud con retorno por tierra.
Y
^:Admitancia por unidad de longitud del circuito
cubierta-tierra.
P
^:Constante de propagación del circuito
cubierta-tierra.
K
^:Impedancia característica del circuito cubierta
tierra.
W
^
$$iA
,
W
^
$$iB
^:Impedancia de las tomas de
tierra en los extremos de la cubierta.
L
^:Longitud del enlace sometido a inducción.
e
^:f.e.m. inducida por unidad de longitud.
E
^:f.e.m. inducida total.
I
^:Intensidad de la corriente que atraviesa la
cubierta.
Referencias
[1]Manual del CCITT
Protección contra el rayo de las líneas
e instalaciones de telecomunicación
, capítulo 4,
2.1
, UIT, Ginebra, 1974, 1978.
NF02/019 = OPM: 02
Z
$$id2L$$if,
Z
$$id2R$$if NF02/020 =
OPM: 04
V
$$id2m$$if (
x
) (para
m
= R) NF02/022 = OPM: 04
NF02/027 = OPM: 04
(cs,1) NF02/006 = OPM: 04
(cs,2) NF01/019 = OPM: 01
(cs,3) NF02/018 = OPM: 02
(1BT) - (BT10) NF01/015 = OPM: 03
(9.TE.02.S)
(A1.23s) / [26s]
FOLIOS: 47 - 98 (DO
PRC.COSY.2)
MEP {TPS.NON.PHOTO "[PA1]"} : OK= [1]
Saisie diskette 29.10.89 MR
ID + Vérif. + laser 1.12.89 PM
MAJ Diskette 7.12.89 PM
Corr. LASER (1re épreuve) = 3eme 21.12.89 YB
Espaces réservés + Transfert + Impr. 08.01.89 PC
AJOUTER (PA1) (CL1,0,0,0) pour MEP
MEP + LASER 12.01.90 KJ
Corr. MEP ........ ..
Insertion des tableaux (tabulateurs .) ........ ..
BAT du 30/I/90 1.02.90 PV
MAJ s/disquettes 05.03.90 fv
Recomendación K.15
PROTECCIóN DE LOS SISTEMAS DE TELEALIMENTACIóN Y DE
LOS REPETIDORES DE LíNEA
CONTRA
EL RAYO Y LAS INTERFERENCIAS DEBIDAS A LAS LíNEAS ELéCTRICAS
PRóXIMAS
(Ginebra, 1972)
Recomendación preliminar
Para reducir los efectos de las interferencias de origen externo sobre el
funcionamiento de la
Introducción
La presencia de componentes que sólo resisten sobretensiones moderadas, en particular la de elementos semiconductores (transistores, etc.) en los equipos de telecomunicación, obliga a tomar medidas de protección contra las sobretensiones que pueden aparecer en sus terminales. Esto es conveniente, incluso si las sobretensiones rebasan ligeramente las tensiones de servicio, ya que aun así pueden perturbar el funcionamiento de estos elementos o incluso provocar su destrucción.
Además, el funcionamiento de los enlaces con repetidores puede verse perturbado por las fuerzas electromotrices inducidas por líneas eléctricas, siendo la perturbación una función del modo de explotación de estas líneas eléctricas y pudiendo existir hasta en ausencia de cualquier defecto en dichas líneas.
Pueden resultar dañados los componentes y, en especial, los elementos
semiconductores de los aparatos que están directamente conectados a los
conductores de las líneas de telecomunicación, por estar expuestos estos
conductores, sea en cables o en
Los repetidores insertados en las líneas de telecomunicación entran en esta categoría de equipos. Como la telealimentación se hace por los conductores de los cables o de las líneas aéreas de hilo desnudo utilizados para la transmisión, las sobretensiones pueden llegar directamente a los terminales de los elementos semiconductores y dañarlos. Esto puede evitarse si se han previsto dispositivos de protección o se han diseñado los circuitos de forma apropiada para limitar las sobretensiones a valores admisibles, o impedir su aparición.
Las medidas de protección que han de tomarse dependen en parte:
-del valor de las fuerzas electromotrices que pueden producirse;
-de la constitución de la línea, sobre todo si se trata de cables de pares;
-de las disposiciones tomadas, en el conductor exterior de los pares
coaxiales, en relación con la cubierta metálica del cable (
-de la naturaleza de la telealimentación (corriente continua o corriente alterna).
Si las sobretensiones que aparecen en los conductores utilizados para la
telealimentación se deben a la inducción magnética creada por líneas eléctricas
próximas, se puede empezar por determinar sus valores por los métodos de
cálculo indicados en las
Directrices
. Para establecer las
medidas de protección requeridas, se necesitan cálculos suplementarios.
Si las sobretensiones se deben a las
Las medidas recomendadas a continuación responden a las exigencias enunciadas anteriormente. Estas medidas no pretenden ser completas dado que la técnica evoluciona constantemente; sin embargo, deben procurar al fabricante y al usuario de tales instalaciones un grado elevado de protección.
1 Métodos de cálculo
1.1 En principio, las
Directrices
[1] permiten el
cálculo de la fuerza electromotriz longitudinal inducida en el circuito de
telealimentación. El método de cálculo es válido, tanto en condiciones de
funcionamiento normal como en caso de fallo en la línea eléctrica.
1.2 Para el cálculo suplementario de las tensiones y corrientes inducidas en un par coaxial, se partirá de la fuerza electromotriz longitudinal calculada según las indicaciones dadas en el 1.1 . Para este cálculo, se aconseja consultar la Recomendación K.16. (Véase asimismo la referencia [2].)
1.3 Para la evaluación de las tensiones y corrientes (valor de cresta de los impulsos de corta duración) que pueden aparecer en los circuitos de telealimentación como consecuencia de las descargas atmosféricas, se recomienda consultar el Manual citado en [3]. (Véase también la referencia [4].)
2 Valores límite de las
sobretensiones
2.1
Tensiones longitudinales provocadas por la
inducción magnética
En principio, no deben rebasarse los valores límite de las tensiones longitudinales inducidas indicados en [5] si no se tiene la seguridad de que el material (cables, conductores, equipos) es capaz de soportar tensiones más elevadas. Sin embargo, pueden admitirse límites más elevados si un examen previo de la rigidez dieléctrica del aislamiento de los conductores y de los equipos que les están conectados indica que no existe ningún riesgo de ruptura [5].
Si el equipo de telealimentación lleva permanentemente el conductor a un potencial elevado con relación a la cubierta metálica del cable, o con relación a tierra, hay que tener presente el hecho de que la tensión inducida se superpone a la tensión de telealimentación [5].
2.2
Sobretensiones provocadas por descargas
atmosféricas
Los valores límite admisibles de las tensiones de choque dependen en primer lugar de la rigidez dieléctrica del aislamiento de los conductores y de la de los equipos que les están conectados, a menos que se tomen medidas suplementarias (por ejemplo, en las instalaciones) para limitar las sobretensiones a valores inferiores a las tensiones de ruptura. Los límites admisibles en los terminales de los aparatos que comprenden elementos semiconductores dependen de las características de esos elementos.
3 Medidas de protección
3.1
Protección contra las sobretensiones
Los dispositivos de protección deberían estar concebidos para que cumplan su misión, cualquiera que sea el origen de las sobretensiones (inducción magnética, descargas atmosféricas, etc.).
3.1.1
Protección de los conductores en
cables
Si se rebasan los valores límite indicados en los 2.1 y 2.2, se recomienda la aplicación de una de las medidas de protección apropiadas. Por ejemplo, cuando se hacen nuevas instalaciones, puede aumentarse la rigidez dieléctrica del aislamiento. Asimismo se pueden utilizar cables con un factor de apantallamiento mejorado. Además, las tensiones se pueden limitar por descargadores y otros dispositivos limitadores de tensión. En el último caso, hay que velar por que el descargador deje de funcionar después de la desaparición de la sobretensión y por que el conductor de alimentación esté de nuevo en estado de servicio; otras medidas de protección tampoco deben excluirse.
En los cables compuestos, algunos de cuyos pares se utilizan para la telealimentación, se recomienda armonizar las medidas de protección para todos los conductores, a fin de que no se produzcan efectos desfavorables en el conjunto del cable.
3.1.2
Protección de los repetidores
Debe preverse una protección tanto a la entrada y a la salida del repetidor, como en el circuito de telealimentación.
Se recomienda que se incorporen a los repetidores equipados con dispositivos de estado sólido, desde su fabricación, dispositivos de protección que tengan por efecto impedir que las sobretensiones peligrosas lleguen a los terminales de los componentes sensibles, como, por ejemplo, los elementos semiconductores.
Si se utilizan descargadores para limitar las sobretensiones, hay que tener en cuenta que algunas sobretensiones cuya amplitud es inferior a la tensión de cebado son lo bastante elevadas para deteriorar ciertos componentes, por ejemplo los elementos semiconductores, transistores, etc. montados en los equipos. Se aconseja, pues, que se haga la protección interna asociando a los descargadores otros elementos de protección, por ejemplo, diodos Zener o filtros (que pueden existir ya en el equipo). La combinación de estos elementos en el interior del equipo constituye una protección integrada por cuyo efecto las sobretensiones, cualesquiera que sean su origen y su valor, se reducen gradualmente a un nivel suficientemente pequeño para no causar deterioros.
Puede ocurrir que la protección de los repetidores contra las tensiones inducidas permanentemente por las líneas eléctricas o las líneas de tracción requiera menos elementos y sea más económica si el conductor exterior de los pares coaxiales está a un potencial flotante, que si está puesto a tierra. Por el contrario, cuando el conductor exterior está conectado a tierra, el personal que trabaja en las líneas en pares coaxiales está mejor protegido contra un contacto accidental con el conductor interior que, al ser utilizado para la telealimentación, se eleva como consecuencia de ello a cierto potencial. Como cada una de las dos fórmulas presenta ventajas y desventajas, la elección dependerá de las necesidades de explotación.
3.2
Medidas que han de tomarse para asegurar un
funcionamiento satisfactorio del equipo en presencia de
una tensión perturbadora inducida permanentemente en el
cable
Deben hacerse mediciones para controlar el funcionamiento satisfactorio del repetidor, en presencia de tensiones y de corrientes perturbadoras inducidas permanentemente por líneas eléctricas o líneas de tracción, en los conductores del cable. Las mediciones conciernen al caso en que las líneas eléctricas perturbadoras no presentan defectos. Los valores de las tensiones y corrientes inducidas pueden calcularse por los métodos de cálculo indicados en el 1.1 .
4 Prueba de los
repetidores telealimentados equipados con
dispositivos de estado sólido
4.1
Consideraciones generales
Conviene que las condiciones de prueba se asemejen lo más posible a las condiciones reales. Estas condiciones de prueba deben reproducir no solamente las condiciones de funcionamiento normal, sino también circunstancias accidentales, como el caso en que el conductor, que está en general aislado, entra accidentalmente en contacto con la cubierta metálica del cable o con la tierra.
4.2
Prueba por medio de tensiones de choque
Se recomienda que, cuando se proceda a la prueba por medio de tensiones y corrientes de choque, se apliquen las indicaciones contenidas en la Recomendación K.17. Conviene subrayar que, en lo que respecta a la elección de la amplitud de las ondas, no hay que contentarse con hacerla aumentar hasta el máximo, sino que también hay que hacer una prueba con una amplitud inferior a todas las tensiones de umbral de los dispositivos de protección (por ejemplo, la tensión de cebado de los descargadores). Así se pone de manifiesto la eficacia de los elementos de protección (por ejemplo, diodos) para sobretensiones cuya amplitud es reducida, pero cuya energía puede ser elevada.
En caso de que se utilicen descargadores, hay que asegurarse de que sus tensiones de cebado son inferiores a la rigidez dieléctrica entre los conductores y el chasis del equipo, para que no se produzca ninguna ruptura.
4.3
Pruebas por medio de tensiones alternas
Si los repetidores están alimentados por pares simétricos o por pares
coaxiales, cuyos conductores exteriores están aislados del suelo o de la
cubierta metálica del cable, se recomienda que se haga una prueba con una
tensión alterna para cerciorarse de que la rigidez del aislamiento con relación
a la tierra es superior a los valores admitidos en las
Directrices
para las tensiones debidas a la inducción
magnética.
Para verificar el funcionamiento de los repetidores y su línea de alimentación en caso de cebado de los descargadores, en los terminales de esta línea de alimentación se aplica una corriente alterna que corresponda a las indicaciones dadas en la Recomendación K.17.
En las instalaciones en que cabe esperar una tensión inducida permanente debida, por ejemplo, a la corriente de tracción en alterna de ferrocarriles, hay que superponer a la corriente de alimentación una corriente alterna de la misma frecuencia (50 Hz, 60 Hz, 16^2/3 Hz) e intensidad que la producida en la sección de alimentación cuando la tensión inducida alcanza el valor indicado en [5]. Durante el paso de esta corriente, la modulación de zumbido debe ser suficientemente débil para que se respeten los límites que propone la Comisión de Estudio XV en su Cuestión 11, para las secciones de ruta.
Referencias
[1]Manual del CCITT
Directrices relativas a la protección
de las líneas de telecomunicaciones contra los efectos
perjudiciales de las líneas de energía eléctrica y de las
líneas ferroviarias electrificadas,
Vol. II, UIT, Ginebra, 1988.
[2]KEMP (J.), SILCOOK (H.^W.), STEWARD (C.^J.): Power frequency induction
on coaxial cables with application to transistorized systems;
Electrical Communication
, Vol. 40, N.o 2, pp. 255-266,
1965. (Igual texto en francés en:
Revue des
Télécommunications
, Vol. 40, N.o 2, pp. 254-263, 1965.)
[3]Manual del CCITT
Protección contra el rayo de las líneas
e instalaciones de telecomunicaciones
, UIT, Ginebra,
1974, 1978.
[4]KEMP (J.): Estimating voltage surges on buried coaxial cables struck by
lightning;
Electrical Communication
, Vol. 40, N.o 3, pp.
381-385, 1965. (Igual texto en francés en:
Revue des
Télécommunications
, Vol. 40, N.o 3, pp. 398-402, 1965.)
[5]Manual del CCITT
Directrices relativas a la protección
de las líneas de telecomunicaciones contra los efectos
perjudiciales de las líneas de energía eléctrica y de las
líneas ferroviarias electrificadas,
Vol. VI, UIT, Ginebra, 1988.
MéTODO SIMPLIFICADO DE CáLCULO PARA EVALUAR LOS
EFECTOS DE INDUCCIóN MAGNéTICA DE
LAS LíNEAS ELéCTRICAS EN LOS REPETIDORES
TELEALIMENTADOS
DE LOS SISTEMAS
DE TELECOMUNICACIóN POR PARES COAXIALES
(Ginebra, 1972)
1
Resumen
En [1] se hace una exposición general que abarca todos los casos posibles de inducción magnética y que permite calcular, en función de la ubicación, la variación de las tensiones y corrientes inducidas cuando una ruta está expuesta, total o parcialmente, a la inducción. En la presente Recomendación se dan indicaciones generales para determinar un circuito equivalente que permite calcular con rapidez los valores máximos de tensión y de corriente en los conductores de un cable, cualesquiera que sean la longitud y la posición de la sección del cable expuesta a la inducción. Las capacidades concentradas y la impedancia de transferencia de este circuito equivalente deben elegirse adecuadamente. Sólo son necesarios aquí dos grupos de parámetros, según que la longitud de la sección expuesta sea menor, igual o mayor que la mitad de la sección de alimentación inductora. En el anexo A se indica la manera de pasar de las fórmulas complejas de [1] al cálculo simplificado.
Para verificar la utilidad de este circuito equivalente de aplicación general, en el anexo B se han calculado los valores máximos de las tensiones y de las corrientes inducidas en los conductores de un cable cuando los conductores exteriores están a potencial flotante, para algunos de los valores de aproximación que han sido objeto de una aplicación numérica en [1]. Estos valores se han presentado también en gráficos y puede comprobarse que el método de cálculo indicado en el citado anexo B proporciona resultados bastante precisos para una utilización práctica.
El anexo C muestra cómo debe modificarse el circuito equivalente en el caso de que los conductores exteriores de los pares coaxiales estén conectados a tierra en los extremos y en los puntos de amplificación.
En [2] figura también un método de cálculo análogo sobre los efectos de la inducción magnética de las líneas eléctricas en los sistemas de telecomunicación instalados en cables de pares coaxiales cuyo conductor exterior está aislado.
2 Ventajas del circuito equivalente
Entre las magnitudes de referencia dadas en las fórmulas exactas de [1] y
[2], figura la tensión longitudinal inducida en el cable, que se puede calcular
por los métodos usuales (véanse las
Directrices
).
Una vez conocida la tensión longitudinal inducida en el cable, estas fórmulas exactas permiten una evaluación numérica muy precisa de las tensiones y de las corrientes inducidas, pero los resultados obtenidos difieren de los valores reales debido a la limitada precisión con que se dan los parámetros fundamentales utilizados; no obstante, la experiencia demuestra que esta precisión es pequeña, ya que ciertos factores importantes - como la conductividad efectiva del suelo - no pueden determinarse con exactitud.
Dada la imprecisión inherente al cálculo de la tensión longitudinal
inducida, utilizada como magnitud de referencia, en el desarrollo del cálculo
se tolera un error suplementario de un 20% aproximadamente, como máximo. Se
pueden, pues, simplificar considerablemente las fórmulas exactas para todas las
aplicaciones (ya que en la práctica se tiene casi siempre
ò^º^
l
2 y ò^º^
l
2); entonces,
para cada caso, se pueden encontrar circuitos equivalentes correspondientes (ò
y ò son, respectivamente, las constantes de propagación de los circuitos
cubierta del cable-conductor exterior
y
conductor exterior-conductor interior
).
3 Enunciado del problema
Se pueden considerar circuitos equivalentes para los cuatro casos de inducción siguientes:
1)conductor exterior puesto a tierra, inducción uniforme;
2)conductor exterior con un potencial flotante, inducción uniforme (véase la figura A-1/K.16);
3)conductor exterior puesto a tierra, exposición parcial en una pequeña longitud en el centro de la sección;
4)conductor exterior con un potencial flotante, exposición parcial en una pequeña longitud en el centro de la sección (véase la figura A-2/K.16).
En la práctica, tener que considerar un solo circuito equivalente en vez de cuatro representa una gran simplificación. Además, es ventajoso poder definir por medio de la referencia [1] un circuito equivalente uniforme de aplicación general que proporcione indicaciones suficientemente precisas sobre los valores máximos de las tensiones y de las corrientes inducidas en un cable, incluso en el caso de aproximación parcial en cualquier lugar del recorrido entre la sección de alimentación y la línea inductora.
Como se verá en el anexo A, tal circuito equivalente se puede determinar por medio de los esquemas de circuitos objeto de las figuras A-1/K.16 y A-2/K.16. Este circuito está representado en la figura 2/K.16.
4 Parámetros empleados y notaciones
En la hipótesis general de que una sección de alimentación con los conductores exteriores puestos a un potencial flotante (es decir, sin unión a la cubierta del cable o a un sistema de puesta a tierra) esté expuesta a la inducción a lo largo de una sección de posición arbitrariamente elegida, se puede trazar la figura 1/K.16 siguiente que indica las convenciones y notaciones adoptadas.
Se utilizarán los símbolos
E
,
C
,
V
,
I
para las magnitudes relativas al
circuito
cubierta del cable-conductor exterior
, y los
símbolos
E
^,
C
^,
V
^,
I
^, para las magnitudes relativas
al circuito
conductor exterior-conductor interior
.
5 Circuito equivalente de aplicación
general
Las consideraciones expuestas en el anexo A permiten definir un circuito equivalente de aplicación general, que se representa en la figura 2/K.16.
Para todos los sistemas de comunicación a larga distancia cuyas secciones
de alimentación estén, ya uniformemente expuestas a la inducción magnética, ya
parcialmente expuestas a esta inducción en una parte central de corta longitud,
el circuito equivalente permite determinar los valores máximos de las tensiones
y corrientes inducidas en los dos circuitos de la figura 1/K.16 con un 10%
aproximadamente de precisión. Cuando se aplica este circuito a otros casos de
inducción, pueden producirse errores de hasta un 20% de los valores teóricos.
Este porcentaje, sin embargo puede tolerarse en la práctica dada la imprecisión
inherente a la determinación de la tensión longitudinal inducida
E
y en vista de que el método permite obtener resultados
rápidos.
Figura 1/K.16 p. 235
Figura 2/K.16 p. 236
Las observaciones siguientes permiten comprender mejor el esquema
simplificado:
1)Todos los elementos de las líneas de transmisión del caso real se suponen concentrados, lo que es aceptable para una línea abierta en los dos extremos y corta, teniendo en cuenta la longitud de onda que corresponde a 50 Hz.
2)En los circuitos no se toma en cuenta la resistencia de los conductores,
salvo para constituir la impedancia de transferencia de un circuito al otro, en
que se introduce ponderada por un coeficiente
k
1 que
depende de la longitud de la sección expuesta de modo que
k
1 < 1.
Esto supone que los circuitos de la figura 2/K.16 están efectivamente
abiertos (para las corrientes inducidas a 50 Hz) en los extremos de la sección
de telealimentación. Puede no ser así, en particular si los equipos de
alimentación contienen filtros y dispositivos de equilibrio para fijar los
potenciales de los conductores interiores con relación a la tierra. El
conductor interior-conductor
exterior
C^k
0^
l
en los dos extremos de la
figura 2/K.16. En este caso, no puede ya despreciarse la resistencia en serie
del conductor interior. En el anexo C se da un ejemplo de aplicación.
3)Las capacidades
C^l
1 y
C^l
3
corresponden a la terminación exacta más allá de la sección expuesta. La
capacidad de la sección expuesta se introduce ponderada por un coeficiente
k
2 que depende de la longitud de la sección expuesta de
modo que 2^
k
2 < 1.
4)El esquema simplificado conduce a tensiones asimétricas en el
cubierta-conductor exterior
Figura 3/K.16 p. 237
5)En cambio, en el circuito
conductor interior-conductor
exterior
, la tensión y la intensidad son mucho más
simétricas. La capacidad está ponderada por un coeficiente
k
0 que depende de la longitud de la sección expuesta, de
modo que 2^
k
0 < 1.
6)El esquema simplificado permite, como se indica en el apartado 4),
calcular en el circuito
conductor interior-conductor
exterior
la tensión y la intensidad máximas. Según la
naturaleza del circuito considerado estos valores pueden ser mucho más bajos
que en el circuito
cubierta-conductor exterior
. En la
figura 4/K.16 se da una representación práctica de la tensión y de la
intensidad a todo lo largo de la sección de telealimentación. Las tensiones
extremas son simétricas; la tensión nula y la intensidad máxima están siempre
muy cerca del centro de la
Figura 4/K.16 p. 238
ANEXO A (a la Recomendación K.16)
Justificación de los parámetros que figuran en el circuito
equivalente de aplicación general
A.1
Caso general
En [1] se dan sistemas de ecuaciones que contienen los parámetros complejos de transmisión de los dos circuitos de que se trata.
Estas ecuaciones permiten resolver completamente el problema en el caso de los circuitos abiertos en los dos extremos. Estas fórmulas desarrollan un número importante de términos en funciones hiperbólicas de parámetros complejos que complican su aplicación. Para llegar a un esquema muy sencillo que permita un cálculo elemental, se necesitan varias etapas de aproximación.
A.2
Primera etapa - Exposición simétrica - Cálculo
completo
Las fórmulas generales se aplican a dos casos de exposición simétrica representados en las figuras A-1/K.16 y A-2/K.16. En el primer caso, la exposición abarca toda la sección de telealimentación; en el segundo, está limitada a una pequeña longitud en el centro de la sección. Las curvas resultantes de los cálculos figuran en la referencia [1] y se representan en la figura B-1/K.16.
A.3
Segunda etapa - Exposición simétrica - Esquema
simplificado
Se tiene en cuenta la corta longitud eléctrica de las líneas y del ángulo de fase próximo a ¹^45 de los parámetros secundarios de propagación. Esto permite reemplazar los elementos distribuidos por condensadores y resistencias concentradas representadas en las figuras A-1/K.16 y A-2/K.16. Los coeficientes tales como 5/16, 1/4, 1/2, 1/3 provienen del desarrollo en serie de los términos hiperbólicos complejos.
Los circuitos equivalentes de las figuras A-1/K.16 y A-2/K.16 permiten efectuar el cálculo de las tensiones e intensidades máximas en dos casos de exposición simétrica; como estos casos son muy excepcionales, hay que relacionar con ellos el caso general de una exposición asimétrica de cualquier longitud. Tal es el objeto de la etapa siguiente.
FIGURA A-1/K.16 p. 239
FIGURA A-2/K.16 p. 240
A.4
Tercera etapa - Caso general - Esquema simplificado
A.4.1
Circuito cubierta del cable-conductor exterior
En la
l
2, el circuito
cubierta del
cable-conductor exterior
puede tratarse como una línea bifilar expuesta a
una inducción uniforme terminada por las capacidades de línea de las secciones
1 y 3 adyacentes no expuestas.
Cuando la sección 2 es mucho más larga que las secciones 1 y 3
(
l
2 Õ
l
/2), las distribuciones de
corriente y de tensión dependen sobre todo de la sección propia expuesta y son
casi completamente simétricas con relación al punto medio de la sección. Los
valores efectivos de capacidad indicados en la figura A-1/K.16 para una línea
bifilar expuesta a una inducción uniforme pueden aplicarse entonces a la
sección 2. Así, para
l
2 Õ
l
/2 se
obtendrá el esquema representado en la figura A-3/K.16.
FIGURA A-3/K.16 p. 241
Por el contrario, cuando la sección expuesta es mucho más corta que las
secciones no expuestas (
l
2 Ô
l
/2), la
distribución de la corriente y la de la tensión dependen, sobre todo, de las
admitancias en los extremos de la sección. El máximo de corriente inducida se
desplaza hacia el extremo de la sección 2 adyacente a la más larga de las dos
secciones no expuestas. Este máximo se desplaza más cuando la sección 2 se
halla directamente situada al principio o al final de la sección de
alimentación (
l
1 = 0 o
l
3 = 0,
respectivamente). En este caso límite,
l
2 tiende a
encontrarse en las mismas condiciones que una línea bifilar sometida a una
inducción uniforme y uno de cuyos extremos se halla en cortocircuito.
Entonces se utilizará el circuito equivalente de la figura A-4/K.16 para determinar el valor máximo de la corriente inducida.
FIGURA A-4/K.16 p. 242
Este esquema corresponde a la mitad de la figura A-1/K.16 relativa a una
línea de longitud
l
= 2^º^
a
, sometida
a inducción uniforme, estando abiertos los dos extremos y estableciéndose una
conexión en la mitad de la ruta. Esta conexión no modifica las condiciones.
Ahora bien, como el extremo de la sección 2 no está en cortocircuito en el
caso límite que nos interesa, sino que esta sección termina en admitancias
finitas (
C
^º^
l
3 y
C
^º^
l
1, respectivamente), la
capacidad efectiva localizada
C
^º^
l
2/
x
asociada a la sección 2 en el circuito equivalente parcial estará comprendida
entre:
C
º $$Bo
l
$$i2$$Bu4$$Be <
C
º
$$Bo
l
$$i2$$Bu
x
$$Be <
C
º $$Bo
l
$$i2$$Bu2$$Been el extremo
en que se encuentra la prolongación más corta y
C
º $$Bo
l
$$i2$$Bu4$$Be >
C
º
$$Bo
l
$$i2$$Bu
x
$$Be > 0en el otro
extremo.
Como se verá más adelante, el hecho de tomar
x
= 3 en
cada extremo constituye una fórmula transaccional que da resultados
satisfactorios para todas las ubicaciones de la sección expuesta cuando tiene
poca longitud. En consecuencia, para
l
2 Ô
l
/2 se obtiene la siguiente configuración (figura
A-5/K.16).
FIGURA A-5/K.16 p. 243
A.4.2
Impedancia efectiva de transferencia
^La impedancia
de transferencia se llama a menudo, también, impedancia de acoplamiento de la
cubierta metálica del cable.
La corriente
I
que circula por el circuito
cubierta del cable-conductor exterior
genera una tensión longitudinal
E
en los terminales de la
resistencia del conductor exterior del sistema de pares coaxiales. Esta
corriente
I
alcanza su máximo en la sección expuesta y
tiende a cero en los extremos de la ruta. La resistencia efectiva que ha de
utilizarse con el máximo de corriente
I
es la de los
circuitos equivalentes realizados según las fórmulas simplificadas. En el
método del circuito equivalente se introduce una resistencia efectiva cuyo
conocimiento, asociado al de la corriente
I
, permite
calcular
E
. Esta resistencia efectiva, designada por
Z
t
^º^
l
, se llama impedancia efectiva de
transferencia; sustituye a la resistencia
R
0^º^
l
. El valor de
E
viene dado por la igualdad
E
=
I
máx^º^
Z
t
^º^
l
.
Si la inducción es uniforme en toda la sección de alimentación, como en el caso de la figura A-1/K.16, el valor que ha de utilizarse para la impedancia de transferencia viene dado por:
Z$$it
º
l
= $$Bo2$$Bu3$$Be º
R
$$i0 º
l
.
Este valor puede utilizarse también cuando las variaciones de la corriente
I
a lo largo del trayecto son muy semejantes a las que se
producen en el caso de una inducción uniforme (
l
2 Õ
l
/2).
Para una exposición parcial de corta longitud en el centro de la sección de telealimentación (véase la figura A-2/K.16), se utilizará la igualdad:
Z$$it
º
l
= $$Bo1$$Bu2$$Be º
R
$$i0 º
l
para calcular la impedancia de transferencia.
Cuando la parte expuesta de corta longitud está situada al principio o al
final de la sección de alimentación, se obtiene el mismo valor (como puede
demostrarse utilizando el circuito equivalente para una exposición parcial en
el centro de la sección, sustituyendo
l
por
2^º^
l
).
Cabe suponer, pues, en primera aproximación, que el valor obtenido no varía mucho, ni siquiera si se elige arbitrariamente la ubicación de la sección expuesta de corta longitud.
Así para la impedancia de transferencia del circuito equivalente se tiene:
Z$$it
º
l
=
$$Bo2$$Bu3$$Be
R
$$i0 º
l
para
l
$$i2 Õ $$Bo
l
$$Bu2$$Be y
Z$$it
º
l
=
$$Bo1$$Bu2$$Be
R
$$i0 º
l
para
l
$$i2 Ô $$Bo
l
$$Bu2$$Be
A.4.3
Circuito conductor exterior-conductor interior
En el circuito
conductor exterior-conductor interior
,
predomina la tensión longitudinal
E
a lo largo de toda la
sección de alimentación, incluso en el caso de una exposición parcial. Como
puede verse consultando las figuras del anexo B, el mínimo de la tensión
V
entre el conductor interior y el conductor exterior se
produce exactamente a mitad de camino en el caso de una exposición simétrica, y
casi a mitad de camino en todos los casos de exposiciones asimétricas (incluso
cuando se trata de secciones muy cortas sometidas a inducción y situadas al
principio o al final de la sección de alimentación). Los valores calculados
para la corriente y la tensión en el par coaxial no presentarán, pues,
diferencias apreciables si se supone que la intensidad de campo debida a la
tensión longitudinal
E
/
l
está
distribuida simétricamente, cualesquiera que sean la longitud y la posición de
la sección expuesta.
Con esta hipótesis, los esquemas de circuitos de la figura A-6/K.16, obtenidos de los representados en las figuras A-1/K.16 y A-2/K.16 para el caso de una exposición simétrica, pueden emplearse también, en general, para una configuración cualquiera.
