Puesta a Tierra y Recomendaciones en Instalaciones de Radio (página 3)

1.12 Elementos
a analizar:

2. Todo el sistema de
   puesta a tierra
   deberá estar compuesto de materiales
   que resistan el deterioro en el tiempo y
   requieran un mínimo de mantenimiento.
2. El sistema de puesta
   a tierra debe caracterizarse por dos componentes
   fundamentales:

• Electrodos de puesta a tierra
  (jabalinas, hierros del hormigón, etc.), reunidos en una
  placa general de puesta a tierra (MGB).
• Distribución de masa
  metálica (circuitos de
  conexión entre la placa general de puesta a tierra y la
  masa metálica de los equipos instalados).

3. La placa general de puesta a
   tierra interna (Master Ground Bar-MGB) debe ser de cobre de 10
   mm de espesor y tener las dimensiones y cantidad de agujeros
   necesarios para conectarse a ella (la placa siempre debe estar
   limpia y sin óxido a los fines de asegurar una baja
   resistencia de
   conexión, agregándose grasa conductora
   antioxidante). Las perforaciones en la placa serán
   pasantes, debiendo poseer un 50 % más de perforaciones
   que las utilizadas en la instalación
   inicial.

4. La placa será amurada a
   la pared en sus cuatro extremos

   La placa estará
   conectada al anillo exterior de Puesta a Tierra
   preferentemente a través de tramos de cobre
   estañado de 35 mm2. De ser posible, debe
   estar ubicada próxima al tablero eléctrico
   general y si la instalación lo permite, el neutro de
   la red debe
   conectarse a la misma.

4. Si no es posible, la diferencia
   de potencial entre el neutro del tablero general y la placa
   de puesta a tierra no debe ser superior a 2 volts pico a
   pico, medidos con un osciloscopio digital de alta velocidad
   (50 megasamples/seg o mejor) alimentado por
   baterías.

5. El polo positivo de las
   alimentaciones del sistema debe ser conectado a la masa
   eléctrica.

6. Sería conveniente que todo
   conductor de puesta a tierra que esté unido a la placa
   recorra el camino más corto y directo.

7. Verificar que la puesta a tierra
   de los equipos esté realizada en paralelo y no en
   serie.

8. No se deberán hacer
   conexiones dobles sobre los bornes de tierra.

9. Las conexiones con puentes entre
   dos bastidores están prohibidas, salvo en el caso de
   bastidores adyacentes acoplados mecánicamente.
   Podrán tener una conexión de tierra entre ellos
   y un solo conductor de vinculación a la placa de
   masa.

10. Todas las partes metálicas
    móviles del bastidor tales como puertas, paneles, etc.
    deberán estar conectadas eléctricamente al
    mismo a través de cables o flejes.

11. Debe existir un solo sistema de
    tierra. No se permiten varillas de tierra separadas que no
    estén conectadas al sistema de tierra
    principal.

12. La resistencia de puesta a
    tierra, medida sobre esta placa con la distribución de masa metálica
    desconectada, debería ser de 1 ohm o menor (aunque a
    veces sea difícil lograrlo).

13. El chasis del equipo de microondas
    y su correspondiente rack debe estar puesto a tierra mediante
    un conductor de cobre de 16 mm2 con
    aislación verde directamente conectado a la Master
    Ground Bar utilizando terminal plano tipo doble ojal.

14. Para la estructura, en el caso de torres
    autosoportadas cada pata deberá estar conectada al
    anillo de Puesta a Tierra. En torres arriestradas cada pata
    se conectará al anillo de tierra de la misma manera.
    En estos casos adicionalmente se conectará a tierra
    cada set de riendas de cada anclaje.

15. En el caso de radios
    Microlinks se deberá asegurar que exista una buena
    puesta a tierra del cabezal de RF (ODU).
16. Para la bajada de
    coaxiles o guías de onda, cada conductor externo de los
    mismos se debe conectar a tierra utilizando tres Grounding
    kits: uno en la parte superior de la torre, otro en la parte
    inferior y el restante sobre la parte final del Ice Bridge
    antes de ingresar a la facilidad (entrada del edificio a nivel
    del pasamuros). El Ice Bridge es el puente que suele llevar,
    sobre bandeja, los conductores de RF desde la torre hasta el
    shelter, si lo hubiera.

Cuando la altura
de la torre supere los 90 metros se recomienda agregar un
Grounding kit adicional en la parte media de la torre. Con
respecto a la instalación de los Grounding Kits los
conductores o cable de tierra deben ser sólidos y los
terminales deberán ser del tipo plano de doble oreja (en
el extremo superior e inferior se deberán instalar
siguiendo una línea recta paralela a la torre, mientras
que en la entrada de los coaxiles al shelter, el radio de
curvatura no deberá ser mayor a 25 cm.).

Grounding
kits: Kits de tierra destinados para proveer una apropiada
conexión eléctrica entre el conductor exterior de
la guía de onda o el cable coaxil y un miembro de la
torre o el conductor de bajada de torre, para permitir un buen
camino de descarga a tierra.

18. Los Kits de puestas a tierras se
    pueden conectar al cable de bajada del pararrayos. Puede
    ocurrir que haya que llevarlo (el cable desnudo de tierra del
    kit) hasta el montante opuesto; el mismo se sujetará
    con abrazadera y adaptador ángulo a los diagonales y
    travesaños.

18. La antena deberá estar
    vinculada a la estructura metálica de la torre o
    mástil o a la red de tierra a través de un
    conductor de 50 mm2 de sección.

19. La medición de la resistencia de puesta a
    tierra deberá efectuarse una vez finalizado el sistema y
    previo a la conexión del neutro de la red energía
    de AC a dicho sistema. Y siempre antes de comenzar la
    medición se debe realizar una inspección visual
    del sistema de tierra (chequear todos los contactos
    eléctricos y conexiones para estar seguro que son
    eficientes y verificar que los conductores no estén
    físicamente dañados).
20. El instrumento a
    utilizar será un telurímetro, usando los métodos
    de dos o tres electrodos según convenga.

Chequear que
los valores
de tierra (resistencia o impedancia hacia la tierra)
de la estación estén bajo norma (existe la
especificación R.NG.I 96/025-02 de Telecom; coincidente
en sus términos con los documentos que
posee Tasa ).

El valor
máximo de la resistencia de puesta a tierra
deberá ser igual o menor a 5 ohms (recordemos que todos
los sistemas de
tierra tienen una frecuencia de respuesta; y mientras menor sea
la resistencia del sistema de tierra, mayor será su
frecuencia de respuesta).

Sin embargo se
debe aclarar que este valor de resistencia de difusión
al suelo (igual o
inferior a 5 ohms) es para terrenos con resistividades de hasta
100 ohm x metro.

Telecom, en su
norma, amplia los conceptos con respecto a los valores de
la toma de tierra en sus centrales telefónicas,
mencionando que cuando el edificio cuenta con un puesto de
transformación MT/BT exclusivo, interno o externo al
edificio, la resistividad de tierra deberá ser
£ 1 W independientemente de la cantidad de
abonados. En caso que el edificio esté alimentado a
través de una red de
distribución de BT, la resistencia de tierra
dependerá de la cantidad de abonados:

– Para edificios
con < 5000 abonados R £ 5
W

– Para edificios
con ³ 5000 abonados R £ 1 W

Procedimiento de medida:

Desconectar la
tierra de prueba de todas las otras tierras y del sistema de
puesta a tierra general de la estación. Colocar dos
barras de tierra de referencia a una profundidad de por lo
menos un metro. Las tierras de referencia se colocan a una
distancia entre sí y con respecto a la tierra bajo
prueba, de manera que formen un triángulo
equilátero. La longitud de cada lado del
triángulo debe ser de al menos 6 metros o 6 veces la
profundidad de tierra bajo prueba. Cuanto más baja sea
la resistencia de tierra de referencia más grande
será la precisión de la prueba. A fin de
disminuir la resistencia, puede tratarse el suelo alrededor de
las tierras de referencia con sal y agua. La
tierra que se prueba debe dejarse, por el contrario, en su
condición normal.

Indicar con A la
tierra que se mide y con B y C las dos tierras de referencia.
Medir la resistencia entre cada par de barras y calcular la
resistencia de tierra como sigue:

Medir la resistencia R1 entre A y
B, R2 entre A y C y R3 entre B y C.

Calcular la resistencia de tierra
de A, por medio de la siguiente fórmula:

Las pruebas y
cálculos pueden variar según los instrumentos de
medición empleados. Los procedimientos
se consignan normalmente con más detalles en las
instrucciones adjuntas a los instrumentos de
medición.

2. Cableado
de señal:

2.1 Conceptos generales:

La
interconexión entre diferentes equipos del sistema
(radios, multiplexores,
procesadores de
voz y datos) se realiza
por medio de canales físicos, ya sea por conductores
metálicos o fibra
óptica.

En los
vínculos por fibra óptica,
los diferentes potenciales de referencia (puesta a tierra) de
equipos que se encuentran alejados no causan inconvenientes por
no existir conexión galvánica entre
ellos.

Si se utiliza
conductores de cobre, cuando la diferencia de potencial entre
referencias sobrepasa el rechazo de ruido admitido
por el enlace, se producen cortes de comunicación.

En casos extremos,
donde el potencial supera la rigidez dieléctrica de la
aislación, se destruyen las interfaces y otros elementos
electrónicos asociados.

Esto último
ocurre normalmente en el caso de fallas eléctricas
importantes, capaces de elevar el potencial del terreno,
conocidas como "Ground Potencial Rise" (GPR) y en el caso de
tormentas eléctricas.

Esto se soluciona
realizando una correcta distribución de conexiones de masa
metálica y alimentación
eléctrica, y colocando los protectores de
sobretensión necesarios (por ejemplo en el caso de
comunicación entre equipos de sectores distintos y
alejados deben colocarse protectores de sobretensión,
compatibles con el tipo de señal que lleva el cable, en
ambos extremos).

2.2 Cableado de tramas con
coaxil:

Las líneas
de comunicación que viajan de un piso a otro, o de un
edificio a otro, pueden poner en riesgo de una
sobretensión momentánea a la I/O del equipo,
así como propiciar problemas de
zumbido (bucle de tierra).

Los sistemas
coaxiles puestos a tierra localmente tienen problemas más
serios con las corrientes del bucle de tierra que los sistemas de
líneas balanceadas. Por lo general, la coaxial se pone a
tierra en la tierra de la señal de cada extremo, que a su
vez, se pone a tierra en la tierra de la línea de
energía neutra o del suelo. Con frecuencia, esto crea dos
diferentes lugares suelo-tierra que hacen que las corrientes del
bucle de la tierra fluyan a la pantalla. Un método
para aliviar este problema es tener la tierra del suelo en un
solo extremo. El otro extremo se aisla del suelo con un protector
aislador.

El protector
aislador solo acopla los datos de un conector coaxil aislado al
otro. La unidad misma está conectada a la tierra local del
suelo. Este protector aislado puede soportar hasta 90 V sin
interrumpirse. La pantalla del cable coaxil de entrada no
está conectada directamente a la tierra local del suelo de
los equipos remotos. Se proporciona protección, al tiempo
que se sigue asegurando la calidad de los
datos.

Para contar con
protección en el extremo del terminal principal, se puede
emplear un protector coaxial estándar. Este protector no
tiene aislamiento y se conecta tanto a la tierra del sistema como
a la del suelo.

2.3
Tierra de los cables de pares simétricos
blindados:

La finalidad
primaria del blindaje es la de proteger el par del cable de
diafonías y de ruido provenientes de fuentes
externas, y no la de limitar el efecto del campo interferente
producto del
mismo cable. La limitación del efecto de campo
interferente producto del cable puede constituir un beneficio
accidental del blindaje.