Figura A-6/K.16 p. 244
A.5
Conclusión del anexo A
Reuniendo los esquemas elementales de las figuras A-3/K.16 a A-6/K.16, se obtiene un esquema de circuito equivalente de aplicación general, en el que se adoptarán para las capacidades y la impedancia de transferencia valores numéricos diferentes según la longitud de la sección expuesta:
l
$$i2 Õ $$Bo
l
$$Bu2$$Be y
l
$$i2 Ô $$Bo
l
$$Bu2$$Be
respectivamente.
Como puede demostrarse con ejemplos numéricos, se obtienen resultados
satisfactorios conservando los parámetros asociados al caso
l
2 Ô
l
/2 incluso cuando
l
2 =
l
/2. Si sustituimos, pues:
l
$$i2 Õ
$$Bo
l
$$Bu2$$Be por
l
$$i2 >
$$Bo
l
$$Bu2$$Be y
l
$$i2 Ô
$$Bo
l
$$Bu2$$Be por
l
$$i2
$$Bo
l
$$Bu2$$Be
todas las posibilidades de exposición estarán cubiertas por medio de dos grupos de parámetros y el error que afecte a las zonas intermedias permanecerá dentro de unos límites tolerables.
El circuito equivalente de aplicación general es objeto de la figura 2/K.16.
ANEXO B (a la Recomendación K.16)
Ejemplos de aplicación de los cálculos completos y del cálculo
simplificado. Casos en que los conductores exteriores están
con potencial flotante
Para asegurarse de la utilidad del circuito
equivalente en casos de
Para los cálculos comparativos, se han utilizado los valores siguientes relativos a sistemas de 300 canales por cable con pares coaxiales de pequeño diámetro:
C
= 0,12 èF/km;
R
0 = 6,2 û/km;
C
= 0,2 èF/km;
l
= 64 km
En las figuras B-1/K.16 a B-5/K.16 pueden verse curvas que, establecidas
con precisión, dan las tensiones y corrientes inducidas en un sistema de
telecomunicación de 300 canales. Estas figuras corresponden a las figuras
4/K.16 y A-1/K.16 a A-3/K.16, tal como aparecen en la referencia [1],
habiéndose elegido como valor de referencia una tensión longitudinal
E
de 1000 V en vez de 2000 V. Los valores aproximados de
los máximos, calculados por medio del circuito equivalente, se indican en ellas
mediante puntos negros. En todos los casos, se comprueba una concordancia
satisfactoria con los valores obtenidos por un análisis exacto.
Ejemplo de cálculo para la figura B-4/K.16
Se supone
que en una sección de alimentación de 64 km perteneciente a un sistema de 300
canales por cable con pares coaxiales de pequeño diámetro, cuyo conductor
exterior está a potencial flotante, se halla expuesta al efecto de inducción de
una línea eléctrica entre los kilómetros 12 y 28. La tensión longitudinal en el
cable es, por hipótesis, de 1000 V a 50 Hz y hay que evaluar los valores
máximos de las tensiones y de las corrientes inducidas que aparecen en el
cable.
En este caso, se tiene:
l
1 = 12 km,
l
2 = 16 km,
l
3 = 36 km,
l
/2 = 32 km. Como
l
2 <
l
/2, se utilizarán los parámetros siguientes para el
circuito equivalente (véase la figura 2/K.16):
k
0 = 1/3,
k
1 = 1/2,
k
2 = 1/3,
C
= 0,2 èF/km,
R
0 = 6,2 û/km,
C
= 0,12 èF/km.
FIGURA p. 245
Cuadro B-1/K.16 (Récup.) [T1.16], p. 246
Esta comparación muestra que, exceptuando el valor de
V
máx2 todas las diferencias observadas con relación a los
valores resultantes de un cálculo exacto son inferiores al 12% y que los
valores obtenidos mediante el circuito equivalente son generalmente superiores
a los resultados del cálculo exacto. La diferencia de 22% observada en el caso
de
V
máx2 no tiene importancia práctica, puesto que sólo
afecta al menor de los dos máximos de
V
.
FIGURE B-1/K.16, p.247
FIGURE B-2/K.16, p.248
FIGURE B-3/K.16, p.249
FIGURE B-4/K.16, p.250
FIGURE B-5/K.16, p.251
ANEXO C (a la Recomendación K.16)
Ejemplos de aplicación de los cálculos completos y del cálculo
simplificado. Caso en que los conductores exteriores están
conectados a tierra
C.1
Conductores interiores conectados a una tensión
regulada, ligeramente desacoplada
Cuando los conductores exteriores están puestos a tierra y los conductores
interiores están conectados a una tensión regulada, cuyos condensadores de
desacoplamiento a tierra son de valor pequeño, sólo conviene tomar en
consideración, en el circuito equivalente, la parte del esquema relativa al
circuito
conductor exterior-conductor interior
e insertar,
lógicamente, la capacidad
C
en lugar de la
C
. La resistencia
k
1^
R
0^
l
, que
representa la impedancia de transferencia, se ha omitido también. En este caso,
el esquema universal se reduce al de la figura C-1/K.16.
Figura C-1/K.16 p. 252
C.2
Conductores interiores puestos a tierra a través de una
baja impedancia situada en la estación de alimentación de
energía
En este caso, el esquema universal se reduce al de la figura C-2/K.16.
Figura C-2/K.16 p. 253
C.3
Conductores interiores conectados a una tensión regulada,
muy desacoplada
En el caso en que los conductores exteriores están puestos a tierra y los conductores interiores están conectados a una tensión regulada cuyos condensadores de desacoplamiento a tierra tienen valores grandes (varios èF), no basta con el esquema simplificado de la figura C-1/K.16. Hay que tener en cuenta también la resistencia de los conductores centrales de los pares coaxiales (eventualmente resistencias que se encuentran en serie en las alimentaciones de los amplificadores).
Para cerciorarse de la validez del circuito equivalente modificado en este
caso, se ha hecho un cálculo sobre un ejemplo concreto que corresponde a un
caso de explotación. Se trata también de sistemas de 300 canales en pares
coaxiales de pequeño diámetro, para los que se ha considerado un enlace de 66
km, con
C
= 0,11 èF/km,
R
i
= 17 û/km, siendo equivalente la impedancia de desacoplamiento de los
sistemas de alimentación regulada a una resistencia
R
F de
50 ohmios en serie con una capacidad
C
F de 15 èF. En la
figura C-3/K.16 se representa el esquema correspondiente.
Figura C-3/K.16 p. 254
Se supone que la tensión inducida es tal que, teniendo en cuenta el
E
= 100 V y después de tener en cuenta el factor de
apantallamiento combinado de la cubierta del cable y de los conductores
exteriores puestos a tierra, las figuras C-4/K.16 a C-7/K.16 indican los
valores de las tensiones y corrientes obtenidos en el circuito completo; se han
llevado a las mismas figuras los puntos correspondientes a la utilización del
circuito equivalente de la figura C-3/K.16. La concordancia entre las dos
series de resultados es completamente satisfactoria.
Figure C-4/K.16, p.255
Figure C-5/K.16, p.256
Figure C-6/K.16, p.257
Figure C-7/K.16, p.258
Referencias
[1]KEMP (J.), SILCOOK (H.^W.), STEWARD, (C.^J.): Power frequency induction
on coaxial cables with application to transistorized systems,
Electrical Communication
, Vol. 40, N.o 2, pp. 255-266,
1965. (Igual texto en francés en:
Revue des
Télécommunications
, Vol. 40, N.o 2, pp. 254-263, 1965.)
[2]SALZMANN (W.), VOGEL (W.): Berechnung der Starkstrombeeinflüssung von
Nachrichtenkabeln mit Koaxialpaaren und isolierten Aussenleitern. (Cálculo de
la interferencia producida por líneas eléctricas en los cables de
telecomunicación con pares coaxiales y conductores exteriores aislados),
Signal und Draht 57
, N.o 12, pp. 205-211, 1965.
Bibliografía
KEMP (J.): Estimating voltage surges on buried coaxial cables struck by
lightning,
Electrical Communication
, Vol. 40, N.o 3, pp.
381-385, 1965. (Igual texto en francés en:
Revue des
Télécommunications
, Vol. 40, N.o 3, pp. 398-402, 1965.
POPP (E.): Lightning protection of line repeaters,
Conference Proceedings
,
ICC 68 of the
IEEE
, pp. 169-174.
PRUEBAS DE LOS
REPETIDORES
TELEALIMENTADOS EQUIPADOS DE DISPOSITIVOS DE ESTADO
SóLIDO PARA VERIFICAR LA EFICACIA DE LAS MEDIDAS DE
PROTECCIóN CONTRA LAS PERTURBACIONES
EXTERIORES
(Ginebra, 1976; modificada en Málaga-Torremolinos, 1984 y
Melbourne,
^
1988)
1 Introducción
1.1 Como se indica en el 4.1 de la Recomendación K.15, conviene que las condiciones experimentales simulen lo más exactamente posible las condiciones reales. Como ciertas Administraciones pueden desarrollar sus actividades en condiciones diferentes, perseguir diferentes objetivos de servicio o estar sujetas a limitaciones económicas distintas, estas pruebas pueden modificarse a fin de adaptarlas a las condiciones locales.
Si no se conoce el medio ambiente, debe aplicarse lo estipulado en la presente Recomendación.
1.2 Ninguna de las pruebas indicadas en la presente Recomendación debe motivar cambios importantes en las características de los repetidores probados.
En particular, esto se aplica a:
a)la corriente y la tensión del circuito de alimentación;
b)la característica de ganancia en función de la frecuencia;
c)el ruido total;
d)la tasa de errores en los bits.
Las pruebas consisten en:
-pruebas de prototipos;
-pruebas de aceptación.
Las pruebas están destinadas a verificar la eficacia de todas las medidas tomadas para proteger los repetidores equipados de dispositivos de estado sólido. Tales medidas incluyen los dispositivos de protección que formen parte integrante del repetidor, o instalados externamente en la ubicación de éste.
1.3
Pruebas de prototipos
Se efectúan pruebas de prototipos para verificar la eficacia del diseño del repetidor y de los elementos de protección en condiciones rigurosas.
Para definir las medidas de protección que deben adoptarse, hay que tener en cuenta las fuerzas electromotrices más peligrosas que pueden aparecer a la entrada y a la salida de los repetidores equipados de dispositivos de estado sólido, incluso si se manifiestan muy rara vez.
Cuando un
Durante la prueba de prototipos, conviene que el valor de esta energía residual sea tan elevado como el del caso más desfavorable que pueda darse en la práctica.
Se cumplirá esta condición eligiendo una onda de choque de amplitud y de
pendiente apropiadas. Es, sin embargo, adicional a la prueba anteriormente
descrita, en la que se recomienda aplicar al repetidor un impulso de amplitud
inferior a la
1.4
Pruebas de aceptación
Estas pruebas están destinadas a comprobar si, una vez montado el equipo, la protección funciona debidamente. En general, la prueba es menos rigurosa que la del prototipo, para no correr el riesgo de que ciertos componentes sufran un deterioro que pudiera no descubrirse por ningún procedimiento de medición. Sin embargo, se deja al criterio de los usuarios prescribir pruebas más rigurosas (adaptadas a condiciones reales especiales).
El usuario decidirá si deben efectuarse pruebas de aceptación de cada equipo, o por muestreo.
Nota
- En ciertos casos, los usuarios pueden juzgar
conveniente efectuar pruebas suplementarias que correspondan a sus necesidades
especiales. Tales pruebas no figuran entre las que se indican a continuación.
2 Métodos de prueba
2.1
Métodos de prueba relativos a la protección de los
repetidores contra las sobretensiones debidas a descargas
eléctricas (pruebas con impulsos)
Para las pruebas se utilizará un dispositivo como el descrito en la figura
1/K.17. El condensador
C
1 deberá soportar una tensión de
carga igual al valor de la tensión de cresta que figura en el cuadro 1/K.17.
Los valores de
C
2 y
R
3 vienen dados
en el cuadro 1/K.17.
Figura 1/K.17 p. 259
Nota
- Cuando deban efectuarse pruebas con amplificadores
para pares simétricos o pares microcoaxiales, la corriente de cortocircuito del
equipo de medida debe limitarse a valores adecuados por medio de
R
3, teniendo en cuenta la mayor resistencia de los
conductores de las
Las formas de onda indicadas en el cuadro 1/K.17 concuerdan con las que se definen en [1] (las tensiones y las formas de onda se refieren a un generador sin carga).
CUADRO 1/K.17 p. 260
Los impulsos se aplicarán con polaridad invertida de un impulso a otro, con
un intervalo de un minuto entre impulsos sucesivos; el número de impulsos
aplicados a cada punto de prueba se indica, para los diferentes casos, en la
última línea del cuadro 1/K.17. Los impulsos deben aplicarse en los siguientes
puntos:
-
prueba 1:
a la entrada del repetidor, con la salida
terminada por su impedancia característica;
-
prueba 1a:
entre los terminales de entrada del
repetidor y el alojamiento conductor normalmente conectado a tierra en el caso
de repetidores para pares simétricos;
-
prueba 2:
a la salida del repetidor, con la entrada
terminada por su impedancia característica;
-
prueba 2a:
entre los terminales de salida del
repetidor y el alojamiento conductor normalmente conectado a tierra en el caso
de repetidores para pares simétricos;
-
prueba 3:
(en sentido longitudinal) entre el conductor
interno del lado de entrada y el conductor interno del lado de salida del
repetidor en el caso de repetidores para pares coaxiales (en los terminales del
circuito de telealimentación, en el caso de repetidores para pares simétricos).
Los equipos protegidos con descargadores e instalados en cables de pares simétricos, que son inducidos por líneas eléctricas de corriente alterna o de tracción, pueden probarse con corriente alterna, aplicada durante 0,5 segundos. La intensidad y la frecuencia de la corriente son comparables con las corrientes alternas que probablemente se registren en la práctica, pero no deben ser superiores a 10 A (valor eficaz).
El repetidor debe estar alimentado en las pruebas 1, 1a, 2 y 2a, pero no en la prueba 3.
Puede ser útil en estas mediciones el circuito representado en la figura 2/K.17 para pares coaxiales, y en la figura 3/K.17 para pares simétricos. Para acoplar el generador de impulsos al repetidor, pueden utilizarse descargadores con una tensión de formación de arco de aproximadamente 90 V, como se ilustra en las figuras 2/K.17 y 3/K.17, respectivamente.
Figura 2/K.17 p. 261
FIGURA 3/K.17 p. 262
2.2
Métodos de prueba relativos a la protección de
los repetidores
contra los
efectos de la corriente alterna causados por anomalías en
una línea de distribución de energía
2.2.1
Pruebas con corriente alterna en los terminales de
entrada y de salida de un repetidor
Se aplica una f.e.m. alterna (frecuencia 16^2/3, 25, 50 ó 60 Hz):
-a la entrada del repetidor, con su salida terminada por una impedancia igual al doble de la impedancia característica;
-a la salida del repetidor, con su entrada terminada por una impedancia igual al doble de la impedancia característica.
El valor y la duración de la f.e.m. y la impedancia interna de la fuente deben ser representativos de las condiciones locales (esta prueba sólo se especifica para los repetidores de pares coaxiales).
2.2.2
Pruebas con corriente alterna en los terminales
del
trayecto de
telealimentación
del repetidor
Se aplica una corriente alterna de frecuencia e intensidad apropiadas a los terminales del trayecto de telealimentación.
Si el esfuerzo adicional de la aplicación de telealimentación es despreciable, ésta no debe aplicarse durante las pruebas especificadas en el 2.2 . Sin embargo, si este esfuerzo no es despreciable, debe simularse durante las pruebas con corriente alterna el máximo nivel de esfuerzo de la telealimentación.
2.3
Métodos de prueba relativos a la protección de los
repetidores contra las perturbaciones debidas a
tensiones alternas longitudinales
inducidas permanentemente por líneas eléctricas
Para que un repetidor funcione de manera satisfactoria en presencia de tensiones inducidas permanentes (véase el 3.2 de la Recomendación K.15), sus características de ruido de modulación han de ajustarse, de acuerdo con lo especificado en el 4.3 de la Recomendación K.15, a las recomendaciones relativas a las secciones principales, preparadas por la Comisión de Estudio XV, y debe funcionar sin modificación importante de sus características de transmisión (por ejemplo, véase la Recomendación citada en [2]) cuando está conectado a una línea ordinaria de alimentación en presencia de:
a)una tensión alterna de frecuencia apropiada (50 Hz, 16^2/3 Hz, etc.) aplicada a:
i)los terminales de entrada de las señales, o
ii)los terminales de salida de las señales.
La fuente de esta tensión alterna debe tener, en los puntos de conexión al circuito de prueba, una impedancia tal que no se perturben considerablemente las características de transmisión-frecuencia de este circuito.
b)una corriente alterna de frecuencia apropiada, superpuesta a la corriente de alimentación del repetidor.
La prueba especificada en a) debe efectuarse con 60 V ó 150 V según los límites de la fuerza electromotriz inducida permanentemente [3]. La prueba especificada en b) se efectuará con un valor de corriente correspondiente a una fuerza electromotriz de 60 V ó 150 V, calculada conforme a la Recomendación K.16, para las condiciones más desfavorables.
3 Pruebas que deben efectuarse en los
diferentes casos
3.1
Condiciones de prueba para los repetidores utilizados en
pares coaxiales
Las pruebas indicadas a continuación se han ideado para el caso en que el conductor exterior esté conectado a la cubierta metálica del cable. Cubren el caso en que el conductor exterior, que normalmente tiene un potencial flotante, entra en contacto accidentalmente con la cubierta metálica.
3.1.1
Pruebas de prototipos
3.1.1.1
Pruebas en los terminales de entrada y de salida
del repetidor
3.1.1.1.1
Pruebas con impulsos
Estas pruebas se efectuarán en las condiciones indicadas en la primera columna del cuadro 1/K.17.
En las pruebas de los repetidores para pares microcoaxiales, la tensión de
cresta máxima no debe exceder de 5 kV. Si se asegura la protección mediante
dispositivos de umbral
(por ejemplo,
C
1, hasta que se produzca el arco [sin
rebasar 7 kV^].
Si los descargadores no se ceban con 7 kV o si los repetidores sometidos a
pruebas de prototipo no están provistos de descargadores, es posible que no sea
apropiada la forma de onda propuesta anteriormente. El generador de prueba
anteriormente indicado puede producir un impulso que simule una descarga
disruptiva en el cable cuando se conecta en paralelo un espinterómetro de
tensión de cebado apropiada. Cuando se prevén descargadores, y si éstos se
ceban en las condiciones de prueba que se mencionan más arriba, la tensión de
carga del condensador
C
1 debe reducirse progresivamente
hasta que dejen de cebarse.
3.1.1.1.2
Pruebas con corriente alterna
^Esta parte de
la Recomendación podrá modificarse como consecuencia de futuros estudios y
experiencias. Si una Administración considera que estos valores son demasiado
altos para sus necesidades, dadas las condiciones locales, puede especificar un
valor menor.
Se aplicará durante 0,5 segundos una tensión a la frecuencia del sector de un valor eficaz tal que dé lugar a una diferencia de potencial de 1200 V en una resistencia de 150 ohmios:
-a la entrada del repetidor, con la salida terminada con una resistencia de 150 ohmios;
-a la salida del repetidor, con la entrada terminada con una resistencia de 150 ohmios.
La impedancia de la fuente de tensión debe ser tal que las corrientes que circulen estén comprendidas entre 8 y 10 A.
La f.e.m. de la fuente de tensión debe ser tal que cuando se aplique a una resistencia de 150 ohmios aparezca en los extremos de esa resistencia una diferencia de potencial de 1200 V eficaces, por lo menos. La figura 4/K.17 representa un ejemplo de un circuito de prueba apropiado para la frecuencia de 50 Hz.
Figura 4/K.17 p. 263
3.1.1.1.3
Pruebas con una tensión alterna inducida en
régimen permanente
Estas pruebas deben efectuarse de acuerdo con el 2.3 .
3.1.1.2
Pruebas en los terminales del circuito de
telealimentación del repetidor
3.1.1.2.1
Pruebas con impulsos
Estas pruebas se efectuarán en las condiciones indicadas en la segunda columna del cuadro 1/K.17.
Para esta prueba, el condensador
C
1 puede cargarse a 5
kV o a una tensión menor, a condición de que la corriente de cresta en el
circuito de telealimentación alcance los 50 A.
3.1.1.2.2
Pruebas con corriente alterna
Estas pruebas consisten en hacer circular por el circuito de telealimentación una corriente alterna de la intensidad y frecuencia que sean de esperar en servicio. Esta corriente se aplicará durante 0,5 segundos y no deberá exceder de 10 A, valor eficaz.
3.1.1.2.3
Pruebas con una tensión alterna inducida en
régimen permanente
Estas pruebas deben efectuarse conforme al 2.3 .
3.1.2
Pruebas de aceptación
3.1.2.1
Pruebas en los terminales de entrada y de salida
del repetidor
Estas pruebas se efectuarán en las condiciones indicadas en la tercera columna del cuadro 1/K.17.
3.1.2.2
Pruebas en los terminales del circuito de
telealimentación del repetidor
Estas pruebas se efectuarán en las condiciones indicadas en la cuarta
columna del cuadro 1/K.17. Para las pruebas se puede cargar el condensador
C
1 con 3 kV, o con una tensión menor, a condición de que
la corriente de cresta en el circuito de telealimentación alcance los 50 A.
3.2
Condiciones de prueba relativas a los repetidores para
pares simétricos
3.2.1
Pruebas de prototipo
3.2.1.1
Pruebas en los terminales de entrada y de salida
del repetidor
3.2.1.1.1
Pruebas con impulsos
Para estas pruebas se utilizará una forma de onda de las características indicadas en la quinta columna del cuadro 1/K.17.
Si la rigidez dieléctrica de los pares simétricos fuera mayor que la de los pares aislados con papel, sería oportuno utilizar una tensión de cresta más elevada que la indicada en el cuadro 1/K.17.
Cuando se prevén descargadores y éstos se ceban en las condiciones de
prueba mencionadas, la tensión de carga del condensador
C
1
debe reducirse progresivamente hasta que dejen de cebarse.
Nota
- Cuando hay descargadores entre los terminales
de entrada y salida del repetidor y su chasis, uno de los terminales debe
conectarse al chasis antes de hacer la prueba de tensión transversal para
simular el cebado de un descargador.
3.2.1.1.2
Pruebas con corriente alterna
No se especifican pruebas de este tipo.
3.2.1.2
Pruebas en los terminales del circuito de
telealimentación del repetidor
3.2.1.2.1
Pruebas con impulsos
Se efectuarán en las condiciones indicadas en la sexta columna del cuadro 1/K.17.
3.2.1.2.2
Pruebas con corriente alterna
Consisten en hacer circular por el circuito de telealimentación una corriente alterna de la intensidad y frecuencia que cabe esperar en servicio. Esta corriente se aplicará durante 0,5 segundos.
Pueden omitirse estas pruebas si es improbable que los repetidores experimenten, en el medio en que han de funcionar, fuerzas electromotrices longitudinales inducidas por líneas de distribución de energía eléctrica capaces de producir corrientes longitudinales.
3.2.1.2.3
Pruebas con tensión alterna inducida en régimen
permanente
Se efectuarán de acuerdo con el 2.3 .
3.2.2
Pruebas de aceptación
3.2.2.1
Pruebas en los terminales de entrada y de salida
del repetidor
Se efectuarán en las condiciones indicadas en la séptima columna del cuadro 1/K.17.
3.2.2.2
Pruebas en los terminales del circuito de
telealimentación del repetidor
Se efectuarán en las condiciones indicadas en la octava columna del cuadro 1/K.17.
3.3
Condiciones de prueba para los
regeneradores y fuentes de
telealimentación utilizados en los sistemas de transmisión por
fibra óptica
Las siguientes pruebas son aplicables para todos los tipos de regeneradores.
En principio existen dos tipos de regeneradores: regeneradores con
alojamientos a potencial flotante y regeneradores con alojamiento conectados a
la tierra local. Los regeneradores pueden también ser telealimentados a través
de convertidores de corriente continua separados Estas unidades autónomas
pueden también considerarse como un
`regenerador'
para los fines de esta
Recomendación.
3.3.1
Prueba de prototipos
3.3.1.1
Pruebas con impulsos
Estas pruebas se efectuarán en las condiciones indicadas en la primera columna del cuadro 2/K.17.
Las pruebas deben aplicarse a los equipos como se indica en la figura 5/K.17.
-
prueba 1:
entre los terminales
a
y
b
del trayecto de telealimentación;
-
prueba 2:
entre el terminal
a
del
trayecto de telealimentación y la tierra de referencia;
-
prueba 3:
entre el terminal
b
del
trayecto de telealimentación y la tierra de referencia;
-
prueba 4:
entre los terminales
a
y
b
del trayecto de telealimentación y la tierra de
referencia;
Las conexiones a tierra de los alojamientos a la tierra de referencia deben ser las mismas que las utilizadas en la práctica.
Cuadro 2/K.17 [T2.17], p.
Figura 5/K.17, p.
3.3.1.2
Pruebas en alterna
3.3.1.2.1
Inducción en alterna de breve duración
Estas pruebas se efectúan en las condiciones indicadas en el cuadro 3/K.17.
Deben aplicarse al equipo las pruebas 1, 2, 3 y 4 indicadas en la figura 5/K.17 y explicadas en el 3.3.1.1 .
Cuadro 3/K.17 [T3.17], p.
3.3.1.2.2
Inducción en alterna en régimen permanente
Estas pruebas deben efectuarse de acuerdo con el apartado b) del 2.3 y el equipo debe funcionar durante las pruebas sin un aumento significativo de la tasa de error en los bits.
3.3.1.3
Prueba de inmunidad contra transitorios
rápidos inducidos en el trayecto de
telealimentación
Deben efectuarse estas pruebas para asegurar que el regenerador está lo suficientemente protegido contra los transitorios que se produzcan en el trayecto de telealimentación.
Estas pruebas deben aplicarse al equipo como se indica en la figura 6/K.17.
Para la prueba debe utilizarse un generador conforme con la publicación 801-4 de la CEI. Para tensiones de prueba de hasta 1 kV la transmisión de la señal simulada no debe sufrir una grave perturbación. Se recomienda efectuar esta prueba si el trayecto de telealimentación no está lo suficientemente protegido y si pueden esperarse interferencias debidas a la conmutación en los sistemas de distribución de energía eléctrica.
Figure 6/K.17, p.
3.3.2
Pruebas de aceptación
Sólo se efectuarán pruebas con impulsos en las condiciones indicadas en la columna 2 del cuadro 2/K.17.
Las pruebas 1 y 4 tienen que realizarse teniendo en cuenta las observaciones indicadas en el 1.4 .
Referencias
[1]Publicación 60-2 de la CEI
High-Voltage test technique,
Parte 2: Test procedures
, Ginebra 1973.
[2]Recomendación del CCITT
Modulación no deseada y
fluctuación de fase
, Rec. G.229,
1.3
.
[3]Manual del CCITT
Directrices relativas a la protección
de las líneas de telecomunicación contra los efectos
perjudiciales de las líneas de energía eléctrica y de las
líneas ferroviarias electrificadas
, Vol. VI, UIT, Ginebra, 1988.
CáLCULO DE LAS
TENSIONES INDUCIDAS EN
LíNEAS DE^ TELECOMUNICACIóN POR EMISIONES
DESDE ESTACIONES^ RADIOELéCTRICAS
Y
MéTODOS PARA REDUCIR^ LAS
INTERFERENCIAS
(Ginebra, 1980; modificada en Málaga-Torremolinos, 1984 y
^
Melbourne, 1988)
1 Introducción
Si bien en los circuitos por cable subterráneo rara vez se observan interferencias inducidas por las ondas radioeléctricas, hay muchos ejemplos conocidos de esa clase de interferencia en los circuitos por línea aérea de hilo desnudo, cable aéreo o cable de interiores.
La interferencia en los circuitos de frecuencias vocales aparece porque la onda radioeléctrica inducida es detectada y demodulada por los componentes no lineales de un aparato telefónico o por la capa de óxido metálico que se forma en los empalmes del conductor. Esa interferencia es casi siempre un ruido inteligible y puede aparecer en un radio de hasta 5 km en torno a una estación radioeléctrica cuya potencia radiante sea superior a varias decenas de kilovatios.
En los circuitos de transmisión por portadoras o de señales video, la onda
radioeléctrica inducida degrada la calidad de funcionamiento del circuito
cuando su frecuencia cae dentro de la gama de funcionamiento del sistema de
transmisión. Generalmente la interferencia consiste en un tono puro que cae
dentro de un canal telefónico y que es ininteligible. Esta reduce la
Un ejemplo poco corriente de perturbación provocada por corrientes de ondas radioeléctricas inducidas es el de las quemaduras sufridas por personal de mantenimiento de la planta exterior. Sólo se ha informado de estos problemas en zonas inmediatamente próximas a una antena de una estación radioeléctrica.
2 Análisis de las interferencias
Para el análisis teórico de la tensión inducida por una onda radioeléctrica, se parte de las siguientes condiciones:
-La resistividad del suelo es homogénea y uniforme.
-El cable o hilo está tendido en línea recta a una altura constante sobre el suelo.
-La pantalla metálica del cable está puesta a tierra en ambos extremos.
-El campo eléctrico de la onda radioeléctrica tiene una intensidad constante y un ángulo de incidencia también constante y el cambio de fase a lo largo del cable es uniforme.
-La onda radioeléctrica tiene inicialmente polarización vertical. Sin embargo, cuando se propaga a lo largo de la superficie del suelo, se genera una componente horizontal debido a la conductividad finita del suelo.
Las constantes y las variables utilizadas para el análisis teórico figuran en el anexo A.
2.1 En el caso de líneas de telecomunicación sin
2.2 En el caso de
Las tensiones longitudinales inducidas en los extremos de un cable de telecomunicación con pantalla metálica vienen dadas por las ecuaciones (B-3) y (B-4). Se aclara en la referencia [1] que los valores calculados mediante estas ecuaciones concuerdan con los valores medidos.
2.3 Las ecuaciones del anexo B son muy complicadas y comprenden muchos parámetros. Por eso, conviene calcular un valor aproximado de la máxima tensión longitudinal inducida dado por la siguiente ecuación simplificada:
V
$$i2(0) dB [¼
V
$$i2(
l
)] = 20 log$$id10$$if
V
$$i2(0)
= 20 log$$id10$$if $$Bo
PE$$iv
(cos å)
Z$$iK
$$Bu4
Z
$$id01$$if$$Be - 30
log$$id10$$if
f
- 20 log$$id10$$if$$id20$$if + 300(2-1)
donde
l
$$Bo1,5 à$$i0$$Bu
f
º
à$$i2$$Be 10$$e8(2-2)
20 û < |^
Z
$$id1R$$if^|,
|^
Z
$$id1L$$if^|
|^
Z
$$id01$$if^| (2-3)
á$$i2 = $$i2 + jà$$i2
$$i2 = $$id20$$if$$0v
f
^$$ve 10$$ed-3$$ef
(dB/km)
$$id20$$if es la atenuación por unidad de longitud a 1 MHz (dB/km)
f
es la frecuencia en Hz de la onda
radioeléctrica.
En el anexo A se indican otras constantes y variables
La ecuación (2-1), que da la máxima
La tensión longitudinal inducida calculada por medio de las ecuaciones del anexo B presenta un primer valor de cresta para una longitud del cable
l
= $$Bo1,5 à$$i0$$Bu
f
º
à$$i2$$Be 10$$e8
alcanzando a continuación una serie de valores de cresta. Su valor máximo
aparece para una de las primeras crestas a lo largo del cable para una longitud
l
$$Bo1,5 à$$i0$$Bu
f
º
à$$i2$$Be 10$$e8.
La tensión longitudinal inducida alcanza su valor máximo en una de las primeras
crestas debido a la atenuación de las ondas radioeléctricas a lo largo del
cable (véase la figura 3/K.18).
El error debido a la aplicación de la ecuación (2-1) en lugar de la de las ecuaciones rigurosas del anexo B se menciona en el anexo C.