La diafonía
y el ruido las producen las fuerzas electromagnéticas
introducidas debidas al campo
magnético variable de la fuente interferente y del
acoplamiento capacitivo del campo
eléctrico de la fuente que interfiere. En general, la
diafonía se verifica cuando el par simétrico no
está perfectamente equilibrado o cuando el campo
interferente no es uniforme. El añadido del blindaje al
par simétrico evita generalmente que se forme un
acoplamiento inductivo en el par y al mismo tiempo reduce
considerablemente el acoplamiento capacitivo.

Expuesta a un
campo magnético variable, una corriente inducida
circulará al exterior del blindaje. El flujo de corriente
sobre el blindaje producirá campos contrarios en el
interior del blindaje, con efecto total de borrar el efecto del
campo que interfiere. El acoplamiento capacitivo en el par se
reduce paralelamente al reducir la capacidad de acoplamiento
efectiva total resultante de la capacidad serie añadida
del blindaje en el recorrido de acoplamiento. El potencial
interferente acoplado al par simétrico adquirirá la
amplitud del potencial desarrollado en el blindaje. Debido a que
entre el par / blindaje existe una condición de
equipotencialidad, la reducción de potencial en el
blindaje trae consigo a su vez la reducción del potencial
en el par simétrico. El potencial del blindaje puede
reducirse a cero o casi, poniendo a masa el blindaje.

El cable blindado
se pone normalmente a masa sólo en uno de sus extremos con
el fin de evitar que se formen bucles (loop) de masa. Cuando el
blindaje se pone a masa en sus dos extremos entre los puntos de
puesta a masa pueden verificarse diferencias de potenciales
considerables. A causa de la diferencia de potencial, que se
establece entre dos puntos, habrá una circulación
de corriente en el bucle formado por el blindaje y por el
recorrido de retorno que se efectúa a través de la
masa. Si se verifica dicha circulación de corriente en el
bucle de masa, es más probable que la interferencia
aumente de que se reduzca.

Puesto que el fin
del blindaje es el de evitar que la interferencia entre en el
cable, la masa debe ponerse preferiblemente en el extremo de bajo
nivel de cable. De este modo se reduce a cero o casi la amplitud
del potencial interferente precisamente en el punto en que el
circuito es más sensible a las mismas interferencias.
Siempre que la impedancia del blindaje sea capaz de evitar que el
mismo adquiera un potencial cero en el extremo lejano, pero con
nivel de señal más alto, la interferencia puede
tolerarse más fácilmente.

En una central
pueden verificarse circunstancias específicas y
peculiares, que exijan una puesta a masa múltiple del
blindaje. En este caso, en que se precisan masas, deberían
llevarse a una línea común a una distancia lo
más corta posible con el objeto de minimizar los efectos
de los bucles de masa. En la mayoría de los casos es
imposible predecir el efecto de puestas a masa múltiples y
solo los datos experimentales pueden determinar su
efecto.

3. Tendido del
coaxil de RF y Guía de Onda.

3.1 Introducción:

Los circuitos
desequilibrados que operan en el interior del cable coaxial
pueden resultar libres de interferencias externas solamente si se
mantiene la integridad del blindaje coaxial a lo largo de todo el
circuito. El blindaje coaxial se realiza con el conductor externo
del cable coaxil mismo. Si el conductor externo es continuo hasta
el blindaje del circuito a cada extremo del recorrido coaxial, la
puesta a tierra del conductor externo será relativamente
poco importante como medio para eliminar interferencias externas.
En estas condiciones, los dos extremos del conductor externo se
conectan a las masas del circuito. Los enlaces a la línea
de tierra o a la masa de tierra se hacen a medida de las
exigencias de los circuitos asociados. Las señales
que pasan por el cable coaxil viajan sobre la superficie externa
del conductor interno y sobre la superficie interna del conductor
externo. El potencial que se desarrolla en el conductor externo
de parte de fuentes externas tenderá a viajar a lo largo
de la superficie externa de aquel conductor.

A frecuencias de
60 khz aproximadamente y mayores, el aislamiento debido al
sólo efecto pelicular es del orden de 100 dB o más.
Al aumentar la frecuencia, disminuye la penetración dentro
de la superficie y en consecuencia aumenta el
aislamiento.

En muchos sistemas
que usan el cable coaxil, la integridad del blindaje decrece en
el punto de conexión al aparato.

El cable coaxil
termina en una caja terminal o en un conector sin asegurar el
beneficio del blindaje. Cuando el cable coaxil termina de este
modo, el aislamiento disminuye enormemente o incluso se pierde.
La terminación no blindada permite a los potenciales
interferentes existentes sobre la superficie del blindaje,
alcanzar la superficie interna y por lo tanto el recorrido de
señal. En este punto el recorrido de señal
está también expuesto a los campos locales que
pueden generar interferencias. Cuando existen terminaciones de
este tipo, puede ser necesario poner enlaces de masa a una o a
sendas extremidades del recorrido y en todo caso también
en puntos intermedios. En general no puede preverse donde hay que
poner tales puestas a masa a lo largo del cable coaxil y
así es preciso generalmente recurrir a datos
experimentales.

2. Elementos a
   Analizar:

2. El tramo de alimentador entre el
   equipo y la antena debe ser entero.

2. El tendido del cable debe
   realizarse de manera tal de evitar grandes y anormales
   curvas, respetando siempre los radios de curvatura
   especificados por el fabricante del mismo (lo mismo ocurre
   con la guía de onda).

3. El cable deberá estar
   fijado a la bandeja a lo largo de todo su recorrido.

4. Sería recomendable y muy
   útil que tuviera una etiqueta cerca del conector del
   equipo indicando la longitud real del mismo hasta la
   parábola como así también la
   polarización de la antena.

5. No se permite fijar la
   guía o cable coaxil a la bajada del pararrayos, o
   utilizar el mismo camino (la guía deberá bajar
   por una arista de la torre diferente a la utilizada para la
   bajada del pararrayos).