2.4 Cuando la configuración de línea es muy compleja, hay que dividir la línea en varios segmentos y calcular la tensión longitudinal inducida para cada segmento mediante las ecuaciones (B-1) a (B-4). Las tensiones inducidas estimadas de cada segmento se combinan entonces para obtener la tensión inducida total, teniendo en cuenta las características de transmisión y las condiciones de contorno de la línea de que se trata.
Cuando se emplea para una línea compleja la ecuación simplificada (2-1) puede utilizarse para la determinación de la tensión longitudinal inducida máxima un modelo correspondiente a una línea recta. Los cálculos deben comenzar partiendo del punto más próximo a la estación radioeléctrica y ha de emplearse el menor valor del ángulo de incidencia de la onda radioeléctrica.
2.5 Cuando se procede a una medición práctica de la intensidad de campo de
la onda radioeléctrica, puede sustituirse
E
v
en la ecuación (2-1) por el valor medido.
Cuando no se dispone del valor medido, la intensidad de campo eléctrico de
la onda radioeléctrica
E
v
puede calcularse con la ecuación (2-4), teniendo en cuenta la distancia
desde la
E$$iv
= $$Bo1$$Bu
r
$$Be
$$0w$$Bo1,5
P Z
$$i0$$Bu2ë$$Be$$we(2-4)
donde
P
es la potencia de transmisión de la estación
radioeléctrica (W);
r
es la distancia a la estación (m);
Z
0 es la impedancia característica del espacio
libre (¼^377 û).
La figura 1/K.18 representa los valores de
E
v
obtenidos a partir de la ecuación (2-4) empleando varios valores de
P
.
FIGURA 1/K.18 p.
2.6El ángulo de incidencia de la onda radioeléctrica con la línea de
telecomunicación puede variar con las circunstancias pertinentes.
Cuando la línea de telecomunicaciones se encuentra en campo despejado, puede aplicarse el valor del ángulo de incidencia medido o el calculado a partir de las posiciones relativas de la estación radioeléctrica y la línea de telecomunicación.
Cuando la línea de telecomunicación está instalada cerca de estructuras que obstruyen la propagación de la onda radioeléctrica, puede considerarse que el ángulo de incidencia es de cero radianes en la condición más desfavorable.
2.7 La tensión longitudinal inducida en los extremos del cable de telecomunicación de la figura 2/K.18 se calcula utilizando el método simplificado siguiente:
Insertando en las ecuaciones (2-1) y (2-2) los valores de los parámetros
P
,
f
, 20, à2 y å dados en la figura
2/K.18 junto con los valores calculados de
E
v
y
Z
K
, se obtienen los resultados siguientes:
V
2(0) ¼
V
2(
l
) = -35,0 dB
l
210 m
Además, utilizando å = a 0 como valor más desfavorable, se obtiene:
V
2(0) ¼
V
2(
l
) = -32,0 dB
l
210 m
FIGURA 2/K.18 p.
La figura 3/K.18 representa los resultados obtenidos mediante el cálculo
simplificado en comparación con el resultado calculado con la ecuación rigurosa
del anexo B, donde los valores de
V
2 se expresan en
función de la longitud del cable. Parece que el método simplificado es adecuado
para evaluar la mayor de las
FIGURE 3/K.18 p.
2.8 Las tensiones longitudinales que dan origen al ruido surgen por el
equilibrio imperfecto del circuito respecto a la pantalla metálica (o a
tierra). Cuando se utiliza la relación ç entre las tensiones longitudinal y
transversal puede obtenerse fácilmente el valor de los niveles de ruido a
partir de los valores calculados o medidos de la tensión longitudinal inducida.
V
= ç^º^
V
2
donde,
V
2 [
V
2(0) o
V
2(
l
)] es la tensión
longitudinal en los extremos del circuito longitudinal en circuito
abierto,
V
[
V
(0) o
V
(
l
)] es la tensión
transversal en los extremos del circuito terminado en sus dos extremos
por su impedancia característica.
Por ejemplo, en el caso indicado en la figura 2/K.18 y para un valor de ç
de -40 dB, el nivel de ruido,
V
se obtiene del siguiente
modo:
[En este caso,
V
2 = -35 dB (0 dB = 0,775 V)]
V
= -35 -40 dB = -75 dB
3
Reducción de las interferencias
Para minimizar las interferencias se toman las medidas siguientes:
3.1La interferencia causada a los circuitos de frecuencia vocal puede reducirse fácilmente mediante la inserción de un condensador de 0,01 a 0,05 èF entre los conductores y la tierra del terminal de entrada o entre conductores en el circuito del terminal de entrada o del aparato telefónico, para derivar la corriente de la onda inducida radioeléctrica.
3.2 La
3.2.1 Debe incorporarse en el cable una pantalla adecuada, por ejemplo, una
de aluminio de 0,2 mm de espesor que reduce las interferencias en unos 70 dB.
La
Z
01^|
û, cuando la conductividad del suelo es inferior a 0,1 S/m. Si se aumenta el
espesor de la pantalla de aluminio, pasando de 0,2 mm a 1,0 mm, se puede
conseguir una reducción adicional de 50 a 60 dB.
3.2.2 Los conductores deben estar completamente blindados por una
Nota
- Si se retiran unos 30 cm de pantalla metálica,
la tensión inducida aumenta en unos 30 dB, aunque la pantalla metálica esté
eléctricamente conectada. Cuando se retiran 5 cm de pantalla metálica en el
extremo de un cable, la tensión inducida aumenta en unos 10 dB.
3.2.3 En las secciones susceptibles de verse afectadas por
3.2.4 Para conseguir una relación señal/ruido (S/R) aceptable para el sistema, debiera reducirse la distancia entre repetidores.
3.2.5 Debe mejorarse (disminuir) el
3.2.6 Debe emplearse un ajuste de
3.3 Para reducir la tensión inducida peligrosa para el personal de mantenimiento, puede insertarse un condensador entre los conductores y tierra a intervalos adecuados dentro de la sección inducida para derivar la corriente inducida.
En este caso, cuando se seleccione la capacitancia adecuada, hay que tener cuidado de proporcionar la atenuación mínima en la gama de frecuencias de transmisión y una puesta a tierra eficaz a la frecuencia de la onda radioeléctrica. Al mismo tiempo, deberá tenerse cuidado para evitar daños en el condensador debidos a sobretensiones que aparezcan en los conductores.
ANEXO A (a la Recomendación K.18)
Constantes y variables utilizadas en la Recomendación K.18
A.1 La relación,
P
, entre la componente horizontal y la
componente vertical del campo eléctrico de una onda radioeléctrica que se
propague por la superficie del suelo viene dada por:
P
=
$$Bo
E$$ih
$$Bu
E$$iv
$$Be =
$$2!$$1o1$$2u$$0w
$$ir
- j $$Boì$$Bu
$$i0$$Be$$we$$2e$$2! ¼ $$0w$$Bo $$i0$$Buì$$Be$$we(A-1)
donde
E
h
es la componente horizontal de la intensidad de campo eléctrico de la
onda radioeléctrica (V/m);
E
v
es la componente vertical de la intensidad de campo eléctrico de la
onda radioeléctrica (V/m);
r
es la constante dieléctrica característica del suelo;
0 es la constante dieléctrica del espacio libre (F/m);
Z
0 es la impedancia intrínseca del espacio libre
(û);
à0 es la constante de fase del espacio libre (rad/m);
ì es la conductividad del suelo (S/m);
es la pulsación de la onda radioeléctrica (rad/s);
f
es la frecuencia de la onda radioeléctrica
(Hz).
A.2 La impedancia de transferencia,
Z
k
, de la pantalla metálica de una cubierta de cable viene dada por:
Z$$iK
= $$Bo
Kt
$$Busenh
Kt
$$Be º
R
$$iddc$$if û/m(A-2)
donde
R
dc es la resistencia en corriente continua
por unidad de longitud de la pantalla metálica (û/m);
K
=
$$0v
j
è
g
$$ve;
è es la permeabilidad de la pantalla metálica (H/m);
g
es la conductividad de la pantalla metálica
(S/m);
t
es el espesor de la pantalla metálica (m).
A.3 En relación con los símbolos siguientes, véase la figura A-1/K.18.
å es el ángulo de incidencia de la onda radioeléctrica con la línea de telecomunicación (rad);
l
es la longitud del cable (m);
x
es la distancia a lo largo del cable
desde el extremo del cable cercano a la estación
radioeléctrica (m);
Z
01 es la impedancia característica
del circuito de retorno por tierra (û);
á1 es la constante de propagación del circuito de retorno por tierra;
Z
02 es la impedancia característica
del circuito longitudinal (û);
á2 es la constante de propagación del circuito longitudinal;
Z
$$id1L$$if,
Z
$$id1R$$if son las
impedancias terminales del circuito de retorno
por tierra (û);
Z
$$id2L$$if,
Z
$$id2R$$if son las
impedancias terminales del circuito
longitudinal (û);
ò$$id1L$$if = $$Bo
Z
$$id01$$if -
Z
$$id1L$$if$$Bu
Z
$$id01$$if +
Z
$$id1L$$if$$Be es el coeficiente de reflexión de
corriente del circuito de retorno por tierra para
x
= 0;
ò$$id1R$$if = $$Bo
Z
$$id01$$if -
Z
$$id1R$$if$$Bu
Z
$$id01$$if +
Z
$$id1R$$if$$Be es el coeficiente de reflexión de
corriente del circuito de retorno por tierra para
x
=
l
;
ò$$id2L$$if = $$Bo
Z
$$id02$$if -
Z
$$id2L$$if$$Bu
Z
$$id02$$if +
Z
$$id2L$$if$$Be es el coeficiente de reflexión de
corriente del circuito longitudinal para
x
= 0;
ò$$id2R$$if = $$Bo
Z
$$id02$$if -
Z
$$id2R$$if$$Bu
Z
$$id02$$if +
Z
$$id2R$$if$$Be es el coeficiente de reflexión de
corriente del circuito longitudinal para
x
=
l
;
V
$$id1m$$if (
x
) (para
m
= 0) es la tensión en el
circuito de retorno por tierra con adaptación
en ambos extremos;
V
$$id1m$$if (
x
) (para
m
= L) es la tensión en el
circuito de retorno por tierra con
desadaptación para
x
= 0;
V
$$id1m$$if (
x
) (para
m
= R) es la tensión en el
circuito de retorno por tierra con
desadaptación para
x
=
l
;
V
$$id2m$$if (
x
) (para
m
= 0) es la tensión en el
circuito longitudinal con adaptación en ambos
extremos;
V
$$id2m$$if (
x
) (para
m
= L) es la tensión en el
circuito longitudinal con desadaptación para
x
= 0;
V
$$id2m$$if (
x
) (para
m
= R) es la tensión en el
circuito longitudinal con desadaptación para
x
=
l
.
FIGURE A-1/K.18 p.267
ANEXO B (a la Recomendación K.18)
Cálculo de la tensión longitudinal inducida
Líneas de telecomunicación sin pantalla
metálica
Las tensiones longitudinales inducidas en los extremos de una línea de telecomunicación sin pantalla metálica vienen dadas por las ecuaciones (B-1) y (B-2).
Tensión longitudinal inducida en el extremo más próximo a la estación radioeléctrica:
V
$$i1 (0) =
V
$$id10$$if (0) +
V
$$id1L$$if (0) +
V
$$id1R$$if
(0)
V
$$id10$$if (0) = -
$$Bo
PE$$iV
cos å$$Bu2$$Be $$Bo1 - e$$ed-(á$$i1 +
jà$$i0 cos å)
l
$$ef$$Buá$$i1 + jà$$i0 cos å$$Be
V
$$id1L$$if (0) = $$BO-ò$$id1L$$if $$1[1 -
ò$$id1R$$if e$$ed-2á$$i1
l
$$ef$$1]$$BU1 -
ò$$id1L$$if ò$$id1R$$if e$$ed-2á$$i1
l
$$ef$$BE
V
$$id10$$if (0)(B-1)
V
$$id1R$$if (0) = $$BO-ò$$id1R$$if
e$$ed-á$$i1
l
$$ef $$1[1 - ò$$id1L$$if$$1]$$BU1 -
ò$$id1L$$if ò$$id1R$$if e$$ed-2á$$i1
l
$$ef$$BE
V
$$id10$$if (
l
)
Tensión longitudinal inducida en el extremo más alejado de la estación radioeléctrica:
V
$$i1 (
l
) =
V
$$id10$$if (
l
) +
V
$$id1L$$if (
l
) +
V
$$id1R$$if (
l
)
V
$$id10$$if (
l
) =
$$Bo
PE$$iV
cos å$$Bu2$$Be e$$ed-jà$$i0 cos
å
l
$$ef $$Bo1 - e$$ed-(á$$i1 - jà$$i0 cos å)
l
$$ef$$Buá$$i1 - jà$$i0 cos å$$Be
V
$$id1L$$if (
l
) =
$$BO-ò$$id1L$$if e$$ed-á$$i1
l
$$ef$$1[1 -
ò$$id1R$$if$$1]$$BU1 - ò$$id1L$$if ò$$id1R$$if
e$$ed-2á$$i1
l
$$ef$$BE
V
$$id10$$if (0)(B-2)
V
$$id1R$$if (
l
) =
$$BO-ò$$id1R$$if $$1[1 - ò$$id1L$$if
e$$ed-2á$$i1
l
$$ef$$1] $$BU1 - ò$$id1L$$if
ò$$id1R$$if e$$ed-2á$$i1
l
$$ef$$BE
V
$$id10$$if (
l
)
Las constantes y las variables figuran en el anexo A.
B.2
Cables de telecomunicación con pantalla
metálica
Las tensiones longitudinales inducidas en los extremos de un cable de telecomunicación con pantalla metálica vienen dadas por las ecuaciones (B-3) y (B-4).
Tensión longitudinal inducida en el extremo más próximo a la estación radioeléctrica:
V
$$i2 (0) =
V
$$id20$$if (0) +
V
$$id2L$$if (0) +
V
$$id2R$$if (0)
V
$$id20$$if (0) = -
$$Bo
PE$$iV
(cos å)
Z$$iK
$$Bu4
Z
$$id01$$if$$Be
$$2[$$2{ $$Bo1$$Bu á$$i1 - jà$$i0 cos
å$$Be + $$Bo1$$Buá$$i1 + jà$$i0 cos
å$$Be $$2} º
º $$Bo1 - e$$ed-(á$$i2 + jà$$i0 cos å)
l
$$ef$$Buá$$i2 +
jà$$i0 cos å$$Be + $$2{ -
$$Bo1$$Buá$$i1 - jà$$i0 cos å$$Be +
$$Bo1$$Bu1 - ò$$id1L$$if ò$$id1R$$if
e$$ed-2á$$i1
l
$$ef$$Be º
º $$2( ò$$id1L$$if $$Bo1 - e$$ed-(á$$i1
+ jà$$i0 cos å)
l
$$ef$$Buá$$i1 +
jà$$i0 cos å$$Be + ò$$id1L$$if
ò$$id1R$$if e$$ed-jà$$i0 cos
å
l
$$ef
e$$ed-á$$i1
l
$$ef º
º $$Bo1 - e$$ed-(á$$i1 - jà$$i0 cos å)
l
$$ef$$Buá$$i1 -
jà$$i0 cos å$$Be $$2)$$2} $$Bo1 -
e$$ed-(á$$i2 +
á$$i1)
l
$$ef$$Buá$$i2 + á$$i1$$Be + $$2{ - $$Boe$$ed-(á$$i1 + jà$$i0 cos å)
l
$$ef$$Buá$$i1 + jà$$i0 cos å$$Be +(B-3)
+ $$Bo1$$Bu1 - ò$$id1L$$if ò$$id1R$$if
e$$ed-2á$$i1
l
$$ef$$Be $$2(ò$$id1L$$if ò$$id1R$$if e$$ed-2á$$i1
l
$$ef $$Bo1 - e$$ed-(á$$i1 + jà$$i0 cos å)
l
$$ef$$Buá$$i1 + jà$$i0 cos å$$Be +
+ ò$$id1R$$if e$$ed-jà$$i0 (cos å)
l
$$ef
e$$ed-á$$i1
l
$$ef
$$Bo1 - e$$ed-(á$$i1 - jà$$i0 cos å)
l
$$ef$$Buá$$i1 -
jà$$i0 cos å$$Be $$2)$$2} $$Bo1 -
e$$ed-(á$$i2 - á$$i1)
l
$$ef$$Buá$$i2 -
á$$i1$$Be $$2]
V
$$id2L$$if (0) =
$$BO-ò$$id2L$$if $$1[1 - ò$$id2R$$if
e$$ed-2á$$i2
l
$$ef$$1]$$BU1 - ò$$id2L$$if ò$$id2R$$if e$$ed-2á$$i2
l
$$ef$$BE
V
$$id20$$if (0)
V
$$id2R$$if (0) =
$$BO-ò$$id2R$$if
e$$ed-á$$i2
l
$$ef
$$1[1 - ò$$id2L$$if$$1] $$BU1 -
ò$$id2L$$if ò$$id2R$$if
e$$ed-2á$$i2
l
$$ef$$BE
V
$$id20$$if (
l
)
Tensión longitudinal inducida en el extremo más alejado de la estación radioeléctrica:
V
$$i2
(
l
) =
V
$$id20$$if (
l
) +
V
$$id2L$$if (
l
) +
V
$$id2R$$if (
l
)
V
$$id20$$if
(
l
) = $$Bo
PE$$iV
cos å
Z$$iK
$$Bu4
Z
$$id01$$if$$Be $$2[$$2{ $$Bo1$$Buá$$i1 - jà$$i0 cos å$$Be + $$Bo1$$Buá$$i1 + jà$$i0 cos å$$Be $$2} º
º $$Bo1 - e$$ed-(á$$i2 - jà$$i0 cos å)
l
$$ef$$Buá$$i2 -
jà$$i0 cos å$$Be e$$ed-jà$$i0 cos
å
l
$$ef + $$2{ -
$$Bo1$$Buá$$i1 - jà$$i0 cos å$$Be +
+ $$Bo1$$Bu1 - ò$$id1L$$if ò$$id1R$$if
e$$ed-2á$$i1
l
$$ef$$Be $$2(ò$$id1L$$if $$Bo1 - e$$ed-(á$$i1 + jà$$i0 cos å)
l
$$ef$$Buá$$i1 + jà$$i0 cos å$$Be + ò$$id1L$$if ò$$id1R$$if e$$ed-jà$$i0 cos å
l
$$ef º
º e$$ed-á$$i1
l
$$ef
$$Bo1 - e$$ed-(á$$i1 - jà$$i0 cos å)
l
$$ef$$Buá$$i1 -
jà$$i0 cos å$$Be $$2)$$2} $$Bo1 -
e$$ed-(á$$i2 - á$$i1)
l
$$ef$$Buá$$i2 -
á$$i1$$Be
e$$ed-á$$i1
l
$$ef +
+ $$2{ - $$Boe$$ed-(á$$i1 + jà$$i0 cos
å)
l
$$ef$$Buá$$i1
+ jà$$i0 cos å$$Be + $$Bo1$$Bu1 -
ò$$id1L$$if ò$$id1R$$if
e$$ed-2á$$i1
l
$$ef$$Be $$2(ò$$id1L$$if ò$$id1R$$if$$ed-2á$$i1
l
$$ef º(B-4)
º $$Bo1 - e$$ed-(á$$i1 + jà$$i0 cos å)
l
$$ef$$Buá$$i1 +
jà$$i0 cos å$$Be + ò$$id1R$$if
e$$ed-jà$$i0 cos
å
l
$$ef
e$$ed-á$$i1
l
$$ef
$$Bo1 - e$$ed-(á$$i1 - jà$$i0 cos å)
l
$$ef$$Buá$$i1 -
jà$$i0 cos å$$Be $$2)$$2} º
º $$Bo1 - e$$ed-(á$$i2 + á$$i1)
l
$$ef$$Buá$$i2 +
á$$i1$$Be
e$$edá$$i1
l
$$ef$$2]
V
$$id2L$$if
(
l
) = $$BO-ò$$id2L$$if e$$ed-á$$i2
l
$$ef $$1[1 - ò$$id2R$$if$$1]$$BU1 - ò$$id2L$$if ò$$id2R$$if e$$ed-2á$$i2
l
$$ef$$BE
V
$$id20$$if (0)
V
$$id2R$$if
(
l
) = $$BO-ò$$id2R$$if $$1[1 - ò$$id2L$$if e$$ed-2á$$i2
l
$$ef $$1]$$BU1 - ò$$id2L$$if ò$$id2R$$if e$$ed-2á$$i2
l
$$ef$$BE
V
$$id20$$if (
l
)
Las constantes y las variables figuran en el anexo A.
ANEXO C (a la Recomendación K.18)
Errores en los que se incurre al emplear la ecuación (2-1)
La ecuación (2-1) simplificada se puede emplear cuando 3 dB/km 20 30
dB/km, 1,2 à0 à2 3 à0, 500 kHz
f
1,6 MHz, 10 mm
d
50 mm, 0 å 90, 0,1 mS/m ì 500 mS/m y -1 ò
1. Esas condiciones se consideran suficientes para los cables aéreos.
El error que se introduce al emplear la ecuación (2-1) en lugar del método
más riguroso del anexo B depende de los valores de ì y de ò más que de otros
parámetros. Este ejemplo se ilustra en la figura C-1/K.18. El error se muestra
en el cuadro C-1/K.18 correspondiente a la gama de valores (ì, ò) de la figura
C-2/K.18. Aquí se considera únicamente la gama de ò1 0 porque
|^
Z
1^|
Z
01 puede lograrse
fácilmente. La gama (I) indicada en la figura C-2/K.18 es el caso normal,
mientras que las gamas (II) y (IV) son raras y la gama (III) es difícil de
lograr. En una gama que tenga un gran error (por ejemplo, las gamas II, III y
IV) o cuando la longitud del cable sea demasiado corta para que satisfaga a la
ecuación (2-2), es conveniente efectuar los cálculos por medio del método
riguroso del anexo B.
Figure C-1/K.18 p.268
Figure C-2/K.18 p.269
Tableau C-1/K.18 [T1.18], p.
ANEXO D (a la Recomendación K.18)
Influencia, del medio ambiente que rodea a la
línea de telecomunicación, sobre el campo
eléctrico medido de una onda radioeléctrica
(Informe de
la NTT) La intensidad de campo eléctrico de la onda radioeléctrica
Por otra parte, el
Figure D-1/K.18 p.271
Figure D-2/K.18 p.272
ANEXO E (a la Recomendación K.18)
Ejemplos de la relación ç entre
tensiones longitudinales y
transversales inducidas
En la figura E-1/K.18 se presentan ejemplos de valores de ç obtenidos a
partir de valores medidos de la
V
2 y la
V
(ç =
V
-
V
2
dB).
Figure E-1/K.18 p.273
ANEXO F (a la Recomendación K.18)
Ejemplos de
interferencias de ondas
radioeléctricas y medidas adoptadas en
varios países para contrarrestarlas
(Basado en el Informe del Relator
Especial presentado a la reunión de 1978 de la Comisión de Estudio V) Los
ejemplos de interferencias inducidas por ondas radioeléctricas en sistemas de
telecomunicación
Rara vez se observaron interferencias inducidas por ondas radioeléctricas en circuitos de cables enterrados o subterráneos.
Tableau F-1/K.18 [T2.18], p.
ANEXO G (a la Recomendación K.18)
Interferencias causadas por las ondas radioeléctricas en
los cables coaxiales de las estaciones de repetidores
y medidas correctivas
G.1
Interferencias y sistemas de transmisión afectados
Se han experimentado en sistemas de transmisión por portadoras interferencias causadas por emisiones radioeléctricas en las estaciones de repetidores.
Cuando la frecuencia de la onda radioeléctrica inducida está dentro de la banda de frecuencias de transmisión, causa interferencia de un solo tono o ruido ininteligible en el canal telefónico demodulado. La interferencia se debe a las corrientes inducidas en los conductores exteriores o en pantallas de los cables coaxiales de la estación de repetidores.
Las frecuencias interferentes de las ondas radioeléctricas son principalmente las correspondientes a las ondas hectométricas y decamétricas (y en concreto, del orden de 1 a 15 MHz).
G.2
Intensidad del campo eléctrico
Se producen interferencias por inducción radioeléctrica cuando la intensidad del campo eléctrico es superior a 100 dBèV/m fuera del edificio de la estación o a 80 dBèV/m dentro del edificio de la estación.
El grado de atenuación producido por el edificio depende de su tipo de construcción. En el caso de un edificio de hormigón, por ejemplo, la atenuación puede ser de 20 a 30 dB, en la banda de 1 a 15 MHz.
La intensidad del campo eléctrico en el edificio no es homogénea, y se han observado grandes variaciones, de unos 20 a 30 dB.
G.3
Medidas correctivas
Una de las medidas de protección más eficaces es el mejoramiento del
Z
T
) y es útil la adopción de un cable coaxial con una impedancia de
transferencia menor. Por ejemplo, se han utilizado cables coaxiales con
blindaje de è-metal (por ejemplo:
Z
T
¼ 0,01 mû/m a 1 MHz) y cables coaxiales de trenzado triple
(apantallados) (por ejemplo:
Z
T
¼ 0,1 mû/m a 1 MHz). Por ejemplo, puede obtenerse una reducción de 15 a
20 dB sustituyendo un cable coaxial de trenzado doble por uno de trenzado
triple.
También es conveniente utilizar una conexión de baja impedancia de transferencia entre el cable de la estación y el equipo, así como la adopción de buenas instalaciones de puesta a tierra.
Referencias
[1]
SATO (T.), NAKAHIRA (M.), KOJIMA (N.): Radio wave interference in
overhead communication cables,
Proceedings of the 22nd
IWCS
, 1973.
[2]SCHULZ (E.), VOGEL (W.): Beeinflussung von
Trägerfrequenz-Nachrichtensystemen durch hochfrequente Beeinflussungsquellen,
ETZ-A
, Bd. 85, H.20, 1964.
(H.T.=OUI)
TAB.???
FICHIER: H.T. =
(9.TA.339.S)
(SANS FORMULES) Tableaux: 04 - Tabulateurs: 2 °10 A:
(BT..) Disk ... NF../... (OPM = ..)
(9.TE.03.S)
(A1.23s) / [26s]
FOLIOS: 99 - 126 (DO
PRC.COSY.2)
Saisie diskette 30.10.89 GG
ID + Vérif. + laser 30.11.89 AF
MAJ Diskette 30.11.89 AF
Corr. LASER (1re épreuve) = 3eme ........ ..
Espaces réservés + Transfert + Impr. 18.01.90 SP
AJOUTER (PA1) (CL1,0,0,0) pour MEP
MEP + LASER 23.01.90 SP/PC
Corr. MEP ........ ..
Insertion des tableaux (tabulateurs .) ........ ..
BAT du 5/II/90 7.02.90 PV
MAJ s/disquettes 05.03.90 fv
Recomendación K.19
UTILIZACIóN CONJUNTA DE ZANJAS Y GALERíAS POR CABLES
DE TELECOMUNICACIóN Y CABLES DE LíNEAS DE ENERGíA
ELéCTRICA
(Ginebra, 1980)
1 Consideraciones generales
La utilización conjunta de
-reducción del coste global;
-utilización más eficaz del espacio disponible para los servicios que emplean cables enterrados;
-reducción de las obras en las vías de circulación y, por consiguiente, menor perturbación del tráfico;
-mayor precisión en la separación entre los cables de líneas eléctricas y los cables de telecomunicación.
2
Seguridad en las instalaciones
eléctricas
Cuando los
Los de líneas eléctricas deben enterrarse generalmente a mayor profundidad que los de telecomunicación.
Los cables de líneas eléctricas y los de telecomunicación deben estar separados por una distancia adecuada según:
a)la tensión de la línea eléctrica,
b)el tipo de cable de la línea eléctrica,
c)el tipo de cable de telecomunicación,
d)la naturaleza del material de separación.
La distancia mínima viene estipulada a menudo en las normas nacionales.
La reglamentación nacional puede permitir el empleo de distancias menores cuando:
-el cable de la línea eléctrica tiene un neutro concéntrico empleado en baja tensión y el cable de telecomunicación tiene una armadura puesta a tierra, o
-los cables están separados por relleno de hormigón u otro material similar.
Si existe un peligro para el personal durante las excavaciones manuales, los cables de líneas eléctricas de alta tensión deberán estar protegidos por capas de material adecuado (ladrillo, hormigón, etc.).
3
Inducción
electromagnética
Para evitar que las líneas eléctricas causen, a los cables de
telecomunicación, riesgos e interferencias lo suficientemente importantes para
que sean inadmisibles, deberán observarse las
Directrices
.
Esos efectos son de esperar especialmente cuando:
a)el cable de la línea eléctrica forma parte de una red que tiene un neutro directamente puesto a tierra;
b)los conductores de fase (activos) de la línea eléctrica constituyen cables separados (por ejemplo, cables trifásicos de un solo núcleo), o
c)las corrientes en las líneas eléctricas tienen un alto contenido de armónicos.
No es de esperar que haya riesgos ni interferencias cuando:
-los cables de las líneas eléctricas trabajan en condiciones normales de explotación y, en el caso de cable trifásico de un solo núcleo, los cables de fase están debidamente dispuestos y traspuestos, o
-la longitud del recorrido paralelo es relativamente pequeña (por ejemplo, de algunos cientos de metros).
La disposición y la trasposición apropiadas de los conductores de fase del sistema de cables de líneas eléctricas son eficaces para reducir la inducción electromagnética.
La presencia de otros conductores metálicos en la galería (tuberías, refuerzos de hormigón, etc.) suele tener un efecto reductor en las tensiones longitudinales inducidas. La magnitud de este factor de apantallamiento depende en gran parte de las diversas instalaciones que haya en la galería y de la construcción de ésta y, por lo tanto, ha de determinarse en cada caso.
4 Otros riesgos
El uso conjunto de zanjas y galerías puede aumentar la exposición del personal de telecomunicaciones a otros riesgos como los siguientes:
-percusión de las líneas eléctricas durante la excavación;
-dificultades de acceso y problemas de aislamiento durante el trabajo en galerías;
-explosiones causadas por las fugas de tuberías de gas cuando estas tuberías utilizan también las galerías;
-acumulación de aire viciado en las galerías.
En el acuerdo sobre utilización conjunta deben incluirse métodos de protección adecuados para eliminar estos riesgos.
5 Limitaciones prácticas
Para que la utilización conjunta de zanjas y galerías sea eficaz es indispensable la cooperación disciplinada de todas las partes interesadas. Los deberes y responsabilidades de cada parte deben estar definidos con precisión. Puede ser necesario tomar medidas especiales para superar la limitación del espacio subterráneo y facilitar el mantenimiento ulterior de los cables; esas medidas especiales tienen que convenirse antes de iniciar las obras conjuntas de construcción.
INMUNIDAD DEL EQUIPO DE CONMUTACIóN DE
TELECOMUNICACIONES CONTRA LAS SOBRETENSIONES Y
SOBREINTENSIDADES
(Málaga-Torremolinos, 1984)
1 Consideraciones generales
La presente Recomendación tiene por objeto establecer criterios y métodos
de prueba fundamentales relativos a la inmunidad de los equipos de conmutación
de telecomunicaciones contra las sobretensiones y sobreintensidades. Conviene
leerla conjuntamente con el Manual del CCITT
Protección contra
el rayo de las líneas e instalaciones de
telecomunicación
y la Recomendación K.11, que tratan de los aspectos
generales económicos y técnicos de la protección. Las recomendaciones
formuladas pueden variar en función de circunstancias locales particulares y de
la evolución técnica.
2
Alcance
La Recomendación se refiere a centrales telefónicas y centros similares de conmutación de telecomunicaciones, y trata principalmente de las condiciones de pruebas que deben aplicarse a puntos destinados a conexiones de líneas de abonado a dos hilos. Los accesos con circuitos más complejos o con tráfico más concentrado (como enlaces o circuitos multicanales) pueden comprobarse bien de conformidad con la presente Recomendación o de conformidad con otras Recomendaciones como las K.15 y K.17, según convenga.
Tales pruebas constituyen pruebas tipo y, aunque sean aplicables a un centro de conmutación completo, se reconoce que pueden ser aplicadas a elementos individuales del equipo durante las labores de desarrollo y diseño. Al proceder a las pruebas, es necesario tener en cuenta toda condición de conmutación, ya sea en la unidad que se está comprobando o en cualquiera otra, que pueda influir en los resultados.
3 Condiciones de
sobretensión y
sobreintensidad
Los aspectos de las sobretensiones y las sobreintensidades de que trata la presente Recomendación son los siguientes:
-crestas causadas por
-
-contactos directos entre las líneas de telecomunicación y las de energía, generalmente de baja tensión.
Se reconoce que, en determinadas circunstancias, pueden plantearse problemas si las sobretensiones o las sobreintensidades se producen simultáneamente en una serie de líneas y dan lugar a grandes corrientes en cableados o componentes comunes. La presente Recomendación no abarca tales casos. No abarca tampoco los aspectos relativos a la elevación del potencial de tierra que son actualmente objeto de estudio en el CCITT.
4 Niveles de inmunidad
4.1 Sólo se consideran dos niveles de inmunidad: un nivel bajo apropiado a ambientes no expuestos donde las sobretensiones y sobreintensidades son bajas, y un nivel alto para ambientes más expuestos. Se tiene en cuenta el hecho de que en los medios más expuestos, los medios de protección pueden instalarse en el repartidor principal o en otro lugar fuera del equipo.
4.2 No quedan cubiertas las condiciones extremas. Es posible que en ambientes muy protegidos funcionen satisfactoriamente equipos con un grado de inmunidad inferior al especificado en la presente Recomendación. Por otra parte, un grado de inmunidad superior incluso al especificado puede ser necesario en ambientes excepcionalmente expuestos. Son posibles, asimismo, otras combinaciones de la inmunidad del equipo y la protección externa. Por ejemplo, es posible que ciertos equipos requieran protección incluso en ambientes no expuestos y que otros funcionen satisfactoriamente en ambientes expuestos sin protección externa. Aunque sólo se describen en la presente Recomendación dos categorías de inmunidad, éstas satisfacen en gran parte las necesidades actuales.
4.3 Corresponde a las Administraciones la clasificación del entorno de un
determinado
4.4 Las condiciones de prueba y las tensiones indicadas en el cuadro 1/K.20 reflejan las condiciones que cabe esperar en líneas situadas en ambientes no expuestos.
4.5 Las condiciones de prueba y las tensiones indicadas en el cuadro 2/K.20
simulan los efectos de un ambiente expuesto sobre equipos cuyos dispositivos de
protección están en el
4.6 Los equipos que satisfacen las condiciones para un ambiente expuesto pueden utilizarse en cualquier otro ambiente, pero aquellos que satisfacen únicamente las condiciones para un ambiente no expuesto sólo debieran utilizarse en este tipo de ambiente.
5 Demarcación del equipo de
conmutación
Las diferentes características de los distintos tipos de equipos, hacen
necesario considerar cada central como una
`caja negra'
con tres
terminales A, B y tierra. Probablemente, el equipo ha sido provisto ya de
algunos dispositivos de protección situados bien en forma distribuida en las
`caja negra'
, y cualquiera de los dispositivos de
protección que se incorporen habrán de considerarse como parte inmutable de la
central.
6 Condiciones de las pruebas
Las condiciones siguientes son válidas para todas las pruebas mencionadas en el 8 .
6.1 Todas las pruebas son pruebas tipo.
6.2 Los terminales de entrada en que han de realizarse las pruebas del equipo deberán indicarse por el fabricante y señalarse con A, B y tierra.
6.3 El equipo deberá poder probarse en cualquier fase de funcionamiento de duración apreciable.
6.4 El equipo deberá superar las pruebas que figuran en el 8 , a cualquier temperatura y grado de humedad en que deba de ser utilizado.
6.5 Para las pruebas en la situación
`expuesta'
, generalmente se
protegen las líneas de abonado en el repartidor principal, con algunos
dispositivos de protección contra descargas como son los
6.6 En cualquier caso, cuando se especifica una tensión máxima, deben efectuarse también pruebas a tensiones inferiores si ello se revela necesario para confirmar que el equipo resistirá cualquier tensión hasta el valor máximo especificado.
6.7 Cada prueba debe efectuarse el número de veces indicado en el cuadro correspondiente. El intervalo de tiempo entre repeticiones será de un minuto, y cuando se trate de pruebas con impulsos deberá invertirse la polaridad entre impulsos consecutivos.
6.8 Las pruebas de inducción debida a líneas de energía y de contactos con líneas de energía deben hacerse a las frecuencias empleadas en la red de c.a. o en los ferrocarriles electrificados del país en que se aplican.
7 Funcionamiento defectuoso o deterioros
admisibles
Se definen dos niveles de funcionamiento defectuoso o de deterioro:
Criterio A
- El equipo ha de soportar la prueba sin
deterioro u otra perturbación (como las irregularidades del soporte lógico o el
funcionamiento defectuoso de los dispositivos de protección contra averías) y
ha de funcionar apropiadamente dentro de los límites especificados después de
la prueba. (No es preciso que funcione correctamente durante la condición de
prueba.) Si lo permite específicamente la Administración, la prueba puede dar
lugar a que funcionen los fusibles u otros dispositivos que deberán ser
sustituidos o restaurados antes de restablecer el funcionamiento normal.
Criterio B
- Las pruebas no deben dar lugar a que se
produzca un incendio en el equipo. Todo deterioro o funcionamiento defectuoso
permanente que se produzca debe limitarse a un pequeño número de circuitos de
interfaz de líneas externas.
Las condiciones que pueden dar lugar a que se aplique el criterio B se consideran tan poco probables que la protección completa contra las mismas no resulta económica.
8
Pruebas
8.1
Consideraciones generales
Los circuitos de pruebas utilizados en los tres casos de sobretensión y sobreintensidad son los siguientes:
-figura 1/K.20:
-figura 2/K.20:
-figura 3/K.20:
Nota
- En el anexo A a la presente Recomendación, se
exponen ciertas consideraciones que justifican las propuestas de pruebas. La
respuesta del equipo a las crestas producidas por rayos, puede modificarse
mediante la impedancia de entrada del equipo. Para explicar este efecto, en el
anexo A figura un ejemplo en el que, para mayor claridad, se asignan valores a
la impedancia de entrada, de forma que puedan compararse los niveles
instantáneos de tensión en diversos puntos del circuito. Estos valores se
indican sólo a título ilustrativo y no forman parte de la presente
Recomendación.
8.2
Ambientes no expuestos
En el cuadro 1/K.20 se indica cómo se efectuarán las pruebas de los equipos que hayan de utilizarse sin protección exterior en ambientes no expuestos.
8.3
Ambientes expuestos
El equipo que haya de utilizarse en ambientes expuestos, deberá ser sometido a las pruebas descritas en los cuadros 1/K.20 y 2/K.20.
Tableau 1/K.20 [T1.20], p.
Tableau 2/K.20 [T2.20], p.
Figure 1/K.20, p.
Figure 2/K.20, p.
Figure 3/K.20, p.
ANEXO A (a la Recomendación K.20)
Explicaciones ilustrativas de
las
condiciones de las pruebas
A.1
Crestas causadas por descargas de rayos
A.1.1
Funcionamiento del circuito de simulación
La figura A-1/K.20 muestra el generador de pruebas de la figura 1/K.20 conectado a un ejemplo de circuito de central con protección primaria instalada en el repartidor principal y con protección secundaria en el propio equipo de la central. Salvo el generador de pruebas de la figura 1/K.20, todo el diseño del circuito y los valores de los componentes se han elegido únicamente con fines ilustrativos y no constituyen un método recomendado.
Cuando la tensión de carga,
U
c
, aumenta progresivamemte, se representan en el gráfico de la figura
A-2/K.20 las tensiones y corrientes que aparecen en diversos puntos del
circuito de la figura A-1/K.20.
Para
U
c
= 0 a 300 V, la corriente fluye únicamente a través de la resistencia
de 100 û del equipo.
Para
U
c
= 300 V, actúa la protección secundaria y la corriente
I
T
aumenta con más rapidez.
Para
U
c
= 2385 V, la tensión
U
a través de la protección
primaria alcanza el valor de
U
s
, 700 V en el caso ilustrado, e
I
E
llega a su valor máximo de 3 A.
La protección primaria se activa cuando
U
c
= 2385 V y la corriente total aumenta, a partir de entonces, con mayor
rapidez, llegando a alcanzar 100 A cuando
U
c
= 4 kV. No obstante, la tensión
U
desciende a un
valor bajo, y la corriente
I
E
que circula hacia el equipo desciende a un valor muy bajo y se hace
prácticamente independiente de
U
c
.
Figura A-1/K.20, p.
Figure A-2/K.20, p.
A.1.2
Efectos de los dispositivos de protección
El funcionamiento de la protección primaria, cuando
U
=
U
s
, tiene dos efectos:
-limita la tensión máxima aplicada al equipo y, por lo tanto, según sea la impedancia interna del equipo, la intensidad máxima que éste debe soportar;
-produce un cambio muy rápido en
U
e
I
, el cual, por efectos inductivos o capacitivos, puede
llegar a las partes sensibles del equipo de conmutación de la central que,
aparentemente, no estaban expuestas a las tensiones de línea.
Por estas razones, es importante que la Administración y el proveedor del equipo se pongan de acuerdo en cuanto a la protección primaria que deberá usarse y que el usuario del equipo proporcione o simule esta protección cuando se hace la prueba. Durante la misma, se tendrán en cuenta las tolerancias admitidas para estos dispositivos de protección.
A.2
Inducción por líneas de energía
Las tensiones inducidas se producen más fácilmente en las líneas largas, y en el caso general de que las líneas de abonado no tengan una tierra de baja resistencia se puede considerar que las tensiones inducidas tienen una alta impedancia de fuente consistente en una resistencia de 600 û en serie con una capacidad línea-tierra de 1 èF, como se muestra en la figura A-3/K.20. Las pruebas 3(a) y 3(b) del cuadro 2/K.20 representan las condiciones típicas para líneas largas y cortas, respectivamente, pero no prevén necesariamente condiciones límite. Los descargadores de gas representados en la figura A-3/K.20 sólo se instalan en líneas expuestas. En la figura 2/K.20, dichos descargadores se representan por S2, y el teléfono por S1.
Las
Directrices
del CCITT admiten tensiones inducidas
de hasta 430 V procedentes de líneas normales de distribución de energía y de
650 V cuando proceden de líneas de alta seguridad, pero la mayor parte de las
Administraciones consideran que las tensiones deben ser inferiores a 300 V,
salvo en el caso de líneas en ambientes expuestos.
Figura A-3/K.20, p.
A.3
Contactos con líneas de energía
El contacto directo con líneas de energía eléctrica, puede producirse por faltas de las líneas o de los cables de la red, por equipos defectuosos o no homologados de los abonados o por otras causas. El contacto puede no accionar el disyuntor del sistema de energía. Las corrientes alternas resultantes del contacto directo pueden hacer que la protección eficaz sea difícil y cara. Dado que estos casos se dan raramente, no se requiere que el equipo resista sobretensiones o sobreintensidades debidas a contactos directos sino que presente una tasa de avería aceptable.
Puede haber dos peligros para el equipo producidos por:
-un contacto cerca de una central, donde la impedancia combinada del circuito de cable y de la terminación de la central sea baja, originando una corriente de gran intensidad. Esta condición se simula en la prueba de la figura A-4/K.20 aplicando 220 V a través de una impedancia de 10 û;
-un contacto a la máxima distancia de una central cuando la impedancia combinada del circuito por cable y de la terminación de la central sea alta haciendo fluir continuamente una corriente pequeña pero perjudicial. Esta condición se simula en la prueba de la figura A-4/K.20 aplicando 220 V a través de una impedancia de 600 û.
Figura A-4/K.20, p.
INMUNIDAD DE LOS TERMINALES DE ABONADO
A LAS SOBRETENSIONES Y SOBREINTENSIDADES
(Melbourne, 1988)
1 Introducción
Esta Recomendación la ha preparado la Comisión de Estudio V para satisfacer las necesidades urgentes de las Administraciones y los fabricantes que utilizan o diseñan equipos de abonado. Se señalan a la atención del lector los siguientes puntos que continúan en estudio en el CCITT:
-elevación del potencial de tierra;
-transitorios eléctricos rápidos;
-pruebas operacionales de barreras entre puertos de la red eléctrica y de la red de telecomunicación;
-sobretensiones de alta frecuencia en la red eléctrica;
-interrupciones breves de las tensiones suministradas por las redes eléctricas.
Una vez realizados estos estudios, se podrá ampliar esta Recomendación.
1 Objeto de la Recomendación
Cuando se conecta a las líneas locales de abonado un equipo moderno de telecomunicación, éste puede ser dañado como resultado de las sobretensiones o sobreintensidades que se producen ocasionalmente en esas líneas. La probabilidad y la magnitud de tales situaciones dependen de muchos factores, por ejemplo las condiciones geográficas y climáticas, los métodos de construcción, los efectos de apantallamiento. El equipo también puede ser dañado, o afectado en su funcionamiento, por crestas de tensión o intensidad causadas por descargas electrostáticas o transitorios que se producen en las líneas de suministro de la red eléctrica. Esta Recomendación tiene por objeto establecer métodos de prueba fundamentales cuyos detalles podrán variarse para ajustarlos a las circunstancias locales particulares, y ayudarán a predecir la probabilidad de supervivencia del equipo expuesto a tales sobretensiones o sobreintensidades.
En su forma actual, esta Recomendación describe las pruebas a que ha de someterse el equipo conectado directamente, por conexiones metálicas, a pares simétricos. Se están llevando a cabo otros estudios relativos a los equipos conectados a cables coaxiales y de fibra óptica.
La presente Recomendación supone que, fuera del equipo, haya instalados en las zonas expuestas dispositivos de protección de línea. Cada Administración decidirá por sí misma la política que habrá de adoptar en materia de protección. Al tomar tales decisiones han de seguirse las orientaciones proporcionadas por la Recomendación K.11 y tener en cuenta la ruta que recorren las líneas hasta llegar al equipo, además de su ubicación.
2
Alcance
Esta Recomendación trata principalmente de los equipos de sobremesa. La Recomendación K.20 trata de los equipos de conmutación alimentados por batería central. Para equipos de abonado de mayor complejidad, las Administraciones deberán aplicar las Recomendaciones K.20 o K.21, según proceda.
La presente Recomendación sólo se refiere a las pruebas de equipos tipo. Dada la dificultad de someter a prueba un elemento complejo del equipo de abonado, la Recomendación se centra en una serie de pruebas que se efectúan principalmente en los terminales de entrada de la línea de telecomunicación y de la línea eléctrica. Tales pruebas deben hacerse en cualquier etapa que se elija durante el uso normal del equipo.
Dado que el equipo puede utilizarse en un entorno expuesto o no expuesto, las pruebas se efectúan con dispositivos de protección de línea instalados y sin ellos.
Las pruebas relativas a las crestas causadas por el rayo suponen que puede efectuarse una conexión eléctrica entre el terminal de tierra del sistema de alimentación en energía y la puesta a tierra del equipo de telecomunicación. Se están estudiando las pruebas especiales necesarias en los casos en que esto no sea posible.
Las pruebas referentes a la inducción causada por líneas de energía se aplican sólo a los efectos longitudinales y se siguen estudiando las pruebas necesarias aplicables a las crestas transversales.
No se examinan por ahora algunos aspectos relativos a la elevación del potencial de tierra, como la que puede causar una avería de un sistema de líneas de energía, pero están en estudio.
Aún no se incluyen los requisitos relativos a los transitorios eléctricos rápidos y se están estudiando las pruebas necesarias tanto para las líneas de telecomunicación como para las de energía eléctrica.
La presente Recomendación trata principalmente de la fiabilidad del equipo y, si bien puede proporcionar cierto nivel de seguridad, no es suficiente por sí misma para proteger plenamente al usuario. En cada país en que se utilicen los equipos deberán aplicarse las normas nacionales de seguridad eléctrica. Además, esta Recomendación no intenta determinar si el equipo puede producir efectos perjudiciales estando conectado. No se incluye lo relativo a las interferencias originadas por tensiones inducidas en baja frecuencia o a las interferencias en radiofrecuencia causadas al equipo.
3
Condiciones de sobretensión y
sobreintensidad
Los aspectos de las sobretensiones y las sobreintensidades de que trata la presente Recomendación son los siguientes:
-crestas causadas por descargas de rayo directas o indirectas en las líneas o en sus proximidades;
-tensiones inducidas de corta duración, a 50/60 Hz por líneas de distribución de energía eléctrica o sistemas de tracción ferroviaria adyacentes, generalmente, estas tensiones se inducen cuando en dichas líneas o sistemas se producen fallos;
-contactos directos entre una línea de telecomunicación y líneas de energía eléctrica, generalmente de baja tensión;
-descargas electrostáticas generadas por el usuario al tocar el equipo o instalaciones adyacentes;
-crestas transitorias en la línea de suministro de energía al equipo.
4 Demarcación del equipo
La variedad de equipos hace que haya que considerar a cada unidad como una
`caja negra'
dotada de tres o más terminales, A, B, etc. y E(tierra). Es
posible que algunos dispositivos de protección hayan sido incorporados ya en el
equipo, por ejemplo distribuidos en tarjetas de circuitos impresos, o
conectados a terminales internos. A efectos de estas pruebas, se supone que los
fabricantes deben definir las demarcaciones de la
`caja negra'
y se
considerará que todo dispositivo de protección incluido en ella constituye una
parte inmutable del equipo. De haber algún conductor auxiliar de
telecomunicación, por ejemplo hacia una extensión o como una tierra de
señalización, debe considerarse que tales hilos son otros tantos terminales que
han de someterse a prueba, es decir: A, B, C, D, etc. y E(tierra).
5 Condiciones de las pruebas
Las condiciones generales siguientes son válidas para todas las pruebas especificadas en los 7, 8 y 9, salvo que se indique lo contrario.
1)Todas ellas son pruebas de equipos tipo.
2)El fabricante deberá identificar los terminales de entrada en que han de realizarse las pruebas del equipo y los señalará como A, B, C, D, etc. y tierra.
3)Para las pruebas especificadas en los 7 y 9 únicamente, el equipo debe ser envuelto con una lámina delgada alrededor de las zonas en las que haya probabilidad de contacto humano durante el uso, lámina que se conectará al terminal de tierra.
4)El equipo deberá ser probado en cada modo de funcionamiento de duración apreciable.
5)El equipo deberá pasar las pruebas de los 7 y 9 para toda la gama de temperaturas y humedades que corresponda al uso a que esté destinado.
6)Para algunas de las pruebas del cuadro 1/K.21 hay que añadir una protección primaria convenida. La práctica habitual consiste en proteger las líneas de abonado expuestas, por medio de algún tipo de dispositivo de protección contra las crestas, como por ejemplo descargadores de gas. Dado que es probable que en la mayor parte de los casos se requiera algún dispositivo así para hacer frente a grandes crestas de intensidad, y habida cuenta de que el funcionamiento de esos dispositivos de protección expone al equipo de abonado a otras condiciones diferentes, modificadas con respecto a las normales, las características de los protectores externos que habrán de utilizarse deben ser convenidas entre el constructor del equipo y la Administración. Las Administraciones que utilicen las pruebas incluidas en la presente Recomendación podrán elegir libremente cualquiera de los dispositivos de protección de ese tipo cuyas características se encuentren comprendidas entre las consideradas aceptables para tales dispositivos en el caso de las pruebas realizadas con inclusión de una protección exterior.
Habría que utilizar protectores con características comprendidas en la gama convenida cuando así se especifique en el cuadro 1/K.21. Puede emplearse un nuevo conjunto de protectores al término de cada secuencia de prueba. Como alternativa, algunas Administraciones pueden optar por no emplear los protectores externos a condición de modificar las tensiones aplicadas y la duración, de forma que las condiciones aplicadas al equipo sean las mismas que las que cabría normalmente prever según el cuadro 1/K.21.
7)En los casos en los que se especifica una tensión máxima, las pruebas deberán hacerse también con tensiones menores, si ello es necesario para confirmar que el equipo resistirá cualquier tensión hasta el valor máximo especificado.
8)Cada prueba deberá aplicarse el número de veces indicado en el cuadro 1/K.21. El intervalo de tiempo entre dos aplicaciones sucesivas debe ser de un minuto y, en el caso de las pruebas con impulsos, los impulsos sucesivos serán de polaridades opuestas.
9)Las pruebas de las sobretensiones o sobrecorrientes producidas por la inducción provocada por una línea eléctrica, o por el contacto con una línea eléctrica, deberán efectuarse a las frecuencias utilizadas en cada país en la red de energía en alterna o en los ferrocarriles electrificados.
6 Funcionamiento defectuoso o daños
admisibles
Se admiten dos niveles de funcionamiento defectuoso o daños:
-
Criterio A
- El equipo deberá resistir la prueba sin
daños u otras perturbaciones (por ejemplo, el deterioro del soporte lógico o el
funcionamiento incorrecto de los dispositivos de protección contra averías) y
funcionar correctamente dentro de los límites especificados después de haber
terminado la prueba. No es preciso que funcione correctamente mientras dure la
condición de prueba.
De permitirlo expresamente la Administración, la prueba puede entrañar la intervención de fusibles o de otros dispositivos, que habrá que reemplazar o reponer para restablecer el funcionamiento normal.
-
Criterio B
- No debe haber peligro de incendio en el
equipo como consecuencia de las pruebas. Todo daño o funcionamiento defectuoso
permanente que pudiese producirse deberá quedar circunscrito a un pequeño
número de circuitos de interfaz para líneas exteriores.
Se considera que las condiciones que podrían exigir la aplicación del criterio B son tan raras que no sería económico prever una protección completa contra ellas.
7 Pruebas relativas a las
crestas causadas por rayos, la
inducción procedente de líneas de energía, o el contacto con
líneas de energía
Los circuitos de prueba utilizados en los tres casos de sobretensión y sobreintensidad son los siguientes:
-figura l/K.21:crestas causadas por el rayo,
-figura 2/K.21:inducción procedente de una línea de energía,
-figura 3/K.21:contacto con una línea de energía.
El equipo debe ser sometido a prueba con arreglo al cuadro 1/K.21.
8 Pruebas relacionadas con las
descargas electrostáticas
Estas pruebas se han de ajustar a los requisitos establecidos en la publicación 801-2 de la CEI [1]. El equipo ha de satisfacer el criterio A de la presente Recomendación cuando se pruebe a los niveles de severidad 2 y 4 indicados en la citada publicación 801-2 de la CEI. Se han elegido estos dos niveles de severidad porque en el nivel de severidad 2 el tiempo de subida es mucho más corto que en el nivel 4. Esta rápida subida puede causar un acoplamiento en circuitos sensibles y exigirá una evaluación del mal funcionamiento debido a la alteración del soporte lógico, y no sólo de la disipación de energía.
No obstante, cuando una Administración lo estime conveniente, pueden utilizarse niveles de severidad distintos para las pruebas. Además, una Administración puede optar por hacer algo menos estrictas las condiciones del criterio A.
9 Pruebas relacionadas con los
equipos alimentados a partir de la red
Los equipos alimentados por la red de energía eléctrica se someten a las pruebas que se indican a continuación, a fin de asegurarse de que podrán resistir suficientemente las sobretensiones que pueden originarse en los conductores de líneas de energía como consecuencia de rayos o de otras causas, tales como la conmutación de carga.
El equipo ha de probarse con la tensión normal de funcionamiento aplicada y con los accesos a la línea de telecomunicación situados en el equipo, de manera tal que simulen las condiciones existentes en cada estado de funcionamiento de duración significativa.
Figure 1/K.21, p.
Figure 2/K.21, p.
Figure 3/K.21, p.
Tableau 1/K.21 [T1.21], p.
Los equipos que no se ajusten a lo indicado en el apartado a) siguiente han
de satisfacer el criterio A de la presente Recomendación cuando se prueben con
crestas aplicadas entre los terminales de fase, neutro y de tierra de
protección, de acuerdo con lo indicado en el apartado b) siguiente:
a)
Coordinación del aislamiento
En la publicación 664 de la CEI [2] se describen las categorías de sobretensiones para los equipos alimentados por la red de energía eléctrica, incluidos los de telecomunicación, aplicables a las sobretensiones derivadas de la red de alimentación. Se prevé que la mayoría de los equipos de abonado estarán instalados de acuerdo con la categoría de sobretensiones 11, en la que la sobretensión máxima que llega a sus terminales de alimentación por la red es de 2,5 kV, valor de cresta. Teniendo en cuenta lo indicado, así como otros supuestos acerca de la contaminación atmosférica (por ejemplo, el polvo) y la calidad del aislamiento, la publicación 644 de la CEI proporciona orientaciones a los comités de normas de esa entidad con respecto a las líneas de fuga y las distancias de aislamiento coordinadas que se prevé permitirán un funcionamiento apropiado durante la vida útil del equipo.
Las orientaciones de la publicación 664 de la CEI se han adoptado en la publicación 950 [3] del mismo organismo. A reserva de los casos mencionados en el apartado c) siguiente, los equipos de telecomunicación que empleen distancias de aislamiento dimensionadas y probadas de conformidad con la publicación 950 de la CEI no tendrán que someterse a otras pruebas con arreglo a la presente Recomendación.
b)
Sin coordinación del aislamiento
Cuando no se cuenta con una coordinación de aislamiento, el equipo debe someterse a pruebas de acuerdo con lo indicado en las referencias [3] a [5].
c)
Sobretensiones excepcionales
En los casos en que las perturbaciones eléctricas puedan ser de amplitud excepcional o simplemente mayores que los valores adoptados para las pruebas, se recomienda recurrir a medidas de protección adicionales, externas al equipo terminal, por ejemplo:
-transformadores de potencia con gran rigidez dieléctrica (del orden de 10 kV) con respecto a los conductores de la red;
-dispositivos de limitación de sobretensiones, tales como pararrayos, descargadores de espacio de aire, resistencias no lineales, etc;
-combinaciones de tales sistemas.
Nota 1
- Para el caso a), la experiencia de un país ha
demostrado que puede sustituirse el generador de la Recomendación K.17 por una
forma de onda de 10/700 ès y una impedancia interna de 40 ohmios. Una tensión
de prueba de
V
c
$$id(máx)$$if = 2,5 kV aseguró un funcionamiento satisfactorio de
equipos explotados con un interfaz de nivel de carga de sistemas de
distribución de baja tensión, con una tensión nominal de 230/400 V.
Nota 2
- Deben señalarse a la atención de las
Administraciones las cuestiones de seguridad relacionadas con las barreras
eléctricas entre los terminales de alimentación de energía por la red y de la
línea de telecomunicación. éstas se hallan sujetas normalmente a
reglamentaciones nacionales que deberán observarse en cada país.
Referencias
[1]Publicación 801-2 de la CEI
Electromagnetic
compatibility for industrial-process measurement and
control equipment, Parte 2: Electrostatic discharge
requirements
, Ginebra, 1984.
[2]Publicación 664 de la CEI
Insulation co-ordination
within low-voltage systems including clearances and
creepage distances for equipment
, Ginebra, 1980.
[3]Publicación 950 de la CEI
Safety of information
technology equipement including electrical business
equipment
, Ginebra, 1986.
[4]ANSI/IEEE Standard C 62.41
IEEE guide for surge voltages
in low-voltage ac power circuits
, Nueva York, 1980.
[5]CENELEC ENV 41003
Particular requirements for
information technology equipment when connected to a
telecommunications network
, Bruselas, 1988.
INMUNIDAD A LAS SOBRETENSIONES DE LOS EQUIPOS CONECTADOS
A UN BUS T/S DE RDSI
(Melbourne, 1988)
1
Generalidades
La presente Recomendación tiene por objeto establecer unos métodos y criterios de prueba básicos de inmunidad de los equipos de telecomunicación conectados a un bus T/S interno de RDSI.
Al evaluar la inmunidad de los equipos que han de conectarse directamente a una red de telecomunicaciones, debe aplicarse la Recomendación K.21.
2 Campo de aplicación
La presente Recomendación es aplicable todo equipo terminal que vaya a ser conectado al bus T/S a cuatro hilos de una instalación RDSI. Se supone que existe un aislamiento apropiado entre la red de telecomunicaciones y el bus T/S en la terminación de red. También se supone que el bus S no tiene conexión a tierra, por ejemplo, que no pueden utilizarse dispositivos de limitación de tensión con características no lineales conectados a tierra. Cuando estos supuestos no sean válidos, ha de aplicarse la Recomendación K.21.
3 Situaciones de sobretensión y de
sobreintensidad
La presente Recomendación abarca los aspectos siguientes de las situaciones de sobretensión o sobrecorriente:
-crestas causadas por descargas de rayos en las líneas de telecomunicación o en los edificios que albergan los equipos;
-descargas electroestáticas provocadas por el contacto de los usuarios con el equipo o con las instalaciones adyacentes;
-crestas transitorias causadas por el rayo en la red de alimentación del equipo.
4 Demarcación del equipo
La variedad de equipos hace que haya que considerar a cada unidad como una
`caja negra'
dotada de dos o tres terminales A, B, etc. Puede que el
equipo cuente ya con dispositivos de protección, por ejemplo, distribuidos en
tarjetas o conectados a terminales internos. A efectos de estas pruebas, los
fabricantes tendrán que definir las demarcaciones de la
`caja negra'
, y
todo dispositivo de protección que exista en su interior será considerado como
parte inmutable del equipo.
5 Condiciones de las pruebas
Se establecen las siguientes condiciones generales.
1)Todas las pruebas son pruebas de equipos tipo.
2)El fabricante debería identificar los terminales de entrada del equipo en que deban aplicarse las pruebas, y los señalará como A, B, etc.
3)Para las pruebas especificadas en los 7 y 9, únicamente, el equipo debe ser envuelto con una lámina delgada alrededor de las zonas en las que haya la probabilidad de contacto humano durante el uso, lámina que se conectará al terminal de tierra (si lo hay).
4)El equipo deberá ser probado en cada modo de funcionamiento de duración apreciable.
5)El equipo deberá someterse a las pruebas de los 7 y 9 para toda la gama de temperaturas y humedades que vayan a darse durante su utilización.
6)Cuando se especifique un valor máximo de tensión, deben realizarse también pruebas con tensiones menores, a fin de confirmar que el equipo resistirá cualquier tensión, hasta el valor máximo especificado.
6 Conformidad de las pruebas
El equipo deberá resistir todas las pruebas sin experimentar daños ni otras perturbaciones (por ejemplo, alteración del soporte lógico, funcionamiento defectuoso de los dispositivos de protección contra averías) y, tras las pruebas, funcionará correctamente dentro de los límites especificados. No se exige que su funcionamiento sea correcto mientras se aplica la condición de prueba.
Si una Administración lo permite expresamente, las pruebas podrán hacer intervenir a fusibles u otros dispositivos que deban ser sustituidos o reactivados antes de reanudarse el funcionamiento normal.
7
Pruebas con
sobretensiones
7.1
Circuitos de prueba
Pueden utilizarse tres circuitos de prueba:
-un generador de sobretensiones que da una onda de forma 1,2/50 ès para tensión en circuito abierto y de 8/20 ès para corriente en cortocircuito;
-un generador de sobretensiones que da una onda de forma 2/10 ès para tensión en circuito abierto y la misma forma de onda para corriente en cortocircuito;
-un generador de sobretensiones que da una onda de forma 1,2/50 ès para tensión en circuito abierto y la correspondiente forma de onda para corriente en cortocircuito. En la figura 1/K.22 puede verse un circuito de prueba típico.