6. Está prohibido fijar
   directamente la guía a la escalera de ascenso a la
   torre, y de ser imprescindible se hará por medio de
   una estructura metálica adecuada solidaria a dicha
   escalera.

7. En el caso del tendido de
   Guía de Onda Elíptica el trayecto entre la salida
   del equipo y la bandeja deberá realizarse por medio de
   un tramo de onda rígida. La conexión entre dicho
   tramo y la guía de onda elíptica se hará a
   través de un codo a 90º a los efectos que la
   guía elíptica se mantenga siempre alineada con la
   bandeja. En aquellos casos en que la distancia entre la bandeja
   y el bastidor sea grande y por lo tanto resulte complicado la
   utilización de un tramo de guía rígida, se
   aceptará la conexión directa de la guía
   elíptica al equipo siempre y cuando se respete el radio
   de curvatura mínimo especificado por el fabricante de la
   misma, la instalación sea prolija y la guía no
   efectúe excesivas y anormales curvas apartándose
   de la bandeja para ingresar verticalmente al
   equipo.
8. Para guías de onda
   elíptica de ser necesario realizar cambios de plano de
   polarización, éstos se implementarán a
   través de transiciones rígidas &uml;twist¨
   diseñadas a tal fin, aceptándose un máximo
   de dos en todo el tendido de la guía (uno en cada
   extremo del tendido). En el caso de tendidos largos se
   aceptará el cambio de
   plano de polarización practicado directamente sobre la
   guía de onda, siempre y cuando se respete la
   torsión máxima de la misma (º/m)
   especificada por el fabricante de la guía. A modo de
   ejemplo, en la siguiente tabla se muestran las torsiones
   máximas especificadas por Andrew para sus
   diferentes modelos de
   guía de onda elíptica según la banda de
   frecuencias de operación.

5. Equipos de radio colocados en la parte superior
   de la torre.

Un caso
representativo son los radios Microlinks, que poseen la unidad de
RF externa, próxima a la antena.

En el caso de
equipos que poseen preamplificadores arriba, el problema contra
todo lo pensado no es con la entrada del mismo (al caer un rayo),
sino con la salida.

La torre que
actúa como un inductor, crea una caída
instantánea de tensión. Esto quiere decir, que se
va a compartir parte de la corriente de onda irruptiva con la
pantalla coaxial. Como la pantalla va a acoplar energía
(tanto el campo E como el M) hacia el conductor central, se va a
presentar una sobrecarga transitoria.

La corriente
irruptiva del rayo se va a propagar hacia la pantalla coaxial y
al conductor central con velocidades y amplitudes diferentes. En
cualquier momento la pantalla estará en una tensión
mientras que el conductor central estará en
otra.

La onda irruptiva
o sobrecarga transitoria que se genera en la pantalla se dirige
hacia la caseta del equipo donde se encuentra un inyector de
cd que combina
la cd con la RF. Esta sobrecarga va a penetrar por el inyector a
la fuente de energía de cd, con lo que va a causar que la
tensión del riel falle.

Si la fuente de
energía cuenta con un SCR con acción
de palanca o protector contra la sobretensión, la dv/dt de
la palanca del SCR se va a acoplar de nuevo por medio del
inyector de cd y sobre el cable coaxil. Forma una onda de paso de
banda amplia, lo que excita a la línea coaxil. Es muy
probable que la línea no cuente con una impedancia de 50
ohm (para el caso de bajadas en RF) para estas frecuencias
más bajas en el extremo de captación del
amplificador (la impedancia del preamplificador es de sólo
50 ohm en el paso de banda en el que trabaja).

Esta onda
reflejada puede alcanzar cientos de volts en el preamplificador.
La cantidad de tensión depende de la onda, la longitud del
coaxil y la impedancia (y captación de cd) del
preamplificador. Esta onda reflejada llegará a la barra de
distribución del preamplificador, ejerciendo un esfuerzo
sobre todos los componentes activos.

Los equipos suelen
estar equipados con protectores de línea de energía
incorporados y puestos a tierra en la parte superior junto con el
equipo.

Las líneas
de entrada domiciliarias de CATV son un caso
representativo.

Comercialmente
existen protectores Polyphaser adecuados.

5.
Alimentación de energía.

5.1 Conceptos generales:

5.1.1 Fusibles:

El tipo de
fusibles que han de colocarse en las líneas
correspondientes a los circuitos de alimentación
varía según los casos y las condiciones locales.
Con el fin de proporcionar la máxima protección es
aconsejable que cada alimentador tenga su fusible. Si se tienen
salidas de conveniencia, estas salidas han de tener su fusible
separado del equipo. En general las características
relativas a los fusibles se indican en los documentos
correspondientes al propio equipo.

5.1.2 Conductores:

La
consideración más importante que hay que hacer
acerca de los conductores de alimentación es que los hilos
tengan una sección adecuada a la tensión de
alimentación de los equipos.

Una caída
de tensión excesiva en el cableado de alimentación
puede degradar el funcionamiento del sistema, a un punto capaz de
volverlo inutilizable. A ese fin, como requisito mínimo,
deben seguirse las reglas tanto locales como nacionales, no
obstante puede también ser que estas reglas no sean
suficientes.

La sección
mínima necesaria para el conductor debe calcularse en base
a la longitud del recorrido, a la corriente y a la caída
de tensión tolerable. La sección necesaria
(mín.) puede calcularse por medio de la siguiente
fórmula:

S= Sección
mínima del conductor (mm)

0,0178 x Corriente
(Amp) x Longitud del recorrido (m)

S=
——————————————————————————————–

Caída de
Tensión Permitida (Volt)

El conductor
necesario correspondiente a la sección mínima puede
determinarse en base a la siguiente tabla (Características
del cable con revestimiento en PVC):

Controlar que la
corriente nominal de la instalación sea menor que la
indicada en la tabla coincidiendo con la sección del hilo
elegido; en caso contrario elegir un cable de sección
mayor.