La corriente en cortocircuito proporcionada por el generador de sobretensiones será de unos 100 A.
Figura 1//K.22, p.
7.2
Pruebas
La tensión en circuito abierto del generador de sobretensiones debe ser de 1 kV. El generador de sobretensiones debe estar conectado al equipo objeto de la prueba por el circuito de la figura 2/K.22. Deben efectuarse 10 pruebas con polaridades positivas y negativas alternadas.
FIGURE 2/K.22, p.
8 Pruebas de
descarga electrostática
El equipo deberá cumplir los requisitos señalados en la publicación 801-2 de la CEI [1] cuando las pruebas se efectúen con los niveles de severidad 2 y 4. Se han elegido esos dos niveles con objeto de probar el equipo con tiempos de subida breves y tensiones de prueba elevadas.
9 Pruebas relacionadas con los equipos
alimentados a partir de la red
Los equipos alimentados por la red de energía eléctrica se someten a las pruebas que se indican a continuación, a fin de asegurarse de que están en condiciones de resistir adecuadamente las grandes sobretensiones que pueden producirse en los conductores de las líneas de energía debido al rayo o a otras causas, tales como la conmutación de carga.
El equipo ha de probarse con la tensión normal de funcionamiento aplicada y con los accesos a la línea de telecomunicación situados en el equipo de manera tal que se simulen las condiciones existentes en cada estado de funcionamiento de duración significativa.
Los equipos que no se ajusten a lo indicado en el apartado a) siguiente, deben satisfacer las exigencias del 6 cuando se prueben con crestas aplicadas entre los terminales de fase, neutro y de tierra de protección, de acuerdo con lo indicado en el apartado b) siguiente.
a)
Coordinación del aislamiento
En la publicación 664 de la CEI [2] se describen las categorías de sobretensiones para los equipos alimentados por la red de energía eléctrica, incluidos los de telecomunicación, aplicables a las sobretensiones derivadas de la red de alimentación. Se prevé que la mayoría de los equipos de abonado estarán instalados de acuerdo con la categoría se sobretensiones 11, en la que la sobretensión máxima que llega a sus terminales de alimentación por la red es de 2,5 kV, valor de cresta. Teniendo en cuenta lo indicado, así como otros supuestos acerca de la contaminación atmosférica (por ejemplo, el polvo) y la calidad del aislamiento, la publicación 664 de la CEI proporciona orientaciones a los comités de normas de esa entidad con respecto a las líneas de fuga y las distancias de aislamiento coordinadas que se prevé permitirán un funcionamiento apropiado durante la vida útil del equipo.
Las orientaciones de la publicación 664 de la CEI se han adoptado en la publicación 950 [3] del mismo organismo. A reserva de los casos mencionados en el apartado c) siguiente, los equipos de telecomunicación que empleen distancias de aislamiento dimensionadas y probadas de conformidad con la publicación 950 de la CEI no tendrán que someterse a otras pruebas con arreglo a la presente Recomendación..
b)
Sin coordinación del aislamiento
Cuando no se cuenta con una coordinación del aislamiento, el equipo debe someterse a pruebas de acuerdo con lo indicado en las referencias [3] a [5].
c)
Sobretensiones excepcionales
En los casos en que las perturbaciones eléctricas puedan ser de amplitud excepcional o simplemente mayores que los valores adoptados para las pruebas, se recomienda recurrir a medidas de protección adicionales, externas al equipo terminal, por ejemplo:
-transformadores de potencia con gran rigidez dieléctrica (del orden de 10 kV) con respecto a los conductores de la red;
-dispositivos de limitación de sobretensiones, tales como pararrayos, descargadores de espacio de aire, resistencias no lineales, etc.;
-combinaciones de tales sistemas.
Nota 1
- Para el caso a), la experiencia de un país ha
demostrado que puede sustituirse el generador de la Recomendación K.17 por una
forma de onda de 10/700 ès y una impedancia interna de 40 ohmios. Una tensión
de prueba de
V
c
$$id(máx)$$if = 2,5 kV aseguró un funcionamiento satisfactorio de
equipos explotados con un interfaz de nivel de carga de sistemas de
distribución de baja tensión, con una tensión nominal de 230/400 V.
Nota 2
- Debe señalarse a la atención de las
Administraciones las cuestiones de seguridad relacionadas con las barreras
eléctricas entre los terminales de alimentación de energía por la red y de la
línea de telecomunicación. Estas se hallan sujetas normalmente a
reglamentaciones nacionales que deberán observarse en cada país.
Nota 3
- Se señalan a la atención del lector los
siguientes temas, que el CCITT continúa estudiando:
-elevación del potencial de tierra;
-transitorios eléctricos rápidos;
-pruebas de funcionamiento de las barreras entre los puertos de la red de energía eléctrica y los puertos de telecomunicación;
-sobretensiones de alta frecuencia de la red eléctrica;
-interrupciones de corta duración de la tensión de la red eléctrica.
Cuando se hayan completado tales estudios, la presente Recomendación podría ampliarse.
Referencias
[1]Publicación 801-2 de la CEI
Electromagnetic
compatibility for industrial-process measurement and
control equipment, Parte 2
:
Electrostatic discharge
requirements
, Ginebra, 1984.
[2]Publicación 664 de la CEI
Insulation co-ordination
within low-voltage systems including cleareances and
creepage distances for equipment
, Ginebra, 1980.
[3]Publicación 950 de la CEI
Safety of information
technology equipment including electrical business
equipment
, Ginebra, 1986.
[4]ANSI/IEEE Standard C 62.41
IEEE guide for surge voltages
in low-voltage ac power circuits
, Nueva York, 1980.
[5]CENELEC ENV 41003
Particular requirements for
information technology equipment when connected to a
telecommunications network
, Bruselas, 1988.
TIPOS DE RUIDO INDUCIDO Y DESCRIPCIóN DE LOS PARáMETROS
DE TENSIóN DE RUIDO PARA REDES BáSICAS DE USUARIO DE LA
RDSI
(Melbourne, 1988)
1 Objeto de la Recomendación
Esta Recomendación la ha preparado la Comisión de Estudio V para satisfacer las necesidades urgentes de las Administraciones, de los fabricantes y de los usuarios que tienen que evaluar la inmunidad de los equipos al ruido inducido a fin de diseñar y utilizar la RDSI.
En la presente Recomendación se indican los tipos de ruido inducido que pueden causar degradación de la calidad de transmisión y un funcionamiento defectuoso de los equipos, y los parámetros de tensión de ruido que deberían evaluarse.
2
Alcance
Esta Recomendación trata la degradación de la calidad de funcionamiento de los equipos debida a la tensión de ruido inducido (como los cables interiores de los edificios), causada por una fuente de inducción externa al cable, o por otro sistema de telecomunicación, a los cables de pares metálicos. No obstante, esta Recomendación no trata la interferencia causada por las características de transmisión de los cables (por ejemplo, las características de diafonía).
En la presente Recomendación se examinan las características de las tensiones de ruido inducido en interfaces de pares metálicos de la RDSI en las instalaciones de abonado. Las posiciones de interfaz tratadas en esta Recomendación son los interfaces S y T (véase la Recomendación I.430), así como del interfaz a 2 hilos de la TR1.
La línea de comunicación que constituye el bus S»T puede limitarse a un edificio, o conectar dos edificios distintos. La línea de telecomunicación de conexión puede ser aérea o subterránea.
3
Tipos de ruido inducido que
afectan a la RDSI
3.1
Modos de tensión
Deben considerarse dos modos de tensión: la tensión logitudinal y la
tensión transversal. La figura 1/K.23 ilustra la definición de la
La existencia de una tensión longitudinal en los interfaces del equipo puede causar un funcionamiento defectuoso del mismo. La tensión transversal es inducida por conversión a partir de la tensión longitudinal, a causa de un desequilibrio de impedancias entre la línea de transmisión y el equipo terminal de entrada, y por acoplamiento directo con la fuente inductora. Puede causar una degradación de la calidad de transmisión. Por este motivo, deben tenerse en cuenta la tensión longitudinal y la tensión transversal (figura 2/K.23).
Figura 1/K.23, p.
Figura 2/K.23, p.
3.2
Forma de onda de la tensión de ruido inducido
Desde el punto de vista de la forma de la onda, la tensión de ruido inducido puede dividirse en tensión de ruido continuo (como una onda de radiodifusión) y tensión de ruido transitorio (como la tensión de ruido de conmutación).
La forma de la onda de ruido continuo puede reproducirse a partir de las componentes del espectro de frecuencia. El ruido continuo causa una degradación de la relación señal»ruido, que a su vez puede causar un aumento de la tasa de errores.
Por otra parte, la forma de onda del ruido transitorio está compuesta de ondas de tipo chispa. Como la anchura del impulso de una onda transitoria es considerablemente inferior al tiempo transcurrido entre dos ondas transitorias, cada una de éstas puede tratarse como una onda independiente. Por este motivo, es importante conocer el tiempo total en que el ruido transitorio excede la tensión de decisión para poder evaluar la calidad de la transmisión digital. A fin de evaluar el funcionamiento defectuoso de los equipos, deben considerarse las citadas características de la forma de onda de ruido.
3.3
Categorías de calidad de funcionamiento de los
equipos
El ruido inducido descrito anteriormente puede tener varios efectos funcionales distintos sobre la calidad de funcionamiento de los equipos y la de transmisión, efectos que pueden dividirse en las categorías siguientes:
1)no existe pérdida de calidad de funcionamiento ni de función;
2)pérdida temporal de función o de calidad de funcionamiento con recuperación propia;
3)pérdida temporal de la función o de la calidad de funcionamiento, que requiere operaciones de intervención en el sistema o un reajuste del mismo;
4)pérdida de función no recuperable debida a daños del equipo (componentes), o al carácter continuo de la interferencia.
En el cuadro 1/K.23 se enumeran diversas fuentes de ruido que causan tensión inducida en las líneas de transmisión. También se indican categorías de degradación de la calidad de funcionamiento del equipo y de la de transmisión, y puntos de referencia contra cada fuente de ruido.
Tableau 1/K.23 [T1.23] (à l'italienne), p.18
4 Parámetros de tensión de ruido inducido que
deben evaluarse
La evaluación de la calidad de transmisión y del funcionamiento defectuoso del equipo a partir de datos en bruto de diversas ondas de tensión de ruido inducido, es demasiado ineficaz. Por este motivo, conviene describir las formas de onda utilizando varios parámetros, que se determinan analizando las características de forma de onda, y establecer un método de medida y un procedimiento de prueba normalizados. Esto permitirá una evaluación eficaz del efecto que produce la tensión de ruido inducido sobre la calidad de transmisión digital y el funcionamiento defectuoso de los equipos.
La tensión de ruido continuo debe evaluarse empleando las amplitudes del espectro de frecuencias como parámetro básico, ya que esas amplitudes pueden reproducir formas de onda. La tensión de ruido transitorio debe evaluarse empleando distribuciones de probabilidades de amplitud, el espectro de frecuencias y los parámetros de forma de onda en el dominio del tiempo (por ejemplo, valor de cresta, duración del periodo, tiempo de caída, duración de la ráfaga, etc.). Estos parámetros básicos pueden emplearse para diseñar un simulador de ruido transitorio.
En el cuadro 2/K.23 se indican algunos parámetros de tensión de ruido inducido que deben evaluarse.
Cuadro 2/K.23 [T2.23], p.
MéTODOS PARA MEDIR EL RUIDO RADIOELéCTRICO INDUCIDO
EN LOS PARES DE TELECOMUNICACIóN
(Melbourne, 1988)
1 Objeto de la Recomendación
Esta Recomendación pretende normalizar el método de medida del ruido radioeléctrico inducido, que puede causar una degradación de la calidad de funcionamiento de los equipos y de la de transmisión. La normalización del método de medida del ruido inducido hace posible la normalización internacional de la calidad de los sistemas de telecomunicación.
2
Alcance
La Recomendación considera los métodos de medida del ruido radioeléctrico inducido en cualquier par de telecomunicación. Las medidas se realizan en el punto en el que el cable entra al edificio y en el punto de interfaz del equipo terminal.
La gama de frecuencias que ha de considerarse va de 10 kHz a 30 MHz.
Nota
- Por encima de 30 MHz, no se han resuelto
todavía los problemas técnicos de las medidas que siguen por tanto en estudio.
3 Circuitos para medir la tensión de ruido
radioeléctrico inducido
1)
Modo medido de la tensión de ruido inducido
Modalidades a medir de la tensión transversal y la longitudinal.
2)
Condiciones de medida de la línea de telecomunicación
Las medidas deben efectuarse con todo el equipo de telecomunicación desconectado en el extremo de medida y con una red de terminación de medidas.
i)
Red de terminación para las medidas
Las medidas deben efectuarse en el punto de entrada del cable en las instalaciones del abonado y en el punto del equipo terminal. En la medida debe utilizarse la red en T indicada en la figura 1/K.24. La atenuación de conversión longitudinal de la red en T deberá ser al menos 10 dB más alta que el valor de la atenuación de conversión longitudinal del tipo de cable a medir (por ejemplo, un cable de 60 dB requiere una red de terminación de medida de 70 dB).
Nota
- Están en estudio los valores de
R
x
y
R
y
. Se pide a las Administraciones y EPER que realicen medidas con los dos
conjuntos de valores indicados en la figura 1/K.24.
ii)
Punto de tierra de referencia
Puede utilizarse uno de los puntos de tierra de referencia, siguientes, indicados por orden de preferencia: 1) la pantalla del cable, o 2) el terminal de tierra de protección primaria, la tierra de protección o una estructura metálica próxima puesta a tierra. Dado que afecta a los resultados, debe indicarse el punto de tierra de referencia utilizado para efectuar las medidas.
Nota
- Para las medidas transversales, es posible que
no se precise una conexión con un punto de referencia pero deben tomarse
precauciones con la capacidad entre el equipo de medida y tierra. Esto puede
conseguirse empleando equipos de medida alimentados por batería. Cuando se
miden tensiones transversales de líneas metálicas, debe utilizarse un
transformador separador para los equipos conectados a la red, o una red de
terminación simétrica/asimétrica.
iii)
Red de terminación que ha de utilizarse en la
central
En los cables de interiores (como la línea de interfaz S/T de la RDSI), es importante terminar el extremo distante del cable. No obstante, cuando se realiza una medida en el punto de entrada de la red local en las instalaciones del usuario (como el interfaz a dos hilos con la TR1 de la RDSI), no es importante tener una terminación en el extremo distante si la longitud del cable es superior a 1 km. Por debajo de 1 km, pueden todavía realizarse medidas sin terminar el extremo distante, según la frecuencia de la señal interferente y la configuración de la red local.
3)
Tipo de detector
El detector tendrá las características fundamentales definidas en el 1 de la especificación del CISPR sobre el aparato de medida de interferencias radioeléctricas y el método de medida (CISPR, publicación N.o 16, 1987).
4)
Anchura de banda de medida
La anchura de banda de medida tendrá las características fundamentales definidas en el 1 de la especificación del CISPR sobre el aparato de medida de interferencias radioeléctricas y el método de medida (CISPR, publicación N.o 16, 1987).
Las mejoras en la reducción de la anchura de banda y en la normalización del aparato de medidas apropiado requieren ulterior estudio en colaboración con el @CISPR (Comité Internacional Especial de Perturbaciones Radioeléctricas)\.
5)
Inmunidad del aparato de medidas al campo eléctrico
El equipo de prueba debe tener una inmunidad global a los campos electromagnéticos, de acuerdo con la publicación N.o 16 del CISPR. Debe conseguirse la exactitud adecuada para extender el uso del equipo a emplazamientos con intensidades de campo por encima de 3 V/m a 10 V/m.
Figura 1/K.24, p.
PROTECCIóN DE LOS CABLES DE FIBRA óPTICA CONTRA EL
RAYO
(Melbourne, 1988)
1 Introducción
Aunque se suele considerar que las comunicaciones mediante fibras ópticas no pueden ser afectadas por sobrecorrientes (por ejemplo, en caso de la descarga de rayos), algunos cables de fibra óptica contienen elementos metálicos. Los elementos de resistencia mecánica utilizados durante la instalación, las barreras antihumedad, la protección contra los roedores o los dispositivos de telecomunicación utilizados durante las reparaciones, pueden tener partes metálicas, y una descarga de un rayo sobre esos componentes puede dañar el cable.
Estos daños pueden minimizarse previendo un aislamiento adecuado que separe los componentes metálicos y diseñando el cable de manera que resista los efectos térmicos y mecánicos de las descargas en los puntos en que éstas se producen. Una rigidez dieléctrica adecuada entre los componentes metálicos puede evitar la formación repetida de arcos entre ellos.
En el manual
Protección contra el rayo de las
líneas e instalaciones de telecomunicación
se hallará
información general relativa a la protección de las líneas de telecomunicación
contra el rayo, aplicable a las instalaciones con cable de fibra óptica, tanto
aéreas como subterráneas, que incluyan componentes metálicos.
La presente Recomendación propone lo siguiente con carácter provisional:
-proporcionar orientaciones sobre la aplicación del manual [1] para evaluar la necesidad de proteger los cables de fibra óptica (véase el 2 ) y elegir las medidas de protección destinadas a minimizar los daños debidos al rayo (véase el 3 );
-indicar métodos de prueba para la determinación de la inmunidad de los cables de fibra óptica (véase el 3.4 ).
La labor futura sobre esta Recomendación se describe en el 5 .
2 Necesidad de protección
La necesidad de protección de un cable de fibra óptica contra el rayo
depende de la frecuencia anual de los daños causados a la fibra,
N
d
y del número de tales daños considerado admisible,
N
t
.
La frecuencia anual de los daños puede estimarse de acuerdo con lo indicado
en el capítulo 7
Frecuencia de las averías
causadas por las descargas de rayos en los sistemas de la
telecomunicación
del manual [1]. Véase también el
5
.
La máxima corriente de rayo que no causa averías en el cable es la corriente admisible indicada en las fórmulas del capítulo citado y se refiere al daño secundario, es decir, a la ruptura dieléctrica del cable.
La corriente admisible relacionada con el daño primario, es decir, la pérdida de transmisión o la reducción de la resistencia del cable a la penetración de la humedad, puede evaluarse por los métodos de prueba descritos en el 3.4 .
Si la frecuencia de daños anuales,
N
d
, es mayor que el número tolerable de averías,
N
t
, es necesario adoptar medidas de protección a fin de reducir
N
d
y minimizar el riesgo de tales daños.
Cada Administración puede definir el número de averías que estima tolerable.
3 Medidas de protección
En los capítulos 5 y 6 del manual [1] se describen dispositivos y prácticas de protección para las redes de telecomunicación.
En lo que se refiere a los cables de fibra óptica, se consideran usualmente las siguientes medidas de protección:
3.1
Conexión correcta de las
barreras antihumedad
metálicas
La barrera antihumedad de un cable de fibra óptica debe ser continua, es decir, debe estar conectada a través de todos los empalmes, regeneradores, etc., a lo largo de la longitud del cable. Tal barrera debe estar conectada a tierra, directamente o a través de descargadores, en la terminación de cada extremo del largo de cable.
3.2
Utilización de
hilos
pantalla
por encima del cable
Puede ser importante proteger la cubierta de plástico de la barrera antihumedad contra perforaciones debidas a las descargas de rayos. Tales perforaciones pueden ocurrir si el potencial del suelo con relación a la tierra distante rebasa, como resultado de un rayo, la tensión de ruptura de la cubierta de polietileno de la barrera antihumedad.
La instalación de un hilo pantalla por encima del cable de fibra óptica reducirá la probabilidad de que se perfore la referida cubierta de polietileno.
La eficiencia de los hilos pantalla puede ser muy considerable y puede estimarse sobre la base de lo explicado en el capítulo 7 del manual [1].
3.3
Utilización de
cables sin
partes metálicas
Este tipo de cable puede ser apropiado para las zonas expuestas al rayo o en las que se experimenta una grave inducción causada por instalaciones de energía. Mientras que los daños debidos a estas causas pueden minimizarse o evitarse, en el caso de los cables enterrados, debe tomarse en consideración la disminución de la resistencia de los cables a la penetración de la humedad y la dificultad de localizarlos durante las actividades ulteriores de mantenimiento.
3.4
Utilización de cables con componentes metálicos pero
de
resistibilidad suficiente a un nivel de
sobrecorriente causado por un rayo
Los cables de este tipo pueden conducir corrientes de descargas de de rayo durante las tormentas pero el paso de estas corrientes no causará normalmente una ruptura dieléctrica o una degradación de la transmisión. Se han concebido dos pruebas para estos cables, una destinada a establecer que este dispone de rigidez dieléctrica suficiente en general, y otra para determinar los valores umbral de resistividad a las sobrecorrientes, para la selección de los cables. Las dos pruebas son las siguientes:
-
Pruebas de rigidez dieléctrica
Los componentes metálicos eléctricamente aislados entre sí se considerarán por pares. Cada par debe ser probado en aquellos puntos en que una descarga entre componentes puede atravesar una fibra óptica o una protección no metálica antihumedad. Si el cable posee una protección metálica antihumedad, también deberán realizarse pruebas entre dicha protección y cada uno de los componentes metálicos que estén aislados de ella. Para realizar estas pruebas de rigidez dieléctrica puede utilizarse indistintamente corriente alterna o continua. En las pruebas con corriente alterna, se aplicará al par de componentes metálicos, durante cinco segundos, una tensión eficaz de 10 kV con una frecuencia de 50 ó 60 Hz. En las pruebas con corriente continua, se aplicará al par de componentes metálicos una tensión de 20 kV durante cinco segundos. Al término de las pruebas, no deberá comprobarse pérdida alguna de rigidez dieléctrica ni deterioro de la transmisión.
-
Pruebas de inmunidad a las
sobrecorrientes
Se entierra una muestra de cable de 1 m de longitud en arena húmeda contenida en una caja rígida no conductora, de una longitud aproximada de 0,75 m. La arena de sílice de tamiz 20-40 habrá sido completamente saturada de agua y luego drenada. Se introduce la muestra de cable en la caja de prueba y se apisona a su alrededor la arena mojada. Cerca del centro de la caja de prueba, de 2,5 a 5,0 cm de la muestra, se coloca un electrodo de descarga. Se conectan eléctricamente entre sí todos los componentes conductores del cable para formar en un solo terminal, y se hace pasar una corriente de prueba entre dicho terminal y el electrodo de descarga. Es importante que la corriente de prueba atraviese la muestra, para lo cual se practicará una pequeña hendidura u orificio, frente al electrodo de descarga, en los aislamientos que recubran el blindaje metálico externo o la protección antihumedad del cable. La onda de la corriente de prueba puede ser unidireccional u oscilatoria amortiguada. Su tiempo de subida hasta el valor de cresta será de 15 ès. La frecuencia de la onda de oscilación amortiguada estará comprendida entre 16 y 30 kHz, y su tiempo de subida hasta el valor de semiamplitud estará comprendido entre 50 y 80 ès. Una onda unidireccional tendrá un tiempo de subida hasta el valor de semiamplitud entre 40 y 60 ès. Después de aplicar corrientes de descarga de amplitudes ascendentes, se prueba la muestra para determinar el deterioro de sus propiedades de transmisión o la disminución de su resistencia a la penetración de humedad. Esta prueba permite determinar el valor umbral de sobrecorriente que deteriora el cable o la transmisión, sirviendo así de ayuda a las Administraciones para que éstas, a la vista de los daños registrados por descargas de rayos, elijan tipos de cable de fiabilidad adecuada.
4 Protección de los circuitos de
telealimentación de los equipos de fibra óptica
Es aconsejable proteger los circuitos de telealimentación, por ejemplo, los instalados sobre los cables, contra las sobretensiones, si es posible que resulten afectados por los efectos del rayo o de líneas eléctricas. Aunque los circuitos de telealimentación son en general pares simétricos, los niveles de prueba del equipo de alimentación asociado son aproximadamente los mismos que los aplicables a los sistemas coaxiales (véase la Recomendación K.17).
5
Labor futura
En la presente Recomendación se describen las medidas de protección y los métodos de cálculo que pueden confirmarse actualmente.
Los problemas de protección de los cables de fibra óptica se seguirán estudiando. En particular se examinarán los aspectos siguientes:
-coordinación de la protección de los cables y del personal contra las
sobretensiones debidas a la inducción causada por averías en líneas de energía
cercanas, por una parte y la protección contra el rayo, por otra. Los límites y
precauciones para la protección del personal y de los cables indicados en las
Directrices
se aplican también a los cables de fibra
óptica con partes metálicas, en lo que se refiere al ruido inducido. Véase
también la Cuestión 6 de la Comisión de Estudios V para el periodo de estudios
1988-1992;
-predicción de las frecuencias de averías previstas en los cables de fibra óptica. Véase también la Cuestión 22 de la Comisión de Estudios V para el periodo de estudios 1988-1992 y la contribución COM V-58, 1987 que han de examinarse.
Referencias
[1]Manual del CCITT
Protección contra el rayo de las líneas
e instalaciones de telecomunicación
, UIT, Ginebra,
1974, 1978.
[2]Manual del CCITT
Directrices relativas a la protección
de las líneas de telecomunicación contra los efectos
perjudiciales de las líneas de energía eléctrica y de las
líneas ferroviarias electrificadas
, UIT, Ginebra, 1988.
PROTECCIóN DE LAS LíNEAS DE TELECOMUNICACIóN
CONTRA LOS EFECTOS PERJUDICIALES DE LAS LíNEAS DE ENERGíA
ELéCTRICA Y DE LAS LíNEAS FERROVIARIAS
ELECTRIFICADAS
(Melbourne, 1988)
El CCITT llama la atención sobre la necesidad de dotar a las instalaciones de
telecomunicación de una protección suficiente y fiable para preservarlas contra
el peligro y las perturbaciones provenientes de las líneas de energía eléctrica
o de las líneas ferroviarias electrificadas cercanas. El peligro y las
perturbaciones pueden provenir del acoplamiento conductivo, capacitivo o
inductivo entre los sistemas, y es necesario garantizar la seguridad de las
personas que utilizan las instalaciones de telecomunicación o que trabajan en
ellas.
Con este fin, el CCITT ha publicado las
Directrices
relativas a la protección de las líneas de
telecomunicación contra los efectos perjudiciales de las
líneas de energía eléctrica y de las líneas ferroviarias
electrificadas
, Ginebra, 1988, que contienen instrucciones para evaluar
posibles sobretensiones y sobreintensidades, y recomendar valores límites para
esas condiciones. Las
Directrices
también contienen
asesoramiento sobre los métodos utilizados para medir sobretensiones,
sobreintensidades y los parámetros pertinentes de dispositivos y métodos de
protección, así como en relación con las precauciones de seguridad.
Las
Directrices
(edición de 1988) constan de los nueve
volúmenes siguientes:
Volumen I-Principios de diseño, construcción y explotación de las instalaciones de telecomunicación, de suministro de energía y de tracción eléctrica;
Volumen II-Cálculo de tensiones y corrientes inducidas en situaciones prácticas;
Volumen III-Acoplamientos capacitivo, inductivo y conductivo: teoría física y métodos de cálculo;
Volumen IV-Corrientes y tensiones inducidas en sistemas de tracción eléctrica;
Volumen V-Tensiones y corrientes inductoras generadas por sistemas de transmisión y distribución de energía eléctrica;
Volumen VI-Peligro y perturbaciones;
Volumen VII-Medidas de protección y precauciones por razones de seguridad;
Volumen VIII-Dispositivos de protección;
Volumen IX-Equipos y métodos de prueba y medición.
El CCITT ha elaborado estos volúmenes en estrecha cooperación con la @Conferencia Internacional de las Grandes Redes Eléctricas de Alta Tensión (CIGRE)\ y la @Unión Internacional de Ferrocarriles (UIC)\.
El CCITT recomienda que, cuando se prevea que las instalaciones de
telecomunicación se vean afectadas por las líneas de energía eléctrica o
ferroviarias electrificadas próximas, será del propio interés de las
Administraciones observar los métodos indicados en las
Directrices
(edición de 1988).
Las
Directrices
(edición de 1988) sustituyen a las
Directrices
relativas a la protección de
las líneas de telecomunicación contra los efectos
perjudiciales de las líneas de energía eléctrica
(Ginebra, 1963,
enmendadas y completadas en 1965, 1974, 1978 y 1982, edición en francés y en
inglés).
Parte IV-A: D.1 NF01/005 OPM:01 alta tensión con inducción elevada D.2 NF01/024 OPM:02 anchura mínima D.2 NF01/025 OPM: (cs,.)
(1BT) (BT..)
(9.TE.04.S)
(A1.23s) / [26s]
FOLIOS: 127 - 170
(DO PRC.COSY.2)
MEP {TPS.NON.PHOTO "[PA1]"} : OK= [1]
Saisie 30.10.89 PR
ID + LASER 30.11.89 KJ
MAJ diskette 30.11.89 KJ
Corr. LASER (1re épreuve) = 3eme 04.01.89 YB
Espaces réservés + Transfert + Impr. 19.01.90 PC
AJOUTER (PA1) (CL1,0,0,0) pour MEP
MEP + LASER 22.01.90 SP
Corr. MEP ........ ..
Insertion des tableaux (tabulateurs...) ........ ..
BAT du 7/II/90 9.02.90 PV
MAJ DISKETTE 05.03.90 fv
PARTE II
Recomendaciones de la serie L
CONSTRUCCIóN, INSTALACIóN Y PROTECCIóN DE LOS
CABLES Y OTROS ELEMENTOS DE PLANTA EXTERIOR
CONSTRUCCIóN, INSTALACIóN Y PROTECCIóN DE LOS
CABLES Y OTROS ELEMENTOS DE PLANTA EXTERIOR
Recomendación L.1
CONSTRUCCIóN, INSTALACIóN Y PROTECCIóN DE LOS
CABLES DE TELECOMUNICACIóN EN REDES PúBLICAS
(Melbourne, 1988)
El CCITT,
considerando
(a)que la localización y reparación de las averías en los cables subterráneos pueden ocasionar gastos importantes;
(b)que deben evitarse con el mayor cuidado las interrupciones de servicio que pueden originar esas averías;
(c)que, la aparición de dichas averías viene determinada principalmente, más que por factores externos, por la construcción, instalación y medidas de protección aplicadas,
recomienda por unanimidad
que al seleccionar e instalar cables las Administraciones se atengan, por
su propio interés, al manual
Tecnologías de planta
exterior para redes públicas
.
Este manual sustituye a las
Recomendaciones del CCITT
sobre construcción, instalación y protección de los cables
de telecomunicación en las redes públicas
UIT,
Ginebra, revisión 1974, modificaciones y adiciones 1977 y 1986. El manual
consta de las cinco partes siguientes:
Parte I:Información básica sobre la construcción de cables de telecomunicación.
Parte II:Instalación y montaje de cables de telecomunicación y de sus estructuras de soporte.
Parte III:Presurización de cables de telecomunicación.
Parte IV-A:Protección de cables de telecomunicación y elementos físicos conexos contra la corrosión.
Parte IV-B:Protección de los soportes y estructuras subterráneas de los cables de telecomunicación contra otros tipos de riesgo.
Parte V:Localización de averías y reparación de los cables de telecomunicación.
IMPREGNACIóN DE LOS POSTES DE MADERA
A fin de que las Administraciones, en particular aquellas cuyas redes estén
poco desarrolladas, tengan algunas indicaciones sobre los procedimientos de
impregnación de estos postes, el CCITT ha publicado un manual titulado
Preservación de postes de madera de líneas
aéreas
de telecomunicación
(UIT, Ginebra,
1974).
Este manual se funda en un primer proyecto establecido en 1968-1972 por la Administración argentina, enmendado y completado a base de la información facilitada por las Administraciones de Australia, Austria, Chile, Francia, Italia, República Federal de Alemania, Reino Unido y Suiza.