La siguiente tabla
muestra las
correcciones a aportar en caso de que la temperatura
ambiente
sobrepase los 30ºC. La corrección se efectúa
multiplicando la corriente máxima tolerable por un
coeficiente de corrección consignado en la misma tabla
(Coeficiente de conversión según la
temperatura):

5.1.3 Conductores de la batería de
acumuladores:

Los conductores de
carga y de descarga deben seguir siempre recorridos separados
hasta los terminales de la batería con el objeto de
reducir la impedancia común a los grupos de
conductores.

Si los conductores
de carga y de descarga se envían a una línea de
potencia
común hasta la batería, el ruido que se desarrolla
en el circuito de carga se aplicará directamente a los
conductores conectados con el sistema. El nivel de ruido en los
conductores de alimentación es directamente proporcional a
la amplitud del ruido en la fuente, y a la impedancia de la
sección común de la línea de
alimentación. Empleando conductores separados para la
carga y para la descarga hasta los terminales de la
batería, se obtiene el efecto de reducir la impedancia
común que acompaña a una reducción
correspondiente del ruido en los conductores de
alimentación.

Algunas
instalaciones utilizan baterías en combinación con
un cargador para suministrar energía
eléctrica al equipo. El cargador necesita una
protección para la línea de energía
eléctrica para soportar la corriente de onda irruptiva de
un rayo. Por otro lado las baterías que estén en
buenas condiciones proporcionan una capacitancia línea a
línea substancial, pero no ofrecen ninguna
protección contra las ondas de modo
común (líneas a tierra). Es muy posible que se
necesite un protector contra alta tensión si las
baterías están colocadas cerca del cargador y las
líneas de CC que van al equipo son largas.

5.1.4 Toma a tierra de equipos de
energía:

La energía
proveniente de una descarga atmosférica puede ingresar
también por los cables de alimentación de
energía (C.A.). Es por eso que en un edificio se ingresa
con los dos extremos del plano de tierra (extremos libres del
anillo) a la placa general de tierra interna de la sala;
ésta deberá colocarse en el lugar donde se ha
propuesto instalar la protección de cables de
energía de alimentación (C.A.), y por encima de
ésta se colocará una placa de masa.

La placa general
de tierra deberá estar colocada lo más
próxima posible al tablero general. A esta placa se
conectarán:

• El neutro de baja
  tensión, en caso que la instalación contara con
  su propio transformador de MT/BT ó con un transformador
  de aislación.
• El chasis del tablero general
  de distribución de baja tensión, incluido
  bandejas, canaletas, etc.

Si existiera
grupo
electrónico el chasis del mismo debe estar conectado a
masa (mediante un conductor de cobre estañado, desnudo, de
35 mm2, directamente al anillo exterior de tierra; y
también puede agregarse una jabalina propia enterrada a
0,70 m de profundidad).

Dada las
características de las salas de energía, encargadas
de distribuir C.C y C.A, están sometidas a distintas
perturbaciones, lo que hace necesario realizar una cuidadosa
distribución de los cables de protección hacia las
placas de masa.

La conexión
a tierra de la protección de los cables de
alimentación se hará en la placa de
masa.

5.1.5 Placa de masa y placa de
cero:

La masa
metálica de los equipos debe estar conectada a un
conductor de protección, el cual converge a una placa
de masa, la que a su vez debe estar conectada a la placa de
tierra.

La llamada
placa de cero, es el punto común de todos los
positivos de las baterías, siendo el potencial de
referencia

El positivo de
batería está conectado a la tierra en un solo
punto, evitando de esta manera circulación corriente por
el cable de protección.

Con el objeto de
evitar circulación de corriente por las masas
metálicas, no debe existir ninguna conexión entre
el positivo de batería y las masas metálicas de los
equipos (el único punto de vinculación entre tierra
y positivo de batería es en la reja principal de
distribución).

Es decir, que en
cuanto a la distribución hacia los sistemas a alimentar,
se dispondrá de tres conductores: + de batería, –
de batería y un cable de protección.

Esto deberá
cumplirse salvo indicación contraria dada por el
fabricante del equipo a alimentar
(conmutación).

Para aquellos
edificios pequeños, la placa de masa puede confundirse con
la placa de cero, cumpliendo la misma placa la función de
placa masa y de cero.

En el caso de
edificios grandes (varias plantas),
será conveniente construir una reja principal de
distribución de masas metálicas. La misma
estará compuesta por una placa de cero y tantas placas de
masas como sean necesarias. Estas estarán vinculadas por
una placa de cobre perpendicular a ellas.

En ambos casos, la
placa de masa ó la reja principal de distribución
deberá estar conectada a la placa de tierra con cable de
cobre aislado y a poca distancia una de otra.

Los elementos que
se conectan a la barra de masa son:

• Todos los equipos que componen
  el sistema de energía (se entiende por equipo a la masa
  metálica).
• La placa de cero.

Si
tuviéramos dos salas de energía diferentes, sus dos
placas de cero deberán estar interconectadas con un cable
como mínimo de 120 mm2 de sección y las
placas de masa deben estar unidas a la misma placa de
tierra.

La toma a la
tierra de las masas de los armazones debe asegurarse en
derivación y nunca en serie.

La placa de masa
(edificios pequeños) ó la reja principal de
distribución de masa metálica (edificios grandes),
deberá estar instalada por encima de la placa de tierra a
una distancia no mayor a 30 cm., y la vinculación entre
ambas se realizará por medio de un cable de cobre aislado
de color verde de 95
mm2 de sección.

5.1.6 Principio de conexión de los
gabinetes a la barra de masa:

Si los bastidores
que contienen los equipos están reagrupados en paralelo
éstos serán conectados a la barra de masa de la
siguiente manera:

• Un conductor de
  protección constituye el colector de masas de los
  diferentes tramos de una misma sala.
• Un conductor de
  protección conectado al primer conductor, constituye el
  colector de los diferentes armazones de un tramo.
• La red en estrella así
  constituida estará conectada a la placa de masa de la
  sala de energía que alimenta a este conjunto de
  armazones por varios conductores de
  protección.

5.1.7 Red de masa en salas de
transmisión:

Estará
constituida por:

2. Las masas metálicas de
   las filas de equipos, gabinetes murales, armarios
   metálicos, bandejas portacables, etc.
3. Una red fuertemente mallada de
   los conductores de masa metálica de la mayor cantidad de
   anillos posibles que permita conectar o polarizar a la
   tierra.

Los dos conjuntos 1 y
2 así formados son distintos, no debe reemplazarse uno por
el otro y deberán estar unidos entre sí lo
más fuertemente posible.

5.1.8 Red de masa en salas de
equipos:

Una red de masa se
conforma por un plano de masa inferior y uno superior, ambos
interconectados.

El plano de
masa inferior está formado por todas las masas
metálicas de los gabinetes, chasis, etc., vinculados a la
placa de masa a través del anillo base.

Este plano
tendrá un anillo base formado por un fleje de cobre de 30
x 4 mm que recorrerá perimetralmente a la sala, siguiendo
el marco de las puertas, a una altura del suelo de entre 10 y 50
cm. El anillo se vinculará rígidamente a la placa
de masa en sus dos extremos libres con conductor aislado amarillo
verde de 35 mm2 de sección.

Las masas
metálicas de los equipos ó filas de equipos
alejados de las paredes deben conectarse al anillo base por medio
de fleje de cobre de 30 x 2 mm, que desciende hacia el piso y va
a conectarse a los gabinetes de los equipos.

En el caso de
equipos adosados a la pared se vinculan los bastidores al anillo
base con malla de cobre de 16 mm2 de
sección.

El plano de
masa superior estará formado por la vinculación
entre sí de todas las partes metálicas a nivel
superior (bandejas de cables, ductos de aire
acondicionado, ventilación, gabinetes murales,
etc.).

Deberán
vincularse entre sí todas estas partes metálicas
con malla de cobre de 16 mm2 de sección, cada 2
metros.

En el caso de dos
salas contiguas, conteniendo equipos en ambas, los dos planos de
masa deberán estar interconectados entre ellos en los
cuatro ángulos de la pared de separación. Para
realizar la vinculación del plano de masa inferior puede
realizarse con una prolongación del anillo base ó
por medio de cable de cobre aislado amarillo verde de 50
mm2 de sección. Para la vinculación del
plano de masa superior puede utilizarse la masa metálica
de las bandejas portacables.

En el caso de
salas no contiguas, la continuidad debe lograrse por medio de las
bandejas portacables.

5.1.9 Sistema de distribución
eléctrico en corriente
alterna:

Como sistema de
alimentación para edificios de telecomunicaciones se recomienda el esquema
TN-S.

En este esquema el
conductor de protección y el de neutro están unidos
entre sí y a tierra en un punto (placa de tierra) y
separados en todo el resto del sistema. Son necesarios
dispositivos de protección contra sobretensiones. El
sistema TN impone un puesto de transformación cuyo punto
de tierra esté conectado a la tierra del edificio de
telecomunicaciones.

5.1.10 Alimentación y protección en
corriente alterna:

El sistema a
adoptar en las instalaciones contra sobretensiones, ya sea
provocadas por descargas atmosféricas o por la red de
energía, dependerá del tipo de alimentación
de la red de energía.

• Red de
  distribución rural: Normalmente, en este tipo de
  alimentación trifásica en baja tensión el
  puesto de MT/BT se encuentra situado en un lugar distante a las
  instalaciones de comunicaciones y por lo general alimenta a otros
  abonados. El neutro de BT de la red de energía no se
  encuentra vinculado a la tierra de las
  instalaciones.

En estos casos la
mejor solución será la instalación de un
transformador de aislación (triángulo-estrella) en
el interior de las instalaciones, el que recreará el
neutro en el secundario del mismo.

Este tipo de
redes de
energía son normalmente perturbadas por ruidos producidos
en general por máquinas,
equipos industriales, etc.; el transformador de aislación
separará la red de las instalaciones y a su vez
reducirá el ruido reinyectado por los rectificadores hacia
la red.

Instalación del transformador de
aislación: El neutro es generado en el secundario y
conectado a tierra.

Conexión
alternativa: Una conexión alternativa (aunque no tan
efectiva), en caso de no colocar un transformador de
aislación, será la instalación de una
protección combinada tipo derivación cuya capacidad
de corriente a tierra impulsiva por fase para una onda 8/20
estará definida por la zona en que se encuentre ubicado el
edificio, y un filtro pasabajo por el cual deberá circular
la corriente de consumo.

En este caso se
utilizará el neutro de la empresa de
energía, y la protección serie deberá contar
además con una protección entre neutro y
tierra.

5.1.11 Instalaciones alimentadas por una red
monofásica:

La mejor
protección, para este tipo de alimentación, consta
de una protección derivación y un transformador de
aislación. Las características del transformador de
aislación en este caso son:

• Frecuencia: 50 Hz.

• Primario: 220 V.
  monofásico (tensión máxima aplicable en
  régimen continuo, 220 V + 12%).

• Secundario: 220 V., un punto
  suplementario que permita bajar la tensión secundaria a
  220 V menos el 7%.

2. Elementos a
   analizar:

Para asegurar un
funcionamiento confiable de los equipos instalados se deben
cumplir las siguientes condiciones :

2. La energía
   eléctrica suministrada (red), para el caso de equipos
   alimentados con 220 V, debe cumplir con los límites
   que se indican en el gráfico de la figura, basada en
   niveles fijados internacionalmente por los fabricantes de
   equipos electrónicos.

2) En el caso de
equipos alimentados con 48 vcc también existen curvas
características entregadas por el fabricante, en las
cuales se observan los ¨Transitorios permitidos de
sobretensión y baja tensión¨.