ARMADURA DE LOS CABLES
(Mar del Plata, 1968; modificada en
Melbourne, 1988)
1 Tipo de armadura
1.1 Los tipos de armadura más corrientes son:
a)
Armadura de cinta
b)
Armadura de hilos
1.2 Estos dos tipos de armadura se utilizan conjuntamente con otros medios
exteriores de protección (capa de yute o de plástico), sea por razones de
construcción o mecánicas, sea para asegurar una
2 Elección de la armadura
Si se decide utilizar una armadura, y al elegir entre las distintas posibilidades de construcción, se tendrán en cuenta el mayor número posible de condiciones locales de tendido, como:
a)el tendido de los cables en canalizaciones o directamente en el suelo;
b)la situación de la zanja a lo largo de carreteras o en terreno privado;
c)los materiales utilizados para la cubierta del cable;
d)la presencia de otros cables en el mismo trayecto, existentes o previstos;
f)la profundidad de la zanja que, en todo caso, debe ser de 50 cm como mínimo y, para cables importantes, de 80 cm por lo menos;
g)el riesgo de inducción;
h)el riesgo de ataques por roedores o insectos;
i)la exposición al rayo;
j)la importancia del enlace, que puede justificar precauciones especiales. La armadura de hilos de acero aporta en tal caso una protección suplementaria, sobre todo en las cámaras de registro;
k)la longitud de tiro si es grande (por ejemplo, paso bajo un río). Como este caso es poco frecuente, no parece útil prever la construcción de un nuevo tipo de cable terrestre con elemento de tiro central.
3 Protección asegurada
En el caso de los cables enterrados directamente, la armadura contribuye a la seguridad de instalación y de funcionamiento. En efecto, protege a los cables contra:
b)los roedores y los insectos;
c)la corrosión química o electrolítica;
d)los efectos de las descargas atmosféricas;
e)los fenómenos de inducción debidos a la proximidad de líneas de transporte de energía.
4
Armadura de cinta
La armadura de cinta es preferible para la protección contra herramientas puntiagudas, piedras de aristas vivas, etc. Constituye además un apantallamiento magnético que protege los circuitos, lo que dista mucho de ser el caso de la armadura de hilos enrollados en torno al cable a causa de los entrehierros, que reducen considerablemente el acoplamiento magnético entre la cubierta armada y los conductores del cable.
5
Armadura de hilos
La armadura de hilos da al cable una resistencia a la tracción mucho mayor.
Por consiguiente, es particularmente útil cuando la longitud de tiro del cable
es muy grande o cuando las condiciones de utilización
6 Tipo general de armadura
En los cables con cubierta metálica de plomo o de aluminio, el tipo de armadura más corriente se compone de dos cintas de acero enrolladas en espiral entre capas de papel y de yute impregnadas, con protección exterior de hilos de yute u otro material similar. Este tipo de armadura asegura una buena protección en los cinco casos señalados en el 3 .
En los cables con cubierta de plástico, puede utilizarse una armadura ligera de cintas metálicas (acero, aluminio o cobre) colocadas entre dos vainas de plástico (polietileno o cloruro de polivinilo). Los cables así construidos están protegidos en cierta medida contra los accidentes mencionados en los apartados a) y d) del 3 , y, sobre todo, contra los riesgos señalados en los apartados b) y c) de ese mismo punto.
7
Armadura para los cables
importantes
Sin duda, como mejor se protegen los cables más importantes de una red de larga distancia es con una cubierta metálica estanca y con la armadura clásica antes descrita, pero el costo de esta protección es relativamente elevado.
Se puede reducir el precio de coste de los cables empleando una delgada cubierta de acero soldada, protegida contra la corrosión por productos bituminosos y por una vaina de plástico. Los cables están así protegidos, aunque en menor grado, contra los riesgos señalados en los apartados a), b), c) y d) del 3 ; se puede lograr cierta protección contra la inducción insertando elementos conductores, de cobre o de aluminio, bajo la cubierta de acero.
8
Interconexión de
armaduras
Cuando los cables de larga distancia o cables similares tienen una armadura metálica, ésta debe conectarse eléctricamente en los puntos de empalme. Esto debe hacerse para obtener una protección máxima contra los efectos de las descargas atmosféricas y contra la inducción.
La armadura metálica de los cables que forman parte de la red de distribución debe estar también conectada cuando se necesita esta protección.
Si los cables con armadura metálica tienen también cubierta metálica, podría ser deseable conectar eléctricamente la cubierta y la armadura en los empalmes y/o repetidores. Esto debe hacerse para neutralizar toda diferencia de potencial entre la armadura y la cubierta metálica y para obtener una protección máxima contra las interferencias electromagnéticas. Esta conexión puede crear problemas de corrosión, que generalmente reducirán la vida útil de la armadura metálica.
9
Cables sin armadura
metálica
En los cables enterrados directamente, puede prescindirse de la armadura
metálica si el cable tiene una cubierta de plástico resistente, como por
ejemplo de
Puede obtenerse una protección adicional, por ejemplo, de los cables de
fibra óptica, con una cubierta externa constituida por una capa de
10
Consideraciones relativas a la
corrosión - Cables con cubierta metálica
La armadura, tanto de cinta como de hilos, desempeña un papel importante en la protección contra la corrosión, sobre todo porque permite mantener en buen estado las vainas de materias impregnadas que recubre, evitando así a la cubierta metálica, por ejemplo, los efectos de una aireación diferencial.
11
Roedores e insectos
El daño producido por los roedores e insectos en los cables enterrados
directamente puede ser considerable en algunas zonas. En esos casos quizá sea
aconsejable estudiar la aplicación de algún tipo de armadura. Si se desea mayor
información sobre la protección mediante armaduras contra los ataques de
roedores y/o insectos, consúltese el capítulo II de la parte IV-B del manual
del CCITT
Tecnologías de planta exterior para redes
públicas
, mencionado en la Recomendación L.1.
12 Regiones tropicales
En las regiones tropicales se prestará particular atención a los 6 y 7 y al peligro que representan los microorganismos.
En general, sólo podrá prescindirse de armadura:
-cuando el cable se tienda en canalizaciones;
-cuando no sea necesario ningún apantallamiento magnético, o cuando se obtenga éste con una capa de un metal cualquiera incluida al efecto en el revestimiento del cable;
-cuando no exista riesgo de corrosión o cuando la protección contra la corrosión esté asegurada por una capa protectora cualquiera incluida al efecto en el revestimiento del cable;
-en el caso de cables enterrados directamente, cuando el suelo sea homogéneo y no contenga ni sílex ni rocas susceptibles de dañar el cable, y siempre que no sean de temer ataques de roedores o de insectos.
Sin embargo, incluso en estos casos, puede ocurrir que condiciones locales especiales justifiquen el empleo de una armadura en los cables.
CUBIERTAS DE ALUMINIO PARA CABLES
(Ginebra, 1972; modificada en Ginebra, 1976,
Málaga-Torremolinos, 1984, y Melbourne 1988)
1 Principios generales
El progreso en la técnica de la utilización del aluminio ha hecho posible el uso cada vez más generalizado de este metal para la fabricación de cubiertas de cable, lo que permite aprovechar todas las características favorables de este tipo de cubiertas.
Entre ellas, destacan las siguientes:
-baja densidad (aproximadamente 1/4 de la del plomo);
-resistencia mecánica mucho mayor que la del plomo, lo que permite fabricar cubiertas más ligeras, no sólo porque el aluminio pesa menos que el plomo sino también porque su espesor puede ser menor;
-gran resistencia a las vibraciones;
-conductividad elevada, lo que permite obtener un mejor
Se ha comprobado, por otra parte, que la mayor rigidez de las cubiertas de aluminio no plantea grandes dificultades adicionales durante el tendido.
Sin embargo, como el aluminio es más vulnerable que el plomo en lo que respecta a la corrosión electroquímica y electrolítica, las cubiertas de cable de aluminio y los empalmes entre largos de fábrica individuales (manguitos de empalme y secciones adyacentes del cable) requieren un revestimiento protector de plástico de Clase II [1].
Como se desprende de lo que precede, las cubiertas de aluminio ofrecen múltiples ventajas en comparación con las de plomo. Conviene, pues, generalizar la utilización del aluminio para las cubiertas de los cables por lo menos cuando el costo previsto del cable no sea superior al de un cable con cubierta de plomo y también cuando las cubiertas de aluminio satisfagan mejor las exigencias técnicas. La utilización de cables con cubiertas de aluminio ofrece especial interés en el caso de cables interurbanos.
2
Tipos de cubiertas de
aluminio
2.1
Cubierta extruida
Esta cubierta se obtiene por extrusión directa del aluminio alrededor del
núcleo del cable. La prensa puede ser o no del tipo
continuo
. Si no es del tipo continuo, habrá que tomar
precauciones a fin de que las zonas en que se reanuda el proceso no den lugar a
inconvenientes.
2.2
Cubierta soldada
Se obtiene esta cubierta por aplicación, alrededor del núcleo del cable, de una cinta de aluminio soldada longitudinalmente.
2.3
Calidad del material de las cubiertas
Para que sea eficaz el medio de protección contra la corrosión, debe ponerse gran cuidado al elegir la calidad de la cubierta. Si se utiliza aluminio puro, el grado de pureza del aluminio de la cubierta no debe ser inferior al 99,5%, tanto en las cubiertas extruidas como en las soldadas.
Elección de la forma y espesor de las cubiertas
Tras la extrusión o soldadura de la cubierta se puede o bien estampar esta última en el núcleo del cable (cubierta lisa) o bien ondularla por diversos procedimientos (cubierta ondulada).
Para determinar si la cubierta debe ser ondulada, hay que tener en cuenta el diámetro del núcleo del cable, el radio de curvatura mínimo durante el tendido y las características mecánicas del aluminio utilizado [2]. Como orientación, cabe señalar que, en el caso de los cables con núcleo de más de 40 mm de diámetro, la cubierta debe ser ondulada.
Según se indica en el 1 , el espesor de las cubiertas de aluminio es, en general, menor que el de las cubiertas de plomo.
Se sugieren los espesores indicados en el cuadro 1/L.4, aunque los valores
dados en el mismo sean válidos tanto para las
En casos especiales, cabe naturalmente apartarse de los valores dados en el cuadro 1/L.4 (por ejemplo, si se exigen factores de apantallamiento extremadamente altos).
3
Revestimiento
protector
Como ya se ha dicho, por ser el aluminio más sensible a la
Cabe emplear, actualmente, dos tipos de materias plásticas para los revestimientos protectores:
a)@cloruro de polivinilo (PVC)\;
b)polietileno.
El polietileno es preferible porque sus características generales y su baja permeabilidad al vapor de agua aseguran una mejor protección de las cubiertas de aluminio.
Con el fin de evitar que la humedad que haya penetrado accidentalmente bajo
el revestimiento protector (por ejemplo, a causa de un defecto de tal
revestimiento) se extienda a lo largo de la superficie de la cubierta ampliando
las zonas de corrosión, es indispensable aplicar una
La capa impermeable debe adherirse bien al aluminio, sobre todo en el caso de revestimientos de cloruro de polivinilo, ya que esta materia, a diferencia del polietileno, no se adhiere a la cubierta después de la extrusión.
La cubierta de aluminio debe tener un buen revestimiento protector. Una forma de prueba con el cable enrollado en el tambor consiste en medir la resistencia de aislamiento del revestimiento.
Es conveniente realizar pruebas especiales con el fin de evaluar la eficacia de la capa impermeable. Una de las pruebas más generalizadas consiste en someter una muestra de la cubierta de aluminio, despojada de una parte del revestimiento protector, a un ataque electrolítico mediante una fuente exterior de fuerza electromotriz. Después de cierto tiempo, hay que comprobar si la corrosión se limita al lugar desprovisto del revestimiento protector. La eficacia del revestimiento protector puede evaluarse mediante una prueba por la que se determina el grado de adherencia del compuesto bituminoso a la cubierta de aluminio y al revestimiento protector de plástico.
A fin de asegurar la eficacia permanente de los revestimientos protectores cuando se tienden los cables en zonas expuestas al rayo (desde el punto de vista, en particular, de evitar las perforaciones ocasionadas por el rayo), se tendrán en consideración las indicaciones que figuran en [3].
Si el proceso de fabricación hace necesaria una prueba de la cubierta de
protección, es eficaz aplicar un método de
4
Empalme de cubiertas de
aluminio
El empalme de las cubiertas de aluminio presenta muchas más dificultades que el de las cubiertas de plomo. Sin embargo, el perfeccionamiento de la técnica ha permitido reducir al mínimo tales dificultades.
Hay varios métodos para empalmar las cubiertas de aluminio:
-con
-con arandelas de plomo o conos que se emploman según un procedimiento normal o se pegan a la cubierta de aluminio con una cola especial para poder soldar seguidamente el manguito de plomo;
-con
-otros métodos, incluido el empleo de cintas adhesivas y de pastas epóxidas.
Los métodos utilizados para el empalme de cubiertas de aluminio deben satisfacer las condiciones recomendadas en [4].
Cuando el cable con cubierta de aluminio esté sujeto a variaciones importantes de temperatura, las tensiones debidas a la contracción del cable no deberán ser soportadas por los empalmes, pues, pueden provocar su rotura, en particular cuando la cubierta es lisa.
5
Protección catódica
La protección contra la corrosión de la cubierta de aluminio depende esencialmente de un revestimiento protector anticorrosión de alta calidad. Si existe un factor potencial suficientemente importante para dañar el revestimiento protector, y en particular si las especificaciones originales del revestimiento protector que se pueda dañar no se pueden recuperar totalmente después de la reparación, el revestimiento debe protegerse con medidas especiales como la protección electroquímica con ánodo perdido. El ánodo perdido de aleación de aluminio, que tiene la ventaja de una mayor capacidad de corriente por unidad de peso, un potencial de protección adecuado, la existencia de recursos abundantes de materia prima y la facilidad de fabricación, constituye una medida eficaz para proteger los cables con cubierta de aluminio. Las pruebas indican que se pueden obtener buenos resultados si la diferencia de potencial entre la cubierta de aluminio protegida y la tierra se limita a la gama de -0,85 a -1,20 V (con relación al electrodo de Cu/Cu/SO4).
6
Si no existen requisitos especiales para el empleo de
cubiertas de aluminio en cables de fibra óptica, puede emplearse el mismo
material y el mismo proceso de fabricación que para los cables de conductores
metálicos.
Referencias
[1]Manual del CCITT
Tecnologías de planta exterior para
redes públicas
, parte IV-A, capítulo III,
1.2.2
, UIT, Ginebra,
1988.
[2]
Ibíd.
, parte I, capítulo II,
6.2.2
.
[3]Manual del CCITT
Protección contra el rayo de las líneas
e instalaciones de telecomunicación
, UIT, Ginebra,
1974, 1978.
[4]Manual del CCITT
Empalme de cables con cubierta de
plástico
, UIT, Ginebra, 1978.
CUBIERTAS DE CABLE
FABRICADAS
CON METALES DISTINTOS DEL PLOMO Y DEL ALUMINIO
(Ginebra, 1972)
1 Tipos de
cable con
cubierta metálica
1.1 La cubierta metálica más generalizada para sustituir a las de plomo o
aluminio es la de acero ondulado. Esta cubierta consiste en una larga cinta de
acero en forma de tubo alrededor del núcleo del cable, soldada por un
procedimiento apropiado (arco en atmósfera de gas inerte, corriente eléctrica
de baja frecuencia, o de alta frecuencia) a lo largo de la costura longitudinal
y ondulada luego. La protección exterior de la
1.2 Para proteger al cable descrito en el
1.1
contra las
corrientes inducidas, pueden emplearse cintas de aluminio o de cobre colocadas
longitudinal o helicoidalmente debajo de la
2 Fabricación
2.1 La cinta metálica adopta la forma de un largo tubo alrededor del núcleo del cable; se suelda a lo largo de la costura longitudinal y luego se ondula.
2.2 El acero no protegido es particularmente sensible a la acción corrosiva y la protección consiste normalmente en una capa de un compuesto en el que pueden incorporarse cintas de plástico, que cubre las ondulaciones. Se extruye luego una cubierta exterior de polietileno o de un revestimiento similar de Clase II por encima del compuesto [1].
2.3 Por regla general, no es necesario dotar el cable de una armadura, pero puede hacerse en casos especiales.
3
Usos
Las cubiertas de acero o de cobre ondulado pueden emplearse para toda clase de cables de telecomunicación. El empleo de estos cables se basa en las consideraciones siguientes:
a)tomando en consideración todos los factores (por ejemplo, coste del tendido, canalizaciones o coste del cable), y pese a que el diámetro total del cable es mayor que en el caso de los cables con cubierta de plástico, plomo o aluminio no ondulado, los cables de telecomunicación con cubierta de acero pueden ser más económicos que los de cubierta de plomo;
b)las cubiertas de acero son insensibles a las vibraciones causadas por el tráfico rodado en las carreteras o ferrocarriles;
c)las cubiertas de metal ondulado tienen una flexibilidad adecuada;
d)las cubiertas de metal ondulado con un revestimiento exterior liso son de fácil manejo durante su instalación;
e)el mismo tipo de cable puede tenderse directamente bajo tierra o en canalizaciones;
f)este tipo de cubiertas resiste esfuerzos de compresión moderados y asegura
una protección contra la mayoría de los daños causados por piedras o
g)si sufre daños el revestimiento de plástico de los cables con cubierta de acero, es de prever que se produzca rápidamente la corrosión.
Referencias
[1]Manual del CCITT
Tecnologías de planta exterior para
redes públicas
, parte IV-A, capítulo III,
1.2.2
, UIT, Ginebra,
1988.
MéTODOS PARA MANTENER EN LOS CABLES UNA PRESIóN GASEOSA
(Ginebra, 1972)
El CCITT llama la atención sobre las mejoras que se pueden hacer en servicio
protegiendo los cables de telecomunicación contra la penetración de la humedad
cuando la cubierta está perforada o deteriorada. Para asegurar la protección de
los circuitos contra las interrupciones hasta el momento en que se hacen las
reparaciones, el CCITT recomienda que las Administraciones admitan que sería
ventajoso atenerse a las instrucciones contenidas en el manual
Protección de los cables de telecomunicación
mediante gas a presión
, UIT, Ginebra, 1970.
APLICACIóN DE LA
PROTECCIóN CATóDICA
COMúN
(Ginebra, 1976)
1 Consideraciones generales
Se entiende por protección catódica común de diferentes estructuras metálicas subterráneas, la protección de esas estructuras contra la corrosión por medio de dispositivos de protección comunes.
Un sistema de protección común para varias
Las técnicas comunes de protección mejoran la fiabilidad de las estructuras enterradas y la eficacia de los dispositivos de protección catódica, reduciendo al mismo tiempo los costos totales de inversión y mantenimiento del sistema de protección.
2 Condiciones para la aplicación de la
protección catódica común
Puede aplicarse la protección catódica común a instalaciones metálicas subterráneas en los casos en que diferentes estructuras estén próximas unas de otras o se crucen entre sí, y en que sea necesario evitar los efectos perjudiciales de la estructura protegida en las estructuras próximas no protegidas, a condición de que ello sea económico y de que no existan otros medios mejores para evitar dicha influencia. Existe una influencia perjudicial de la polarización catódica de la instalación protegida en las estructuras metálicas próximas en los siguientes casos:
a)los potenciales medidos son inferiores o superiores a los valores recomendados;
b)aumenta el peligro de corrosión de las estructuras metálicas subterráneas próximas.
Puede aplicarse razonablemente la protección común de cables de telecomunicación y otras estructuras en los siguientes casos:
a)las estructuras subterráneas próximas se hallan a una distancia generalmente no superior a 50 metros;
b)las instalaciones enterradas se cruzan entre sí;
c)los lechos de tierra o ánodos reactivos de un sistema de protección catódica tienen una influencia perjudicial en las instalaciones próximas no protegidas.
Puede pensarse en adoptar una protección común de los cables de telecomunicación y de los de distribución de energía, conforme a [1], cuando el potencial con respecto a tierra del cable de telecomunicación no excede la tensión de seguridad requerida por disposiciones locales o nacionales en caso de avería de una toma de tierra o de cortocircuito en el sistema de suministro de energía.
La protección catódica común ha de asegurar, en las instalaciones protegidas, potenciales comprendidos dentro de los valores indicados en [1].
En caso de utilizarse una protección común, ha de ser posible emplear dispositivos que controlen automáticamente la intensidad de salida del equipo de protección catódica.
3 Condiciones que han de satisfacer las
conexiones eléctricas
Se utilizan conexiones especiales para establecer el contacto eléctrico entre instalaciones con protección común. Tales conexiones pueden ser directas, o establecerse a través de una resistencia (para limitar la corriente), o ser polarizadas.
Pueden utilizarse conexiones directas en los siguientes casos:
a)cuando estructuras metálicas subterráneas del mismo tipo se cruzan o se aproximan una a otra;
b)cuando el establecimiento de conexiones entre estructuras de tipos diferentes no reduce la eficacia del sistema primario de protección catódica.
Se utilizarán conexiones con resistencia que controlan la corriente aplicada a los diferentes tipos de instalaciones, en caso de que tengan que controlarse los potenciales de esas estructuras.
Se emplearán conexiones polarizadas:
a)para
b)para evitar el paso de corriente desde un conducto metálico a una instalación de telecomunicaciones;
c)para asegurar una protección contra las averías del
No se establecerán conexiones entre estructuras enterradas, y cables y equipos de suministro de energía, a menos que pueda hacerse con seguridad en caso de avería en el sistema de suministro de energía, y ajustándose a las reglas de seguridad locales y nacionales.
4 Comprobación del funcionamiento de los
dispositivos comunes de protección catódica
El funcionamiento de los dispositivos comunes de protección catódica se comprobará mediante:
a)un examen periódico de los dispositivos y equipos de protección;
b)mediciones periódicas de la interacción de las diferencias de potencial con el equipo de protección conectado y desconectado, en todas las instalaciones incluidas en el sistema común de protección, en aplicación de los procedimientos locales adoptados.
Cuando se efectúen pruebas o modificaciones en el sistema común de protección catódica, se recomienda la presencia o el acuerdo de los representantes de los organismos de explotación cuyas estructuras enterradas estén incluidas en el sistema común de protección.
Referencias
[1]Manual del CCITT
Tecnologías de planta exterior para
redes públicas
, UIT, Ginebra, 1988.
CORROSIóN PROVOCADA POR CORRIENTE ALTERNA
(Ginebra, 1976)
De los experimentos hechos en laboratorios y de las observaciones recogidas al
controlar ciertas instalaciones industriales, se desprende que las corrientes
alternas parásitas pueden provocar corrosión.
Sin embargo, otros experimentos sobre el plomo para comparar los efectos de las corrientes continua y alterna por pérdida de peso muestran que la corriente alterna tiene una acción corrosiva muy ligera en comparación con la producida por la corriente continua. La corrosión debida a la corriente alterna se manifiesta en forma de picaduras.
Debe hacerse una observación a este respecto:
-pese a su rareza, la corrosión se produce con mayor facilidad cuando la frecuencia de la corriente es inferior a la frecuencia normal de la corriente industrial (50 ó 60 Hz);
-puede aparecer la rectificación por la naturaleza de los suelos o por la presencia de óxidos o contaminadores diversos en la superficie de los metales.
No es posible conocer prácticamente las densidades de corriente ni las tensiones con las que se produce la corrosión. El carácter, a menudo muy localizado de los defectos, las reacciones anódicas y catódicas sobre una misma superficie metálica y las variaciones de las características químicas del medio impiden que pueda precisarse, por el momento, la noción o la definición de una densidad de corriente crítica.
Puede afirmarse que una corriente alterna de reducido potencial no constituye, en general, un peligro para el acero ni el plomo, pero puede provocar en ciertos casos una corrosión en el aluminio.
MéTODOS DE TERMINACIóN DE CONDUCTORES DE
CABLE
(Melbourne, 1988)
1
Generalidades
Las terminaciones de conductores de cable metálico están localizadas en diferentes partes de la red de cables. El tipo de terminación y los dispositivos terminales utilizados en estas partes dependen de varios factores relacionados con el tipo específico de instalación.
-tipo de cable y conductor a terminar;
-lugar y finalidad de la terminación;
-número o cantidad de terminaciones requeridas;
-tipo de servicio o enlace de transmisión;
-flexibilidad y requisitos de protección.
Básicamente, las terminaciones de central repetidor (amplificador o
regenerador), y las de la mayoría de los puntos de interconexión, son del tipo
`fijo'
, utilizando técnicas de arrollado, soldado o @conexión por
desplazamiento del aislamiento (CDA)\.
Para la distribución local y las terminaciones de abonado, se utiliza una
combinación de terminaciones
`fijas'
y
`temporales'
(terminales
roscados), según las condiciones particulares de instalación. Cuando se
requiera pueden utilizarse protecciones eléctricas, incorporadas en los
dispositivos o bien como facilidad incorporada separadamente.
En una red de cables se utilizan dos métodos de terminación, denominados directo e indirecto.
La
`extremo'
del circuito del cable, es decir, que el conductor del cable y
el terminal se acoplan directamente.
En la
El método de terminación directa se utiliza generalmente en las terminaciones del repartidor principal y en las de instalaciones de abonado, aunque algunas veces también se utiliza en la red de distribución de cables. En la mayor parte de las terminaciones intermedias (pedestales y armarios de distribución, cajas de repetidores, terminación de cables interurbanos y coaxiales) se utilizan terminaciones indirectas empalmando rabillos de cable preterminados al cable principal.
Las partes eléctricas conductoras de los dispositivos de terminación son metálicas, de cobre, latón u otra aleación similar, generalmente recubierta para resistir a la corrosión y otros efectos ambientales y producir una buena conexión por contacto, presión, soldadura o arrollado.
Se utilizan materiales aislantes (plásticos y moldeados de resina) para dotar a los componentes metálicos de resistencia mecánica y aislamiento eléctrico.
2 Tipos de terminación
2.1
Tipos de terminación para conductores de
pares simétricos
2.1.1
Arrollado
En este tipo de terminación el extremo del conductor, una vez pelado y cortado, se inserta en una herramienta y se enrolla en el punto terminal.
2.1.2
Soldado
El extremo del conductor, una vez pelado y cortado, se inserta en una ranura del terminal y se suelda.
2.1.3
Arrollado y soldado
Una vez arrollado en el terminal, el conductor se suelda al mismo.
2.1.4
Atornillado
Hay diferentes variantes de este tipo.
a)Terminación por medio de tornillos: el conductor, una vez pelado y cortado, se fija con un tornillo por medio de un destornillador.
b)Terminación por medio de tuercas: consiste en un terminal formado por un espárrago fijo de latón, al cual se fija el conductor por medio de una tuerca y dos arandelas. La terminación se efectúa entre las arandelas.
2.1.5
Contacto por desplazamiento del aislamiento
(CDA)
En este tipo de terminación el conductor se instala por presión en un contacto en forma de U, utilizando una herramienta especial.
El contacto en U puede tener diferentes formas, y es el tipo de terminación más utilizado.
2.1.6
Terminación para conductores no utilizados
Esta terminación está formada por conectores de plástico, sin el elemento de contacto en U, y se utiliza para la protección de los conductores no utilizados en pedestales o cajas de empalme.
2.2
Terminaciones para pares coaxiales
2.2.1
Tipos de conectores
Los pares coaxiales se terminan en conectores montados en un diafragma metálico para su acceso a la caja de repetidor o al equipo terminal.
El conector se une por una parte al tubo coaxial directamente y por la otra al equipo mediante un cable flexible, e incorpora un dispositivo para aislamiento neumático.
2.2.2
Tipo de empalme directo
Algunas veces se realiza un empalme directo entre un cable coaxial con núcleo de aire y uno flexible.
3 Utilización de las terminaciones
Los tipos de terminación citados se utilizan en diferentes dispositivos y lugares para terminar los cables en todas las áreas de terminación: repartidor principal, equipos de regeneración, armarios y cajas de distribución e instalaciones de abonado.
Estos dispositivos presentan una serie de características físicas muy diferentes en cada país, si bien sus características técnicas (por ejemplo, los requisitos eléctricos y ambientales) son muy similares.
4 Requisitos de los dispositivos de
terminación de repartidor principal
Los requisitos básicos de los dispositivos para estas terminaciones incluyen:
-terminaciones fijas de conductores de cables de exterior, en unidades multipares (generalmente, de 100), y los hilos puente asociados;
-fácil terminación y reterminación, cuando ésta es necesaria, de cables e hilos puente;
-protección contra sobretensiones por medio de descargadores de gas de tres electrodos fijos o insertados;
-aislamiento de circuitos mediante la inserción o extracción de un dispositivo apropiado;
-acceso independiente a los circuitos y pruebas de los mismos de los lados equipo y línea;
-circuitos paralelos;
-puntos de puesta a tierra o buses;
-proporción de terminaciones de circuito de entrada/salida, al menos de dos;
-conexión de acceso a pares multipunto (conectores y conductores);
-código de colores para circuitos especiales;
-regletas y guías para puentes;
-numeración de identificación de circuitos permanentes;
-buena visibilidad.
4.1
Requisitos técnicos
El diseño, la construcción y los materiales utilizados en los nuevos dispositivos de terminación deben permitir una vida útil de hasta 40 años. Los dispositivos deben ser compatibles con los actuales repartidores e intercambiables con los dispositivos de terminación existentes, y mantener o incrementar la densidad normal de circuitos por unidad de superficie.
Los terminales del lado línea deberán admitir cables externos de conductores de cobre de 0,32 mm a 0,90 mm de diámetro, aislados con plástico en forma sólida o celular. Los terminales del lado equipo deberán permitir la terminación de los actuales conductores de cable de hilo de cobre de interiores.
Deberá ser posible realizar del orden de 100 a 200 terminaciones fiables de conductores a lo largo de la vida útil del sistema. La terminación de un conductor de gran calibre no debe afectar a la posterior teminación de un conductor de calibre menor.
Los dispositivos donde terminan los cables de línea deben permitir realizar las pruebas de instalación y las pruebas de aceptación de dichos cables. (Acceso simultáneo automático a través de repartidor a una unidad de terminación para 100 pares, u otro número de pares.)
Las terminaciones deben permitir soportar los efectos de una concentración normal de humedad, cloruro sódico, sulfuro de hidrógeno, dióxido de azufre, cloruro amónico y ácido fórmico que pueden penetrar u originarse en los edificios.
Cabe esperar que las terminaciones operen satisfactoriamente en temperaturas comprendidas entre -10^C y 50^C, con fluctuaciones diarias de hasta 15^C. Deberán preverse límites superiores de temperatura para el 25% del tiempo total. Se supondrá un valor medio anual de humedad relativa del 75%, con un valor máximo que no exceda del 95%.
Además de los anteriores, los sistemas de terminación deberán satisfacer los siguientes requisitos:
-frío,
-calor seco,
-calor húmedo,
-calor húmedo acelerado,
-vibración,
-almacenamiento,
-crecimiento en molde,
-prueba de anticorrosión,
-robustez de los terminales.
4.2
Requisitos para la seguridad
Los sistemas deberán diseñarse teniendo en cuenta factores de seguridad. En este sentido, los diseños deberán:
-minimizar la probabilidad de que haya contactos eléctricos no deseados y/o una dislocación accidental de los hilos;
-emplear material plástico con un índice de oxígeno de al menos 28, determinado de acuerdo con normas internacionales;
-emplear materiales plásticos que no emitan humo ni vapores peligrosos al arder;
-evitar esquinas agudas y rebordes.
4.3
Requisitos para las características eléctricas
Todos los bloques de terminación deberán tener buenas características eléctricas a fin de minimizar el riesgo de accidente al personal, a los abonados y al público en general, por efectos eléctricos que se produzcan durante la instalación, operación y mantenimiento de los dispositivos.