En las siguientes
figuras se observan unas curvas ejemplo de un radio que opera en
–48 vcc, con límites establecidos por el fabricante
para régimen de operación constante de -38,4 V a
-72 V.

Transitorio
permitido (sobretensión)

Transitorio
permitido (baja-tensión)

3) Ramal de
alimentación dedicado que llegue directamente del tablero
principal, sin derivaciones intermedias. Los canales principal y
de reserva deberán ser alimentados por cables de 48V
diferentes.

4) Limitadores de
sobretensión colocados en la línea de
alimentación correspondientes a los equipos que instale la
empresa. Ambos
cableados deberán estar protegidos de manera independiente
por medio de llaves térmicas de amperaje
adecuado.

5) Para la
alimentación de los bastidores deberán utilizarse
conductores independientes de 6 mm2. de
sección, salvo indicación en contrario del
fabricante del equipo.

6) Los colores deben
ser:

• Rojo para 0V (masa de
  batería).
• Azul para
  –48V.
• Verde/Amarillo para la tierra
  (masa de chasis) o Negro con una identificación
  adicional señalando que se trata de conductores de
  tierra.

7) Para reducir
las perturbaciones, los cables no susceptibles a las mismas,
deben ser reagrupados, por un lado aquellos que transportan
corriente continua y por el otro lado los cables que transportan
corriente alterna.

Deben ir por
bandejas diferentes, y si no se puede, deben ser separados a
través de un blindaje de acero zincado
insertado en la bandeja (que funciona como pantalla). Este
blindaje en sus extremos debe estar conectado a la red de
masa.

Las perturbaciones
por acoplamiento pueden ser reducidas si se utilizan pares
retorcidos, disminuyendo los efectos del campo
magnético.

6.
Protecciones contra disturbios de red CA

6.1 Conceptos Generales:

A los fines de
brindar una protección completa a los equipos de electrónica aplicada asociados al sistema,
se instalarán filtros activos de línea contra
disturbios de tensión y corriente de pequeña y de
gran energía. Se instalarán en serie con la
línea de alimentación, siguiendo las instrucciones
de instalación del fabricante. En los casos en que se
disponga de transformador de distribución propio, o se
trate de un sitio con energía de buena calidad, se
vinculará el neutro de la energía comercial desde
el interruptor principal al Halo Ring exterior vinculado por
medio de cable de 35 mm2 aislado color verde y
soldadura
cuproaluminotérmica, para asegurar la correcta
disipación del filtro. Para asegurar el correcto
funcionamiento de los filtros se debe asegurar que los valores de
resistencia de puesta a tierra no superen los 5 ohm. Estos
filtros deberán instalarse, sin excepción, en
interiores inmediatamente después del interruptor
principal y antes del tablero de distribución. La
corriente nominal del interruptor principal no debe superar el
125 % de la corriente nominal del filtro.

Los dispositivos
de protección para líneas de energía
eléctrica utilizan uno o más de los siguientes
componentes:

• Intervalos de aire (manejan
  corrientes altas pero son lentos).
• Tubos de gas
• Varistores de oxido de metal
  (MOVs)

• Diodos tipo zener de alto
  impulso (para corriente de alta tensión también
  llamados Semiconductores
  de Avalancha de Silicio-SAS)

• Filtros (son muy importantes
  para evitar pequeños picos, ondas y ruido).

• Semiconductores de cuatro capas
  (es el más moderno de todos, es un dispositivo ¨de
  resistencia negativa¨. También se pueden usar en
  líneas de teléfono.

• SCR (rectificador controlado de
  silicio)

6.2 Protecciones Servicio
Monofásico hasta 50 A:

Se
instalará un filtro activo de línea (tipo
Islatrón BC 250). Todas las conexiones se
realizarán con cable de 16 mm2.

6.3 Protecciones Servicio
Trifásico:

Hasta 50 A se
instalará un filtro activo (tipo Islatrón BC3-450).
Todas las conexiones se realizarán con cable de 25
mm2 como mínimo.

Hasta 100 A se
instalará un filtro activo (tipo Islatrón
BC3-4100). Todas las conexiones se realizarán con cable de
30 mm2 como mínimo.

Hasta 200 A se
instalará un filtro activo (tipo Islatrón
BC3-4200). Todas las conexiones se realizarán con cable de
35 mm2.

6.4 Corriente Continua:

Se
instalarán filtros activos de corriente continua (tipo
Islatrol DC para impedir disturbios inducidos en la
canalización de CC.

7.
Protecciones contra descargas
atmosféricas

7.1 Conceptos Generales:

Desde la
perspectiva del equipo, existen tres puertos Entrada /Salida
(I/O): el de la línea coaxial, el del cable de
energía eléctrica y el de la línea
telefónica. Estos puertos I/O pueden operar como una
fuente o sumidero de rayos. La energía de la
onda del rayo se puede originar en un puerto I/O y salir por el
otro, dañando el circuito. Es imposible poner a tierra un
puerto I/O, así que se debe tener un supresor de corriente
irruptiva para cada uno. El propósito del supresor de
corriente irruptiva es desviar, absorber y aislar el equipo de la
corriente. Cuando una corriente de onda irruptiva rebasa una
tensión establecida previamente, el supresor la
desvía hacia un sumidero a tierra.

La función
de las siguientes protecciones y sistemas es de limitar a valores
no destructivos las sobretensiones producidas por descargas
atmosféricas.

El criterio
general es que todo cable de cobre que ingrese al shelter o
recinto debe tener asociado una protección debidamente
puesta a tierra.

7.2 Tramas E1/T1:

Estas se
protegerán con módulos protectores híbridos
de avalancha de silicio (tipo EDCO TSP 200). Estos proveen
protección línea/ tierra y línea/
línea y tienen tiempo de respuesta menor a 1 nanosegundo.
Estas protecciones se deben instalar en ambos extremos de las
tramas.