Si es necesario, han de recomendarse buenos valores para:
-la resistencia de aislamiento,
-la prueba de inmunidad a las tensiones,
-la capacitancia entre pares de terminales.
5
Requisitos para dispositivos de
otras terminaciones de cable
5.1
Características eléctricas de las terminaciones
Las principales características eléctricas para los dispositivos terminales especificadas en la mayoría de las Administraciones son:
-rigidez dieléctrica,
-resistencia de aislamiento,
-coeficiente de reflexión (sólo para cable coaxial),
-resistencia de contacto.
Estas características son diferentes para las terminaciones de pares coaxiales y para las terminaciones de cables de pares simétricos, locales y de larga distancia.
5.2
Requisitos ambientales de las terminaciones
Estos requisitos deben especificarse para, al menos, 20 años de operación estacionaria en lugares parcialmente protegidos del ambiente. Deben observarse las normas de la CEI en cuanto a:
-ciclos de temperatura, límites inferiores y superiores;
-cambios de temperatura;
-calor húmedo, sin variación;
-secuencia climática normalizada:
1)calor seco,
2)calor húmedo, ciclos,
3)frío,
4)calor húmedo, ciclos;
-estanqueidad a los gases;
-choques o vibraciones.
CABLES DE FIBRA óPTICA PARA APLICACIONES EN
CONDUCTOS, EN GALERíAS Y EN TENDIDOS AéREOS Y
ENTERRADOS
(Melbourne, 1988)
Introducción
Los recientes avances en tecnología de cables de fibra óptica han permitido aplicar las fibras ópticas, con fines de telecomunicación, en las redes interurbana y de abonados, en cableados de interiores y en secciones submarinas. Entre las diversas modalidades de instalación de los cables de fibra óptica pueden citarse las siguientes: cables aéreos, en conductos, en galerías de cables, enterrados, submarinos, y en las instalaciones del usuario. Así, los cables de fibra óptica están expuestos a la influencia de factores naturales o producidos por el ser humano.
Es necesario establecer las características mecánicas y ambientales de las fibras ópticas que satisfarán los requisitos operacionales, y formular recomendaciones sobre métodos de prueba adecuados.
En esta Recomendación se indican los tipos de cables ópticos que es aconsejable emplear en determinadas condiciones de instalación. En relación con los cables sumergidos e instalados en edificios, se requiere ulterior estudio.
1
Objeto
Esta Recomendación:
-describe los cables de fibra óptica multimodo de índice gradual y los cables de fibra óptica monomodo utilizados en las redes de telecomunicación, instalados en conductos, galerías, enterrados y aéreos;
-trata las características mecánicas y ambientales de los mencionados cables de fibra óptica. Las características geométricas y de transmisión, así como los métodos de prueba correspondientes, deben ajustarse a las Recomendaciones G.651 y G.652, que especifican los cables de fibra óptica multimodo de índice gradual y de fibra óptica monomodo, respectivamente;
-contiene información fundamental sobre los cables de fibra óptica desde los puntos de vista mecánico y ambiental;
-precisa que algunos cables de fibra óptica pueden contener elementos
metálicos, por lo que debe tenerse en cuenta el manual sobre
Tecnologías de planta exterior para redes públicas
(véase
la Recomendación L.1) y otras Recomendaciones de la serie L;
-recomienda que un cable de fibra óptica esté provisto de obturación de extremo y protección durante su entrega y almacenamiento, tal como se acostumbra para los cables de conductores metálicos. Si se han instalado componentes de empalme en la fábrica, deben protegerse de manera adecuada;
-recomienda que, si se requiere, se instalen en el extremo del cable dispositivos de arrastre.
2
Características de las fibras
ópticas y de los cables de fibra óptica
2.1
Características mecánicas
2.1.1
Microcurvatura de las fibras
Se llama microcurvatura a un curvado acusado de una fibra óptica que entrañe un desplazamiento axial local de unas cuantas micras en pequeñas distancias a causa de fuerzas laterales localizadas aplicadas a lo largo de la fibra. Puede deberse a las deformaciones a que se someten las fibras durante la fabricación e instalación, y también a las variaciones de las dimensiones de los materiales del cable que resultan de los cambios de temperatura durante la explotación.
Las microcurvaturas pueden incrementar las pérdidas ópticas. A fin de reducir la pérdida por microcurvatura, debe eliminarse todo esfuerzo mecánico aplicado aleatoriamente a lo largo del eje de la fibra durante el proceso de incorporación de la misma en el cable, así como durante y después de la instalación del cable.
2.1.2
Macrocurvatura de las fibras
La macrocurvatura es la curvatura resultante en una fibra óptica después de la fabricación e instalación del cable.
La macrocurvatura puede incrementar la pérdida óptica. Esta aumenta si el radio de curvatura es demasiado pequeño.
2.1.3
Curvatura del cable
En condiciones dinámicas que se presentan en el curso de su instalación, la fibra es sometida a ciertos esfuerzos debidos a la tensión (mecánica) y al curvado del cable. Los elementos de resistencia mecánica del cable y el radio de curvatura de instalación deben seleccionarse de modo que limiten este esfuerzo dinámico combinado. Si en una instalación de cable deben quedar algunas curvaturas, su radio deberá ser lo suficientemente grande como para que la pérdida por macrocurvatura o la deformación de larga duración que limita la vida útil de la fibra se mantengan dentro de límites admisibles.
2.1.4
Resistencia a la tracción
El cable de fibra óptica está sometido a una carga mecánica de corta duración durante la fabricación y la instalación, y podrá estar sometido a una carga mecánica estática continua y»o cíclica durante la explotación (por ejemplo, variación de la temperatura). Especialmente en el caso de las aplicaciones aéreas, puede existir una carga continua durante toda la vida útil del cable. Estos esfuerzos que experimenta la fibra pueden ser causados por tensiones, torsiones y flexiones que se producen con ocasión de la instalación del cable y/o debido a las condiciones ambientales (por ejemplo, viento, hielo) y»o el tipo de instalación (por ejemplo, aérea).
Una carga mecánica excesiva de tensión en el cable aumenta la pérdida óptica y puede causar esfuerzos residuales incrementados en la fibra, si el cable no puede distenderse. Para evitar esta pérdida suplementaria, deberá respetarse el valor máximo de la resistencia a la tracción determinado por la construcción del cable, y especialmente el diseño del elemento de resistencia mecánica.
Nota 1
- Cuando el cable está sometido a una carga
permanente durante su explotación, es preferible que la fibra no se vea
sometida a esfuerzos adicionales.
Nota 2
- Un cable aéreo puede estar atado a un cable
de suspensión. En este caso, el elemento de resistencia mecánica del cable
necesita estar diseñado para aguantar únicamente la carga que se ejerce durante
su fabricación e instalación.
2.1.5
Aplastamientos e impactos
El cable puede ser sometido a aplastamientos e impactos tanto durante su instalación como durante su explotación.
El aplastamiento y los impactos pueden incrementar la pérdida óptica (de manera permanente o durante el tiempo de aplicación del esfuerzo) y un esfuerzo excesivo puede provocar la rotura de la fibra.
En el caso de cables aéreos cilíndricos autosoportados, la estructura del cable debe poder resistir los efectos de compresión a fin de evitar una pérdida óptica adicional.
2.1.6
Torsión de los cables
En las condiciones dinámicas que se presentan durante la instalación y la explotación, el cable puede verse sometido a torsiones que originan esfuerzos residuales de las fibras y/o daños de la cubierta. En este caso, el diseño del cable debe admitir un número determinado de torsiones por unidad de longitud sin que se incremente la pérdida de la fibra ni se dañe la cubierta.
2.2
Condiciones ambientales
2.2.1
Hidrógeno
En un medio donde haya humedad y elementos mecánicos pueden generarse gases de hidrógeno. El hidrógeno puede difundirse en el vidrio de sílice e incrementar la pérdida óptica. Se recomienda que la concentración de hidrógeno en el cable, debida a sus componentes, se mantenga lo suficientemente baja para asegurar que los efectos a largo plazo del incremento de la pérdida óptica se mantengan dentro de límites admisibles.
Mediante una
2.2.2
Penetración de la humedad
Cuando la humedad penetra a través de la cubierta del cable y llega al núcleo, la resistencia a la tracción de la fibra se deteriora y se reduce el tiempo hasta fallo estático. Para garantizar una duración satisfactoria del cable, debe limitarse la deformación de la fibra a larga duración.
Para reducir la tasa de penetración de la humedad se utilizan diversos materiales como barreras. Como alternativa, pueden utilizarse cables con relleno, sin componentes metálicos.
Nota
- Si es necesario, la penetración de la humedad
se reduce al mínimo por medio de una cinta metálica longitudinal superpuesta.
Una barrera metálica continua es eficaz para eliminar la penetración de la
humedad.
2.2.3
Penetración del agua
Cuando la cubierta del cable, o un empalme están deteriorados, puede producirse una penetración longitudinal del agua a lo largo del núcleo del cable o de la cubierta. La penetración del agua produce un efecto similar al de la humedad. La penetración longitudinal del agua debe reducirse al mínimo o, si es posible, eliminarse totalmente. Para esto pueden aplicarse diferentes procedimientos tales como el relleno del núcleo del cable con un compuesto, la aplicación de dispositivos de bloqueo del agua o cintas que se hinchan con el agua, o la presurización con aire seco de un cable no rellenado.
El agua se puede congelar en el cable y, en ciertas condiciones, puede producir un aplastamiento de la fibra que da lugar a un incremento de la pérdida óptica y a una posible rotura de la misma.
2.2.4
Descargas de rayos
Los cables de fibra óptica que contienen elementos metálicos tales como pares de conductores convencionales de cobre, o una cubierta metálica, pueden verse afectados por las descargas de rayos.
Para evitar o minimizar los daños causados por los rayos debe considerarse la Recomendación K.21.
Cuando se utiliza un cable no metálico, hay que rellenarlo y protegerlo contra los daños mecánicos y térmicos.
2.2.5
Daño biótico
Las reducidas dimensiones de un cable de fibra óptica lo hace más
vulnerable al ataque de los roedores. Cuando éstos no se puedan evitar, ha de
proveerse una protección metálica. Para mayor información, es preciso referirse
al capítulo II de la parte IV-B del manual
Tecnologías de
planta exterior para redes públicas
.
2.2.6
Vibraciones
Los cables de fibra óptica instalados en puentes están sujetos a vibraciones de amplitudes relativamente grandes a diversas frecuencias (bajas), según la construcción del puente y el tipo y la densidad del tráfico. Los cables deben resistir estas vibraciones sin que se produzcan fallos ni degradaciones de la señal. No obstante, es necesario elegir cuidadosamente el método de instalación.
Los cables de fibra óptica subterráneos pueden estar expuestos a vibraciones debidas al tráfico, a los ferrocarriles, y a las operaciones de introducción de pilotes y barrenado. También en este caso, los cables deben resistir las vibraciones generadas por estas actividades sin que se degrade la señal.
Una rutina de vigilancia bien establecida identificará la actividad a fin de escoger cuidadosamente la ruta que minimice este tipo de problema.
2.2.7
Variaciones de temperatura
Durante su vida útil, los cables pueden estar sometidos a grandes variaciones de temperatura. En estas condiciones, el incremento de la atenuación de las fibras no rebasará los límites especificados.
2.2.8
Viento
Para los cables aéreos de fibra óptica, la deformación de la fibra puede proceder de tensiones, torsiones o vibraciones producidas por la presión del viento. Si se rebasa el límite de la deformación de larga duración especificado para la fibra, ésta puede romperse a causa de la deformación dinámica inducida y de su deformación residual.
Con el fin de reducir la deformación inducida en la fibra por la presión del viento, el elemento de resistencia debe elegirse de manera que limite dicha deformación a los niveles de seguridad, y el cable puede construirse de manera que la fibra y la cubierta estén mecánicamente desacopladas para minimizar la deformación. Otro método consiste en amarrar el cable a un cable trenzado de soporte, de alta resistencia.
En las instalaciones aéreas, los vientos causarán vibraciones y, en las
instalaciones de cables con configuración en
`8'
así como en las que
cuentan con cable de suspensión, pueden producirse importantes oscilaciones a
lo largo de todo el tramo del cable. Los cables deben ser diseñados y»o
instalados de manera que garanticen la estabilidad de las características de
transmisión en estas situaciones.
2.2.9
Nieve y hielo
En los cables aéreos de fibra óptica, la deformación de la fibra puede proceder de la tensión que se produce en relación con la carga de nieve y»o la formación de hielo alrededor del cable. La deformación inducida en la fibra puede provocar una pérdida óptica excesiva y, si se rebasa el límite de la deformación de la fibra a largo plazo, ésta puede romperse.
La deformación dinámica de la fibra puede ser inducida por las vibraciones causadas por la acción de la nieve y/o el hielo que se desprenda del cable. Esto puede provocar la rotura de la fibra.
En presencia de una carga de nieve y/o hielo, la presión del viento puede inducir fácilmente una deformación excesiva de la fibra.
Con el fin de reducir la deformación producida en la fibra por la carga de nieve y/o la formación de hielo, el elemento de resistencia mecánica debe escogerse de manera que limite dicha deformación a niveles de seguridad, y el perfil del cable puede escogerse de manera que minimice la carga de nieve. Otro método consiste en amarrar el cable a un cable trenzado de soporte, de alta resistencia.
2.2.10
Campos eléctricos intensos
El campo eléctrico de las líneas de alta tensión puede ejercer una influencia sobre los cables aéreos no metálicos instalados en dichas líneas, lo que puede dar lugar a fenómenos tales como el efecto corona, la formación de arcos y descargas superficiales en la cubierta del cable.
Para evitar daños, puede ser necesario utilizar materiales especiales para la cubierta del cable y/o instalaciones especiales, según la intensidad del campo eléctrico.
3
Construcción de los
cables
3.1
Recubrimientos de las fibras
3.1.1
Recubrimiento primario
La
Las fibras ópticas deben ser verificadas. A fin de garantizar una fiabilidad a largo plazo en condiciones de servicio, se podrá especificar una verificación del esfuerzo mecánico que pueden soportar, teniendo en cuenta el esfuerzo admisible y la vida útil requerida.
Para preparar los empalmes debe ser posible retirar el recubrimiento primario sin dañar la fibra y sin utilizar materiales o métodos que se consideren aleatorios o peligrosos.
La composición del recubrimiento primario, que, de ser necesario, llevará colores, se estudiará en relación con eventuales exigencias de los equipos locales de inyección y detección de la luz, asociados a los métodos utilizados para empalmar las fibras.
Nota 1
- El recubrimiento primario debe tener un
diámetro nominal de 250 èm.
Nota 2
- Deberían probarse las fibras provistas con un
recubrimiento primario con una deformación equivalente de, por lo menos, un
0,5% durante un segundo. El método de prueba debe ser conforme a la publicación
793-1 de la CEI [1]. Para probar los cables destinados a las instalaciones
aéreas, puede necesitarse una deformación mayor, habida cuenta de los grandes
cambios térmicos y los fuertes vientos.
Nota 3
- Se requiere ulterior estudio con el fin de
aconsejar métodos de prueba adecuados para la inyección y detección locales de
la luz.
3.1.2
Protección secundaria
Debe preverse una protección secundaria de la fibra dentro del cable.
Nota 1
- En el manual sobre
Construcción, instalación, empalme y
protección de cables de fibra óptica
[2] se describen métodos de
protección secundaria.
Nota 2
- Cuando se utiliza un recubrimiento secundario
apretado puede ser difícil utilizar equipos locales de inyección y detección de
la luz, combinados con métodos de empalme de fibras.
Nota 3
- Para limitar los esfuerzos axiales de la
fibra, conviene minimizar el acoplamiento mecánico entre la fibra y el cable.
3.1.3
Identificación de las fibras
Las fibras deberán poder identificarse fácilmente por su color o posición en el núcleo del cable. Si se utiliza un método de coloración, deben utilizarse colores fácilmente distinguibles y de buena fijeza incluso en presencia de otros materiales durante la vida útil del cable.
3.1.4
Propiedades de los empalmes
Se requiere ulterior estudio a fin de aconsejar métodos de prueba adecuados para la inyección y detección locales de la luz.
3.2
Núcleo del cable
Debe definirse claramente la constitución del núcleo del cable, en particular el número de fibras, los métodos utilizados para su protección e identificación, y la posición de los elementos de resistencia mecánica y de haberlos, de los hilos o pares metálicos.
3.3
Elemento de resistencia mecánica
El cable debe diseñarse con elementos de resistencia mecánica suficientes para que, en las condiciones de instalación y servicio, las fibras no estén sujetas a deformaciones excesivas.
El elemento de resistencia mecánica puede ser o no metálico, y estar situado en el núcleo y/o en la cubierta del cable.
Por ejemplo, en los cables aéreos autosoportados sin elementos metálicos,
el elemento de resistencia mecánica puede consistir en una capa formada por
hilaturas de aramida situada entre las cubiertas interna y externa, o en un
solo trenzado reforzado de fibra de vidrio en los cables de configuración en
`8'
. Para el diseño de estos cables es necesario conocer el vano, las
flechas, el viento y la carga de hielo.
3.4
Protección contra el agua
Uno de los medios de protección contra la penetración del agua consiste en rellenar el cable con un material que impida la entrada de agua. Los materiales utilizados para este fin no deben ser peligrosos para el personal. Los materiales utilizados en el cable deben ser compatibles entre sí y, en particular, no deben degradar la calidad de funcionamiento de la fibra ni los colores de identificación de las fibras.
Además, los materiales no han de ser nutritivos para los hongos y ser, eléctricamente no conductivos, homogéneos, y estar exentos de toda contaminación.
3.5
Resistencia neumática
Si el cable requiere una presurización con aire seco durante la explotación, deberá especificarse la resistencia neumática.
Nota
- Se pretende que un cable sólo pueda ser
presurizado si permite un flujo de aire conforme a los criterios definidos en
la parte III del manual
Tecnologías de planta exterior para
redes públicas
(véase la Recomendación L.1).
3.6
Cubierta
El núcleo del cable deberá estar provisto de una cubierta capaz de soportar las condiciones ambientales y mecánicas asociadas con el almacenamiento, la instalación y la explotación. La cubierta puede estar formada por una combinación de materiales, y puede incluir elementos de resistencia.
En relación con las cubiertas de los cables de fibra óptica se siguen criterios por lo general similares a los aplicados a los cables de conductores metálicos. Se debe también tener en cuenta la cantidad de hidrógeno generado por las barreras metálicas antihumedad. Debe indicarse el espesor mínimo aceptable de la cubierta, así como los valores máximo y mínimo admisibles del diámetro total del cable.
Nota 1
- Uno de los materiales más utilizados para las
cubiertas de cable es el polietileno. Sin embargo, pueden existir ciertas
condiciones ambientales en las que sea necesario minimizar la inflamabilidad de
un cable y limitar la emisión de vapores, humo y productos corrosivos. En estas
situaciones han de utilizarse materiales especiales para la cubierta del cable.
Nota 2
- Para los cables enterrados directamente en
zonas cuyos suelos están contaminados químicamente (ácidos, hidrocarburos,
etc.) se pueden utilizar cubiertas fabricadas con combinaciones de materiales
diseñadas especialmente.
Nota 3
- En el caso de los cables aéreos, la cubierta
exterior debe ser resistente a la degradación provocada por las radiaciones
ultravioleta.
3.7
Armadura
Cuando se requiere una mayor resistencia a la tracción o una mayor protección contra los daños externos, debe proveerse una armadura por encima de la cubierta.
En relación con la armadura de los cables de fibra óptica se siguen criterios que, por lo general, son similares a los que se aplican a los cables de conductores metálicos. No obstante, debe tenerse en cuenta la generación de hidrógeno debida a la corrosión. Debe tenerse presente que la armadura reduce las ventajas de los cables de fibra óptica tales como su ligereza y flexibilidad.
La armadura de los cables desprovistos de metal puede fabricarse con hilaturas de aramida, trenzados reforzados de fibra de vidrio o envoltura de cinta.
3.8
Identificación de los cables
Si se requiere una identificación visual para distinguir un cable de fibra óptica de un cable metálico, esto puede hacerse marcando de manera visible la cubierta del cable de fibra óptica.
4 Métodos de prueba
4.1
Métodos de prueba de las características mecánicas
En este punto se recomiendan las pruebas y métodos de prueba adecuados para verificar las características mecánicas de los cables de fibra óptica.
4.1.1
Resistencia a la tracción
Este método de prueba se aplica a los cables de fibra óptica instalados en condiciones ambientales cualesquiera.
Se realizan medidas para estudiar el comportamiento de la atenuación de la fibra en función de la carga mecánica aplicada al cable durante la instalación.
La prueba debe llevarse a cabo de conformidad con el método de la publicación 794-1-E1 de la CEI [3].
El grado de desacoplamiento mecánico entre la fibra y el cable puede determinarse al medir la elongación de la fibra, con un equipo de prueba de desplazamiento de la fase óptica, junto con la elongación del cable.
Este método puede ser no destructivo si la tensión aplicada está dentro de los valores que se observan en explotación.
4.1.2
Curvado
Este método de prueba se aplica a los cables de fibra óptica instalados en condiciones ambientales cualesquiera.
Esta prueba tiene por objeto determinar si los cables de fibra óptica pueden soportar los esfuerzos mecánicos que se desarrollan cuando se les hace pasar por una polea, simulada por un mandril de prueba.
Esta prueba deberá realizarse de conformidad con el método de la publicación 794-1-E11 de la CEI [3].
4.1.3
Curvado bajo tensión
Este método de prueba se aplica a los cables de fibra óptica instalados en condiciones ambientales cualesquiera.
Este tema queda para ulterior estudio.
4.1.4
Aplastamiento
Este método de prueba se aplica a los cables de fibra óptica instalados en condiciones ambientales cualesquiera.
Esta prueba deberá realizarse de conformidad con el método de la publicación 794-1-E3 de la CEI [3].
4.1.5
Abrasión
Este método se aplica a los cables de fibra óptica instalados en condiciones ambientales cualesquiera.
Esta prueba debe realizarse de conformidad con el método de la publicación 794-1-E2 de la CEI [3].
4.1.6
Torsión
Este método de prueba se aplica a los cables de fibra óptica instalados en condiciones ambientales cualesquiera.
Esta prueba deberá realizarse de conformidad con el método de la publicación 794-1-E7 de la CEI [3].
4.1.7
Impacto
Este método de prueba se aplica a los cables de fibra óptica instalados en condiciones ambientales cualesquiera.
Esta prueba debe realizarse de conformidad con el método de la publicación 794-1-E4 de la CEI [3].
4.2
Métodos de prueba sobre las características
ambientales
En este punto se recomiendan las pruebas y los métodos de prueba adecuados para verificar las características ambientales de los cables de fibra óptica.
4.2.1
Ciclos de temperatura
Este método de prueba se aplica a los cables de fibra óptica instalados en condiciones ambientales cualesquiera.
La prueba consiste en someter al cable de fibra óptica a cambios cíclicos de temperatura para determinar la estabilidad de sus características de atenuación en presencia de cambios de la temperatura ambiente que pueden producirse durante el almacenamiento, el transporte y la explotación.
Esta prueba debe realizarse de conformidad con el método de la publicación 794-1-F1 de la CEI [3].
Nota
- Para los cables aéreos autosoportados, la
estabilidad de la atenuación puede medirse aplicando una tensión determinada a
la muestra de cable.
4.2.2
Penetración longitudinal del agua
Este método de prueba se aplica a los cables exteriores, rellenados completamente, instalados en condiciones ambientales cualesquiera. La prueba tiene por objeto verificar que todos los intersticios del cable están rellenados con un compuesto continuo, para evitar la penetración del agua en el cable.
Esta prueba debe realizarse de conformidad con el método de la publicación 794-1-F5 de la CEI [3].
4.2.3
Barrera antihumedad
Este método se aplica a los cables de fibra óptica instalados en condiciones ambientales cualesquiera.
Esta prueba se aplica a los cables suministrados con una lámina metálica
superpuesta longitudinalmente. La penetración de la humedad puede probarse de
conformidad con el método de prueba descrito en el capítulo III de la parte I
del manual sobre
Tecnologías de planta exterior para redes
públicas
(véase la Recomendación L.1).
4.2.4
Congelación
Este método de prueba se aplica a los cables de fibra óptica instalados en condiciones ambientales cualesquiera.
Este tema queda para ulterior estudio y actualmente se examina en el método de la publicación 794-1-F6 de la CEI [3].
4.2.5
Hidrógeno
Este método de prueba se aplica a los cables de fibra óptica instalados en condiciones ambientales cualesquiera.
Hay que establecer un procedimiento de prueba de corta duración adecuado para un cable acabado de fábrica, que permita predecir el incremento a largo plazo de la atenuación de la fibra a partir de los resultados de pruebas realizadas en el proceso de fabricación.
4.2.6
Radiaciones nucleares
Este método de prueba permite determinar en qué medida los cables de fibra óptica son capaces de soportar la exposición a una radiación nuclear.
Este tema queda para ulterior estudio y actualmente se examina en el método de la publicación 794-1-F7 de la CEI [3].
4.2.7
Vibraciones
(cables instalados en puentes y
subterráneos)
Este método de prueba evalúa la idoneidad de los cables de fibra óptica para aplicaciones en puentes y subterráneos.
Esta prueba queda para ulterior estudio.
4.2.8
Vibraciones (cables aéreos)
Este método de prueba evalúa la idoneidad de los cables de fibra óptica para aplicaciones aéreas.
Esta prueba queda para ulterior estudio.
4.2.9
Resistencia a los ultravioleta
Este método de prueba se aplica a los cables aéreos de fibra óptica y evalúa la idoneidad de la cubierta del cable para resistir los rayos ultravioleta.
Esta prueba queda para ulterior estudio.
4.2.10
Descargas superficiales en la
cubierta
Esta prueba se aplica a los cables aéreos de fibra óptica utilizados en las líneas de alta tensión.
Esta prueba queda para ulterior estudio.
Referencias
[1]Publicación 793-1 de la CEI
Optical fibres, parte 1:
Generic specification
, Ginebra, 1987.
[2]Manual del CCITT
Construcción, instalación, empalme y
protección de cables de fibra óptica
, UIT, Ginebra,
1985.
[3]Publicación 794-1 de la CEI
Optical fibre cables, parte
1: Generic specifications
, Ginebra, 1987.
UTILIZACIóN COMPARTIDA DE GALERíAS PARA CANALIZACIONES Y
CABLES
^
DE TELECOMUNICACIóN, Y
NORMALIZACIóN DE LOS PLANOS DE CONDUCTOS SUBTERRáNEOS
(Melbourne, 1988)
El CCITT,
considerando
(a)que gran número de países están interesados en la utilización compartida de galerías y son conscientes de las ventajas, desventajas y peligros específicos asociados;
(b)que las normas que rigen este tipo de canalización varían considerablemente según los países;
(c)que la utilización compartida de galerías adquiere cada vez mayor importancia a medida que crece la densidad de población y se reducen los espacios abiertos concretamente en las grandes ciudades,
recomienda
que las Administraciones que en un futuro estén interesadas en este tipo de instalación se atengan a las normas descritas en esta Recomendación.
1 Consideraciones generales
Las galerías y zanjas para conductos son construcciones que contienen uno o, con más frecuencia, varios conductos de distintas redes. Las galerías con accesos para la inspección comprenden uno o varios pasillos, que permiten los trabajos de montaje y las operaciones ulteriores de control, mantenimiento y reparación. Una galería que no pueda recorrerse a pie, sino agachado, debe presentar una altura libre interior de 0,8 m por lo menos. Una persona no puede entrar en los canales para conductos.
Los principios enunciados a continuación son válidos para las galerías con posibilidad de inspección. Se aplican por analogía a las galerías que sólo se pueden recorrer agachado.
Las galerías pueden contener conductos pertenecientes a las redes siguientes:
-antenas colectivas;
-telecomunicaciones;
-electricidad;
-gas;
-agua;
-calefacción a distancia;
-transporte por conductos (por ejemplo, tubos neumáticos);
-aguas residuales.
2 Establecimiento de un plan de
trazado
2.1
Estructura
Para analizar los posibles trazados de las galerías, es indispensable examinar la estructura de las distintas redes y sus niveles de prioridad.
Los conductos de transporte de distintas redes no siguen en general un trazado común, pues los lugares de producción no son los mismos (por ejemplo, centrales eléctricas, estaciones de bombeo o centrales telefónicas, etc.) y los puntos de paso del nivel de transporte al nivel de distribución primario son diferentes. Por el contrario, en las zonas de gran densidad demográfica, los conductos de distribución primaria y secundaria siguen con frecuencia el mismo recorrido. Por consiguiente, la implantación de una galeria está especialmente indicada en las arterias que comprenden a la vez conductos de distribución primaria y secundaria.
2.2
Criterios de decisión
Al optar por zanjas o galerías se tendrán en cuenta los criterios expuestos a continuación.
2.2.1
Seguridad de distribución
Una gran seguridad de distribución depende de los siguientes elementos:
-durabilidad del material y de los empalmes;
-localización rápida de los daños de producirse, acceso fácil y tiempos mínimos de reparación;
-escasa vulnerabilidad a agentes exteriores (por ejemplo, daños causados por terceros o por terremotos).
Los conductos colocados en galerías presentan en general una durabilidad elevada y un reducido riesgo de deterioro. Pueden repararse rápidamente.
2.2.2
Riesgos para terceros y perturbaciones debidas a los
trabajos de colocación y las reparaciones
Se tendrán en cuenta las perturbaciones provocadas por los trabajos de colocación y por las reparaciones (desviación del tráfico, ruido), así como las consecuencias de los daños que sufran los conductos (daños producidos por agua e incendios).
2.2.3
Consideraciones económicas
Al estudiar los aspectos económicos de las galerías se tendrá en cuenta no sólo el coste de su construcción y mantenimiento, sino también la economía que representará en el futuro la eliminación de los efectos secundarios de la presencia de conductos enterrados. Se denominan efectos secundarios a los que puedan ocasionar la instalación, mal funcionamiento, reparación y mantenimiento de los conductos en los habitantes y las distintas actividades locales, la circulación de vehículos y el medio ambiente en general.
2.2.4
Consideraciones técnicas
Antes de decidir el método de tendido conviene considerar los factores siguientes:
-Conductos, red, dimensión (sección transversal), potencia (capacidad), material, protección contra la corrosión, número, prioridad de la distribución, trazado de los conductos, compatibilidad con otros conductos, estado de los conductos, reparaciones, saneamiento, sustitución, reservas, ampliaciones, conductos de emergencia, instalaciones provisionales, conexiones con edificios.
-Vías de tráfico rodado, anchura de la calzada, anchura de las aceras, zonas verdes, densidad del tráfico, evacuación de las aguas de superficie, superestructura.
-Subsuelo, tipo de terreno, nivel de aguas subterráneas, conductos existentes, construcciones subterráneas existentes.
-Calendarios, comienzo de los trabajos, duración de los trabajos (etapas), puesta en servicio.
Al planificar una galería se prestará particular atención a los ramales de conexión con edificios; éstos pueden efectuarse directamente a partir del túnel si se han previsto las aberturas de acceso necesarias. Otra solución consiste en abrir conductos de distribución secundaria a lo largo de la galería.
3 Recomendaciones aplicables a las
galerías
3.1
Fases
Se tendrán en cuenta las siguientes fases sucesivas:
-fase de construcción,
-fase operacional.
3.2
Recomendaciones generales
En las fases de construcción y operacional, la instalación habrá de responder a los siguientes requisitos:
-
Introducción de los componentes de los conductos en la
galería
Todos los elementos han de poder introducirse por los accesos normales o por aberturas especiales.
-
Tracción de los cables
Los cables se instalarán en contenedores técnicamente apropiados de las galerías, con objeto de facilitar su colocación, recolocación o retirada.
-
Accesorios de montaje
Para el montaje, en particular cuando se trata de tuberías pesadas, deberán instalarse dispositivos de fijación en sitios adecuados.
-
Desplazamiento de los componentes de los conductos en
la galería
Se dispondrán los medios necesarios para permitir el transporte de los componentes de los conductos dentro de la galería.
-
Medios de reserva para la ampliación de redes
Teniendo en cuenta la probabilidad de ampliación de distintas redes, se definirán espacios de reserva en el plano transversal de la galería.
-
Espacio libre alrededor de los conductos
El espacio libre entre la pared de la galería y los conductos, así como entre los conductos, será suficientemente grande, en función de su diámetro (para facilitar el mantenimiento, las reparaciones y las conexiones).
-
Temperatura ambiental
Pueden producirse altas temperaturas en las galerías que contengan conductos que disipen calor. Será necesario mantener unas condiciones ambientales fisiológicamente admisibles, con objeto de evitar todo riesgo para la salud del personal en el curso de las obras y controles. En relación con los cables de telecomunicación, véase el 3.3.2 .
-
Corrosión de los conductos, piezas de fijación y
accesorios del equipo
Las piezas de fijación y los accesorios del equipo tendrán una vida útil igual a la de los conductos. Una elevada humedad del aire puede producir condensación de agua y la corrosión de los metales no inoxidables. Se examinarán las manifestaciones de corrosión con arreglo a la Recomendación L.1. Las instalaciones metálicas (columnas, bastidores o soportes) serán, de preferencia, de acero galvanizado en caliente. En ciertos casos puede aplicarse una protección catódica.
-
Vibraciones
Algunos conductos pueden ser sensibles a las vibraciones. En algunos casos, la circulación de vehículos puede producir vibraciones que se propaguen por las galerías.
3.3
Observaciones relativas a las redes de distribución
3.3.1
Antenas colectivas
Los equipos de amplificación requieren espacio suplementario. Aparte de ese aspecto, los cables de antenas colectivas no plantean exigencias especiales.
3.3.2
Cables de telecomunicación
Se tendrán en cuenta los requisitos siguientes:
-
Separación de las líneas eléctricas
Se respetarán las distancias mínimas con respecto a los conductos de distribución de electricidad (véase el 5 ).
-
Protección contra cargas térmicas
Dado que los cables de telecomunicaciones son vulnerables a las cargas térmicas, deberán tenerse en cuenta las condiciones térmicas en las galerías. Esta consideración es especialmente aplicable a los cables de fibra óptica.
-
Protección contra la corrosión y el rayo
En general es recomendable proteger los cables de telecomunicación con cubiertas o blindajes metálicos. Puede aplicarse protección, pero el empleo de electrodos compartidos de puesta a tierra comunes no se requiere, o bien no se admite.
-
Protección contra interferencias eléctricas
Normalmente no es necesario adoptar disposiciones especiales, pero en
ciertos casos pueden aplicarse construcciones de cable con
-
Protección contra fuerzas mecánicas
Para proteger los cables contra efectos mecánicos tales como vibraciones o choques pueden emplearse blindajes metálicos. En el caso de las cubiertas de plomo, se recomienda el empleo de aleaciones resistentes a las vibraciones.
-
Protección contra influencias exteriores
Los cables con recubrimiento de plástico pueden ser protegidos contra los roedores mediante blindajes de fibra de vidrio o fibra de aramida.
Como protección contra los terremotos se pueden aplicar juntas de cable retráctiles.
-
Curvados
Debido a la limitación de la curvatura de los cables, en los planos del tendido deberán tenerse en cuenta los radios de curvatura admisibles.
-
Trabajos especializados
Debido a la relativa frecuencia con que han de efectuarse trabajos en las instalaciones de telecomunicación, en particular en los manguitos, habrá que prever los espacios necesarios (por ejemplo, nichos, cámaras).
3.3.3
Cables de electricidad
Se tendrán en cuenta los requisitos siguientes:
-
Curvados
Por analogía se aplican las reglas referentes a los cables de telecomunicación.
-
Temperatura ambiente
La capacidad de carga de los cables eléctricos depende, entre otros parámetros, de la temperatura ambiente, que se determinará en cada caso a fin de obtener el mejor equilibrio posible entre la refrigeración del túnel y la capacidad de carga de los cables.
3.3.4
Gas
Los túneles que contienen conductos de gas deben estar ventilados (de modo natural o artificial). Los manguitos de dilatación serán antifugas y estarán dispuestos en cámaras separadas.
3.3.5
Agua
Para determinar la estructuración longitudinal o transversal de la galería se tendrán en cuenta las dimensiones de los conductos de agua especiales. Estos pueden requerir precauciones especiales de tipo climático para evitar el calentamiento excesivo o la congelación. Pueden plantear problemas especiales las conducciones cuyo diámetro nominal sea de 150 mm. Para éstas habrán de tenerse en cuenta los siguientes factores:
-
Subidas de la temperatura
Una subida de la temperatura en una galería tendrá un efecto despreciable sobre la calidad del agua potable.
-
Congelación de los conductos
La temperatura en las galerías visitables raramente desciende por debajo del punto de congelación. Con todo, si existe un riesgo de congelación se adoptarán medidas apropiadas para proteger el conducto.
-
Purga y drenaje
En general, las instalaciones de purga y drenaje se construirán fuera de la galería.
3.3.6
Calefacción a distancia
Se tendrán en cuenta los requisitos siguientes:
-
Disposición de los conductos
En el montaje, el espacio entre los conductos de calefacción a distancia (sin contar el aislamiento) y la pared de la galería debe ser como mínimo de 0,3 m.
-
Inmunidad al calor
La continuidad del aislamiento térmico disminuye las pérdidas de calor y contribuye a impedir choques térmicos en caso de ruptura de un conducto de agua.
-
Empalmes e intersecciones
En los emplames e intersecciones se observarán los radios de curvatura admisibles para los conductos.
-
Dispositivos de dilatación
En los planos se tendrá en cuenta el espacio necesario para los dispositivos de dilatación.
3.3.7
Aguas residuales
Se tendrán en cuenta los aspectos siguientes:
-
Generalidades
En la mayoría de los casos, las conducciones tendrán un drenaje natural, por lo que su nivel y declive sólo pueden adaptarse al trazado de la galería dentro de ciertos límites.
-
Enlace entre los desagües y la galería
Dado el riesgo de retroceso de agua, no debe existir ningún enlace abierto entre el colector y la galería.
4 Plan de seguridad
4.1
Objetivos de seguridad
La seguridad debe considerarse en los aspectos siguientes:
-seguridad de las personas que trabajen en la galería;
-seguridad de las personas y de las propiedades en el exterior de la galería;
-seguridad de la distribución.
En los dos primeros apartados, los objetivos de seguridad contemplan el riesgo de daños a personas.
La seguridad de la distribución es independiente de la de las personas. Sin embargo, conviene no pasar por alto la importancia de los conductos de distribución, no sólo por los servicios que prestan a la población, sino también, en ciertas circunstancias, como elemento indispensable de supervivencia.
4.2
Plan de seguridad
4.2.1
Seguridad durante las fases de construcción e
instalación
El plan de seguridad debe respetar las normas existentes sobre seguridad en el trabajo. Se concederá particular atención a las relativas a los trabajos de construcción en un medio cerrado. En todos los casos, se respetarán los niveles máximos admisibles para los productos o emanaciones nocivos para la salud definidos por las compañías de seguros.
4.2.2
Seguridad en la fase de explotación
Corresponde a la empresa propietaria de una instalación dictar las instrucciones que han de observarse desde el comienzo de las operaciones.
En caso de realizar trabajos de mantenimiento o ampliación, convendrá observar las medidas de seguridad prescritas para la fase de construcción.
El riesgo de incendio y los medios de lucha contra el fuego se definirán en colaboración con el servicio de bomberos.
Los cuadros A-1/L.11 y A-2/L.11 reproducen un modelo de plan de seguridad en la fase operacional, indicando las posibles medidas preventivas.
Del plan de seguridad se obtendrán las disposiciones aplicables en la ejecución de una galería, descritas en el 5 .
4.3
Problemas especiales a considerar
Cuando sea necesario, se realizará un estudio especial de los aspectos de seguridad, con respecto a los siguientes puntos:
-interferencia entre las líneas de telecomunicación y las líneas eléctricas de alta tensión o las líneas ferroviarias electrificadas en continua;
-diseño de la galería;
-ventilación;
-protección térmica;
-drenaje de las aguas;
-instalaciones eléctricas;
-sistemas de detección de gases o de incendios.
5 Construcción
5.1
Sección transversal
5.1.1
Generalidades
La sección transversal de una galería comprende los siguientes elementos:
-los conductos y sus accesorios, comprendidos los espacios libres para las reparaciones y el mantenimiento;
-los espacios de reserva;
-las intersecciones y los empalmes de los conductos;
-los pasillos de servicio.
5.1.2
Disposición de los conductos
Además de los requisitos de montaje, se aplicarán las reglas siguientes:
-
Cables de telecomunicación y antenas
Se observarán las siguientes distancias entre líneas eléctricas:
-baja tensión, hasta 1000 V0,3 m -alta tensión, con inducción baja0,3 m -alta tensión, con inducción elevadapor determinar (sistemas con toma de tierra rígida)
-
Conductos de líneas eléctricas
Cuando los cables estén sostenidos por abrazaderas o bastidores, se tendrá en cuenta la interacción térmica y electromagnética.
-
Conductos de gas natural
Se colocarán lo más alto posible en la galería. Esta disposición las protege de los daños mecánicos; en caso de escape, el gas se acumula contra el techo.
-
Conductos de agua
Se colocarán lo más bajo posible en la estructura transversal de la galería, para facilitar la instalación y la fijación. Además, la temperatura ambiente suele ser más baja en el suelo de la galería.
5.1.3
Pasillo de servicio
Para que se pueda recorrer la galería con facilidad y sin riesgos, se evitará la presencia de escalones en el pasillo de servicio.
Las dimensiones del pasillo de servicio deben satisfacer los siguientes requisitos:
-anchura mínima0,7 m -altura mínima1,9 m
-dimensión del mayor de los elementos que se vayan a introducir en el pasillo de servicio, más 0,2 m por lo menos
-las dimensiones se podrán aumentar según las circunstancias, particularmente en los cambios de dirección, intersecciones y nichos de trabajo.
5.1.4
Pendiente transversal
Se establecerá una pendiente transversal para el desagüe.
5.1.5
Ejemplos de perfiles de galería
Las figuras B-1/L.11 y B-2/L.11 representan galerías de sección circular y rectangular, respectivamente. Muestran el modo de distribuir el espacio disponible entre las distintas redes.
5.2
Aberturas, accesos y tabiques
5.2.1
Aberturas para el equipo
Las aberturas deben permitir la introducción de las piezas de mayor tamaño en el curso del montaje y de los trabajos de mantenimiento de la galería. Se dispondrán directamente sobre el pasillo de servicio. Durante la construcción pueden preverse aberturas suplementarias, que se cerrarán antes de la entrada en servicio de las instalaciones. Debe preverse el acceso de los vehículos de descarga de material.
5.2.2
Puertas de acceso para el personal
Los puntos de acceso del personal se determinarán con arreglo a las salidas y al sistema de alarma. Por lo general, no debe existir una distancia superior a 500 m entre dos puntos de acceso. Se estudiará la oportunidad de establecer salidas de emergencia entre las puertas de acceso.
Las puertas de acceso deben construirse de modo que no puedan ser obstruidas ni permitan la penetración de agua o de emanaciones.
Las aberturas para los equipos y las puertas de acceso para el personal deben poder cerrarse con llave y ser lo más herméticas posible.
5.2.3
Tabiques
Se estudiará cuidadosamente la disposición de los tabiques transversales, que debe ser compatible con las vías y aberturas de salida.
5.2.4
Medios para el transporte de equipos y de accesorios
de montaje
El plan de utilización deberá prever, a lo largo del pasillo de servicio, los dispositivos necesarios para el transporte (por ejemplo, raíles en el techo), así como elementos de montaje (por ejemplo, ganchos para poleas y mecanismos de elevación, y piezas de sujeción para accesorios).
5.3
Soportes y fijaciones
5.3.1
Cargas que han de considerarse
Se tendrán en cuenta los requisitos siguientes:
-
Cargas permanentes
Las cargas permanentes deben indicarse en el plan de utilización.
-
Levantamiento
En general, todos los conductos deben asegurarse para resistir fuerzas de levantamiento.
-
Efectos sísmicos
Todas las abrazaderas de conductos, los soportes y los bastidores de cables deben resistir los efectos de las fuerzas sísmicas conforme a las normas nacionales.
-
Explosiones
Los conductos y otros elementos de una galería pueden ser fuertemente sacudidos por las explosiones. Si el plan de seguridad muestra que los conductos esenciales pueden sufrir tales sobrecargas, es preciso que:
-los conductos no sufran roturas ni deformaciones que pueda alterar su funcionamiento;
-ningún movimiento pueda arrancar los conductos esenciales de sus soportes o hacerlos golpear contra las paredes u otros elementos construidos.
Esos riesgos pueden evitarse empleando fijaciones a prueba de choques y mediante una disposición adecuada de los conductos. En relación con estos problemas se pedirá el asesoramiento de especialistas.
5.3.2
Protección contra la corrosión
Es importante la protección de los soportes y fijaciones contra la corrosión, dada la larga vida útil de las instalaciones (véase el 3.2 ).
5.4
Puntos de paso entre los galerías y el terreno
circundante
En los puntos por los que los conductos pasan de la galería al terreno, han de tenerse en cuenta los movimientos relativos que pueden producirse entre ambos tipos de medio ambiente.
Los puntos de salida de las galerías deben ser lo más herméticos posible, con objeto de evitar la penetración de gases o de agua en la galería.
5.5
Válvulas de cierre
Se efectuará con cuidado el posicionamiento de las válvulas de los conductos de gas, agua, calefacción a distancia y aguas residuales, a ambos lados de la pared de la galería. Es preciso que estos dispositivos puedan maniobrarse desde el exterior.
5.6
Ventilación
5.6.1
Objetivos y reglas
La ventilación debe responder a los siguientes objetivos:
-
Medio ambiente
Los conductos de líneas eléctricas y de calefacción a distancia desprenden calor. Si éste no se transfiere al terreno a través de las paredes de la galería, el enfriamiento se efectuará por ventilación forzada.
La ventilación regulada permite además reducir el nivel de humedad del aire y contribuye a la protección activa contra la corrosión.
-
Seguridad
En el marco del plan de seguridad, la ventilación tiene por objeto reducir el peligro de explosión, impedir la penetración de gases de escape de vehículos y mantener unos valores de trabajo admisibles de gases nocivos procedentes de los distintos tipos de trabajos de soldadura.
5.6.2
Sistemas de ventilación
Los sistemas de ventilación son:
-
Ventilación natural
La ventilación natural se basa en la corriente de aire que se establece por efecto de las diferencias de temperatura y presión. Esto permite en numerosos casos una renovación satisfactoria del aire.
-
Ventilación mecánica
Con una ventilación mecánica a presión, el aire tomado del exterior es impulsado dentro de la galería por un ventilador. De este modo, al movimiento del aire se añade un aumento de la presión, que impide la penetración de gases peligrosos en la galería.
5.6.3
Elección entre ventilación natural y ventilación
mecánica
Los criterios de elección para los sistemas de ventilación son:
-
Criterios técnicos y de seguridad
Por lo general, se precisa una ventilación mecánica:
-cuando a lo largo de la galería hay conductos antiguos de gas que no son a prueba de fugas; y
-si existe el riesgo de que penetren materias tóxicas o inflamables en la galería.
En lo que respecta a la seguridad operacional, la ventilación natural ofrece la ventaja de no comprender ningún elemento mecánico ni eléctrico, excluyendo así todo riesgo de interrupción de la circulación de aire por avería.
-
Criterios técnicos de índole ambiental
En las construcciones subterráneas de escasa profundidad, cuyas paredes están en contacto con el terreno que las rodea las variaciones de temperatura en el interior del túnel quedan compensadas en gran medida por la inercia térmica del terreno circundante. Por este motivo, la ventilación natural basta en general para garantizar las condiciones ambientales deseadas.
-
Protección contra la corrosión
Un elevado grado de humedad del aire y, en particular, la condensación de agua, aceleran la corrosión de los conductos y fijaciones. La presencia de un elevado grado de humedad en una galería puede deberse a lo siguiente:
-filtración de agua por las paredes;
-presencia de aguas de purga o limpieza;
-enfriamiento de aire caliente y húmedo tomado del exterior por la ventilación.
Para evitar que la humedad relativa del aire alcance un elevado valor es necesario evacuar por el camino más corto toda el agua de penetración. Además, la ventilación mecánica debe interrumpirse cuando introduce aire exterior caliente cargado de humedad en una galería de temperatura baja, siempre que no aumenten otros riesgos.
5.6.4
Dimensionamiento de la ventilación mecánica
Se tendrán en cuenta los sectores de ventilación al efectuar las compartimentaciones interiores.
-
Dimensionamiento con arreglo a los límites de
temperatura
Los límites de temperatura se determinan en general conforme a las condiciones de trabajo fisiológicamente admisibles o a la capacidad de los conductos de electricidad. Debido a la gran influencia que ejerce el terreno contiguo sobre la evacuación del calor, así como a la compensación térmica que establece la construcción, el enfriamiento causado por la ventilación es relativamente pequeño. Lo mismo puede decirse de la influencia de la temperatura exterior.
-
Dimensionamiento en previsión de fugas de gas
La ventilación mecánica debe dimensionarse de modo que, durante el servicio normal, permita hacer frente a ligeras fugas del conducto de gas, a condición de que la concentración de gas sea siempre inferior al umbral inferior de explosión, con un margen de seguridad suficiente.
5.6.5
Indicaciones sobre la instalación de un sistema de
ventilación
En el caso de la ventilación natural, la cantidad de aire necesaria determinará la sección transversal de las tomas de aire.
Conviene estudiar el establecimiento de bocas para la aplicación de extractores de aire móviles (como los empleados por el cuerpo de bomberos), en caso de averías u obras especiales.
5.7
Drenaje del agua
5.7.1
Objetivos y reglas
El objetivo es el drenaje de:
-aguas de la capa freática y aguas de riachuelos subterráneos que penetren en la galería a causa de la permeabilidad de sus paredes;
-aguas de limpieza de la galería;
-agua procedente de la purga de las conducciones de agua;
-agua de los conductos de calefacción a distancia;
-agua que escapa de las conducciones de agua;
-aguas de condensación.
El drenaje del agua procedente de un conducto roto debe estar prevista en el plan de seguridad.
El sistema de drenaje de aguas debe responder a las siguientes exigencias:
-no debe producirse ningún paso de gas de la galería a la tubería de desagüe;
-no debe transmitirse ningún olor de los conductos a la galería (deben preverse sifones).
5.7.2
Red interna para evacuar pequeñas cantidades de agua
excedente
El sistema de evacuación del agua es parecido al de un edificio. Cuando la aportación de agua es pequeña, para su salida puede crearse un canal de desagüe si la galería tiene la pendiente adecuada.
5.7.3
Evacuación del agua en caso de rotura de un
conducto
En general, el desagüe normal no permite la evacuación del agua excedente en caso de rotura de un conducto, aunque sólo sea por la insuficiente capacidad de la tubería a la que está conectada la galería. El plan de seguridad debe determinar la cantidad de agua que ha de tomarse en consideración para la evacuación por el sistema de desagüe de la galería, junto con los dispositivos de contención y desviación necesarios.
5.7.4
Evacuación del agua por una conducción situada por
debajo de la galería
Esta disposición permite evacuar el agua por la acción de la gravedad. Habría que tener mucho cuidado para evitar el reflujo.
5.7.5
Evacuación del agua por una conducción situada por
encima del nivel de la solera
En este caso es necesario bombear el agua a partir de un sumidero. El plan de seguridad indicará si es preciso instalar una o varias bombas, así como también si se necesita una evacuación de emergencia separada. Además de la bomba eléctrica se instalará una segunda bomba, movida por otra fuente de energía. Por lo general, deben preverse dispositivos de señalización.
5.8
Dispositivos de señalización
5.8.1
Generalidades
Sólo cuando se hayan considerado todas las medidas de seguridad activa y se considere que las mismas son insuficientes hay que prever la instalación de dispositivos de señalización y alarma. Estos se definirán en el marco del plan especial de seguridad. Sin embargo, conviene tener presente que estos equipos tienen una eficacia limitada y requieren elevados gastos de mantenimiento.
5.8.2
Sistemas de alarma para fugas de
gas
Estos sistemas activan una alarma (en los puntos de acceso) en cuanto detectan una mezcla peligrosa de gas y aire. En los galerías dotadas de una instalación de ventilación, esta última puede ponerse en marcha para diluir la mezcla. Los dispositivos de señalización deben ajustarse de modo que den la alarma cuando la concentración de gas alcanza el 50% del umbral inferior de explosión. Se estudiará la necesidad de dispositivos que garanticen la continuidad del funcionamiento en caso de fallo de la alimentación en energía eléctrica. Los dispositivos deben permitir la localización de todo escape. Los detectores se situarán a intervalos regulares y también, eventualmente, por encima de conexiones, válvulas, etc.
Cuando una galería tiene acceso directo a edificios, es indispensable la instalación de detectores de gas. Además, las entradas de servicio a los edificios han de ser de cierre hermético. Si no existen sistemas fijos de detección de gas o los mismos no funcionan, se comprobará con instrumentos portátiles la ausencia de gases explosivos o tóxicos antes de entrar en la galería.
5.8.3
Sistemas de alarma para
inundaciones
Estos sistemas deben comprender conmutadores de flotador colocados en los puntos bajos y en los sumideros, además de flotadores a distintos niveles que produzcan alarmas sucesivas.
5.8.4
Sistemas de alarma para incendios
La necesidad de un sistema de alarma para incendios se examinará en cada caso.
5.9
Otras instalaciones de servicio
5.9.1
Sistemas de telecomunicación
Se estudiará el modo de garantizar las comunicaciones internas de servicio en el curso de las visitas de control o de reparación. La elección dependerá de la longitud de la galería, de la frecuencia de las inspecciones, y de los planes de mantenimiento de los distintos usuarios.
5.9.2
Alimentación en energía eléctrica
Puede que haya que utilizar material antideflagrante en el equipo de servicio de la galería.
5.9.3
Alumbrado
Las galerías poseerán en general un alumbrado eléctrico permanente. Se preverá además la instalación de un alumbrado de emergencia independiente.
5.9.4
Limpieza de la galería
Al elaborar el proyecto de una galería se estudiará la posibilidad de emplear máquinas de limpieza (anchuras de paso, tomas de agua).
5.9.5
Marcado y señalización
Los obstáculos y dispositivos relacionados con la seguridad deben estar indicados claramente (escalones, salidas de emergencia, dirección en que se encuentra la salida). Se recomienda la identificación de los conductos por medio de un marcado especial muy visible y duradero. En galerías complejas deben colocarse señales de ruta a fin de que las personas que no conocen el trazado puedan orientarse.
5.9.6
Normas de utilización
Se establecerán prescripciones de seguridad para los visitantes de la galería, a fin de llamar su atención sobre los medios de comunicación, seguridad y evacuación.
6 Normalización de los planos
de los conductos subterráneos de
galerías compartidas para canalizaciones y cables de
telecomunicación
6.1
Introducción
En este punto se describe la representación gráfica de los conductos subterráneos de las zanjas o galerías.
Varios países han normalizado la representación gráfica de los conductos subterráneos en galerías compartidas. En consecuencia, en el presente documento nos limitaremos a efectuar una presentación general. Corresponde al administrador de la red interesada actualizar los planos y documentos.
Los planos incluirán todas las indicaciones necesarias para la explotación, el mantenimiento y la ampliación de los conductos subterráneos, así como para su protección y operación continua durante la ejecución de trabajos.
6.2
Terminología
Se define en la presente Recomendación el concepto de
@
conducto subterráneo
@ como el \vector de
distribución de un fluido, que conecta el lugar de producción con el punto de
consumo o de evacuación; se refiere tanto a conducciones de cables de
telecomunicación como de electricidad.\
6.3
Campo de aplicación
Los planos de los conductos subterráneos forman parte de un sistema global de información. Situados en el ámbito público o privado, estos conductos son redes públicas de distribución y de drenaje, así como de protección del medio ambiente.
6.4
Reglas aplicables a los planos de conductos
subterráneos
6.4.1
Extensión de la información
Los planos de los conductos subterráneos deberán de contener una información completa y actualizada, destinada a los usuarios, sobre los siguientes puntos:
-características de los diversos conductos;
-su emplazamiento y nivel;
-sus conexiones en la red.
6.4.2
Características
Los planos incluirán todas las indicaciones necesarias para las operaciones, el mantenimiento y la ampliación de los conductos subterráneos, así como para su protección y operación continua durante la ejecución de trabajos; también, se adaptarán a las particularidades de cada red.
6.4.3
Emplazamiento y nivel
La ubicación de los conductos y de sus componentes debe poder ser identificada con precisión a partir de los planos, consignada en otros documentos y claramente vinculada con los puntos determinados en la cartografía oficial. Las medidas se efecturán de conformidad con las normas vigentes en el campo de la cartografía.
6.4.4
Coonexiones en la red
Debe ser posible ver en los planos la forma en que los conductos representados se conectan a la red de la que forman parte. A menudo son necesarios planos de conjunto o esquemas.
6.5
Plano de base
6.5.1
Reglas especiales
El plano de base constituye la referencia básica para los planos de los conductos subterráneos. Su objeto es definir la configuración de los lugares en que se situarán los conductos.
6.5.2
Contenido
El plano de base contiene, fundamentalmente, información sobre los siguientes puntos:
-puntos fijos (puntos de triangulación, de base y de nivelación);
-límites de las propiedades, fronteras;
-edificios;
-tipo y delimitación de los cultivos.
6.6
Planos de conductos o de redes
6.6.1
Tipos de plano
El plano de red menciona todos los equipos y dispositivos de telecontrol que pertenecen a una red de distribución o de drenaje. Se distinguen los siguientes planos de red:
-aguas de drenaje;
-electricidad;
-instalaciones de telecomunicación;
-calefacción a distancia;
-gas;
-instalaciones de antena colectiva;
-aguas.
6.6.2
Reglas particulares
Todo plano de conductos o de redes debe satisfacer las necesidades de la entidad que explota dicha red. En consecuencia, son pertinentes las siguientes reglas:
-contendrá la información exigida por las disposiciones jurídicas;
-para los conductos, suministrará datos sobre su desarrollo, construcción, explotación y mantenimiento;
-contendrá las indicaciones pertinentes en caso de avería o funcionamiento incorrecto;
-suministrará a los operadores y a terceros, datos sobre el emplazamiento y el nivel de los conductos.
6.6.3
Contenido
Un plano de conductos suele incluir los siguientes datos:
Datos geométricos:
-emplazamiento de los conductos;
-nivel de los conductos.
Datos sobre los conductos:
-fluido transportado;
-empresa administradora;
-función;
-tipo y contenido;
-perfil;
-dimensiones;
-material;
-condiciones operacionales;
-componentes de la construcción o del conducto;
-identificación.
Datos sobre instalaciones auxiliares
:
-dispositivos de protección.
Escala del plano
La elección de la escala depende de la densidad de los conductos. La escala del plano de un conducto debe corresponder, en lo posible, a la del plano de base establecido a partir de la cartografía.
Se recomienda utilizar las siguientes escalas: 1:100, 1:200, 1:250 ó 1:500, dependiendo de la concentración de edificios de la zona.
6.7
Preparación de los planos
6.7.1
Definición
Por @
preparación de planos y gestión de datos
@ \se
entiende la recopilación, la actualización, el tratamiento y la representación
de todos los datos relativos a conductos subterráneos. Esto permite tratar
manualmente o por medios informáticos todos los sistemas de información sobre
conductos subterráneos.\
6.7.2
Elaboración de planos
Los principios de elaboración de planos son los siguientes:
Al instalar o modificar conductos, se trazará un plano con su ubicación y, de ser necesario, su nivel.
Si una excavación revela la existencia de conductos hasta el momento desconocidos o cuyo emplazamiento era incierto, se trazará un plano de ellos. Esta norma se aplica también a los conductos identificados por detección.
6.7.3
Precisión del emplazamiento
La precisión de los puntos utilizados para situar los conductos debe ser conforme con las prescipciones de la cartografía catastral.
6.7.4
Métodos de elaboración de planos
Se utilizará uno de los siguientes métodos para la elaboración de planos:
-coordenadas polares;
-coordenadas ortogonales;
-intersección de distancias;
-prolongaciones.
6.7.5
Procedimiento de preparación de los planos
-Sistema de plano único: el plano de base y los datos sobre los conductos figuran en el mismo medio. Los conductos se consignan en el plano de base.
-Sistema de planos diferentes superponibles: en este sistema, cada nivel de datos figura en una hoja separada. El plano de base, los datos sobre los conductos y los datos sobre la red pueden figurar en niveles de datos diferentes.
6.7.6
Representación
Los conductos se representan gráficamente mediante signos convencionales descritos en normas especiales.
6.7.7
Escritura
La escritura debe ser bien legible y homogénea, y capaz de soportar la reducción y la reproducción.
6.8
Utilización de sistemas de tratamiento de
datos
- Análisis general
Es necesario recopilar, almacenar, actualizar, tratar y reproducir un gran volumen de datos sobre los conductos subterráneos y hay que poder obterner combinaciones diferentes de éstos, por lo que es aconsejable utilizar técnicas informatizadas, ya que sólo así puede estructurarse un sistema integrado de información sobre conductos subterráneos. Dicho sistema puede tomar en consideración diversas exigencias, por ejemplo, la combinación de diversos niveles de datos mediante el tratamiento automático de planos diferentes superponibles, y obtener también extractos (planos, listas, etc.) de contenido diferenciado.
Un sistema de información sobre los conductos subterráneos debe ser diseñado como una sucesión de operaciones ininterrumpidas, incluidos la recopilación de los datos sobre el terreno o en la oficina, el almacenamiento y el tratamiento y la impresión de planos y listas.
6.9
Actualización de los planos
6.9.1
Actualización
Los planos de conductos sólo pueden resultar de utilidad si se los actualiza constantemente. Por lo tanto, deben observarse los siguientes principios:
-los datos relativos a conductos nuevos o modificados serán recopilados y tratados desde la conclusión de los trabajos;
-debe garantizarse la actualización permanente de los planos de base.
6.9.2
Acceso a los datos de localización
Entre el fin de la instalación de un conducto y la consignación de los datos en el plano, debe ser posible consultar en todo momento los documentos de localización.
6.10
Plano modelo
6.10.1
Contenido
El plano modelo del anexo 3 representa, además de las galerías para conductos de transporte, las conducciones para conductos de distribución.
6.10.2
Representación gráfica
Las galerías y conducciones se representarán a escala, y su ancho debe corresponder al diámetro interior de los tubos.
6.10.3
Representación de los conductos
Como en las galerías se cuelga, se tiende o se fija tal número de conductos y cables, no es posible representar cada conducto por separado. Por lo tanto, se representan en secciones transversales de la galería, que aparecen al lado de la conducción o en hojas separadas, indicándose su emplazamiento.
Los ramales, empalmes, derivaciones, etc., y otros detalles, se señalarán en planos o ficheros especiales. Los conductos de distribución de los diferentes fluidos se representarán mediante signos convencionales.
ANEXO A (a la Recomendación L.11)
Cuadro A-1/L.11 [1T1.11], p.
Cuadro A-1/L.11 [2T1.11], p.
Cuadro A-2/L.11 [1T2.11], p.
Cuadro A-2/L.11 [2T2.11], p.
ANEXO B (a la Recomendación L.11)
Ejemplos de perfil de
galería
Figure B-1/L.11, p.
Figure B-2/L.11, p.
ANEXO C (a la Recomendación L.11)
Plano modelo
Figure C-1/L.11, p.