7.3 Líneas de
teléfonos:

Para
protección de líneas de teléfono se
utilizarán protectores híbridos (tipo FAST 31
XT).

7.4 Cables Coaxiles:

Las descargas
eléctricas toman la forma de un pulso, que por lo general
tiene una intensidad de aproximadamente 2 m s y una reducción que oscila entre los
10 y los 45 m s hasta un nivel del 50
%. En la actualidad el estándar del IEEE (Institute of
Electric and Electronic Engineering) es de una onda de 8/20
microsegundos. La corriente pico es, en promedio 18 KA debido al
primer impulso (descarga) y aproximadamente a la mitad debido al
segundo y al tercer impulso. El promedio son tres descargas por
impacto del rayo.

Una vez que se
presenta la ionización, el aire se torna un plasma
conductor que alcanza los 60000 grados F y es luminoso (equivale
a un nivel de luminosidad más brillante que la superficie
del sol). La resistencia de un objeto alcanzado es de
consecuencias mínimas, excepto por la disipación de
energía eléctrica sobre dicho objeto (
I2. R). El 50 % de todos los impactos es de por lo
menos 18 KA, el 10 % excederá el nivel de 65 KA y solo el
1% será superior a los 140 KA. El más alto impacto
que se ha registrado fue de casi 400 KA.

Los rayos alcanzan
con mayor frecuencia a las torres que a cualquier otro
lugar.

El conector a
tierra de la antena sirve como medio para desviar parte de la
energía del impacto directo a la torre a su sistema de
tierra; esta protección sirve para resguardar a la antena
pero no a su equipo asociado. La onda en una gran gama de
frecuencias, bajará por la línea de
transmisión pudiendo llegar hasta el equipo. Esto
significa que tanto el conductor central como el exterior,
estarán sometidos a grandes tensiones. A pesar de que la
conexión a tierra de la antena sirve para evitar el
efluvio superficial de la línea de transmisión,
tendrá una corriente de cresta importante que
atravesará el cable coaxil.

La corriente de
impacto compartida entre la torre y el cable coaxil está
compuesta principalmente por componentes de baja frecuencia, ya
que las componentes de alta frecuencia se derivan por la
conexión a tierra de la antena como la inductancia de la
torre/ coaxil que hacen las veces de un filtro.

El protector
más efectivo, deberá ser aquel, que no permita
compartir la corriente de onda de baja frecuencia con el equipo,
para ello deberá tener una alta tensión de ruptura,
bajas pérdidas de inserción (menor a 0,1 dB) y un
buen valor de ROE (menor a 1,1:1), para la gama de frecuencia del
equipo de transmisión. La corriente máxima de
drenaje con onda 8/20 microsegundos, para una operación
del protector, debe ser mayor a 20 KA.

Para el caso de
coaxiles de 50/75 ohms se utilizarán protectores con
tecnología
híbrida de avalancha de silicio.

Deben estar
montados sobre una placa de cobre la que deberá estar
vinculada al pasamuro, inmediatamente después que el cable
coaxil ingrese a la sala.

7.5 Líneas de RF:

Estas se
protegerán con protectores de tecnología de
reducción de 1/4 de onda (tipo Andrew Arrestor Plus).
Estas protecciones (Lightning Arrestor) no necesitan de recambios
ya que son del tipo multi-actuación.

Se
instalarán entre el extremo inferior de los cables
coaxiles de microondas y de radiofrecuencia y los jumpers
Superflex, dentro del shelter o edificio. Son descargadores
marca
Polyphaser o Andrew de transmisión o recepción
según corresponda.

A los efectos de
lograr una buena disipación, se vincularán a la
placa de puesta a tierra exterior por medio de cable de cobre
estañado de 35 mm2 aislado color verde con
terminales doble oreja y soldadura Cadwell. Se utilizará
una planchuela por cada hilera de coaxiles, y todas se
conectarán entre sí.

8.
Medición del conjunto Alimentador +
Antena

Elementos a analizar:

2. Se debe realizar la
   medición de pérdida de retorno del conjunto
   Alimentador + Antena, ya sea con medidor de potencia de RF
   más acoplador direccional (con rango de
   medición acorde a la frecuencia y potencia del
   equipo), midiendo potencia directa y reflejada y calculando
   la pérdida de retorno (diferencia); o directamente
   utilizando un banco de
   medición de ROE (compuesto por un generador de barrido
   operando en la banda de frecuencias del radioenlace, y por
   medidor de RF de alta sensibilidad, por ejemplo Analizador de
   Espectro de RF).

2. Antes de la medición se
   debe conectar entre sí las tierras del instrumento de
   medición y la tierra del equipo de radio.

6. El valor debe ser
   mayor o igual que 20 dB. En los casos en que la longitud del
   alimentador de antena supere los 60 mts de longitud, se
   deberá tomar como mínimo valor de pérdida
   de retorno 22 dB.
7. Para el caso de cables de RF o
   cables de FI (en radios Microlinks, de alta frecuencia, en los
   cuales se comunica la unidad externa o unidad de RF con la
   unidad interna o de banda base, mediante un cable coaxil) es
   recomendable previa puesta en marcha del equipo, realizar una
   medición de aislación ( megar) del cable para
   verificar su aislación. Esta medición se la
   realiza con un Megómetro, conectándolo al extremo
   inferior del cable, dejando desconectado el extremo superior.
   La impedancia medida siempre deberá ser del orden del
   gigaohm.

9 .
Referencias

Este documento fue realizado con
las siguientes referencias:

• ¨Normativa R.NG.I
  96/025-02¨ [Telecom Argentina].
• ¨Transient Voltage Surge
  suppression¨ [Northern Technologies].
• ¨RF/ Coaxial Lighting
  Protection¨ [Northern Technologies].
• ¨Advanced Integrated
  Lighting¨ Protection [LTI].
• ¨Puesta a Tierra de un
  circuito telefónico para frecuencias vocales en
  cable¨ [Recomendación UIT-T K.1].
• ¨Separación en el
  suelo entre el cable de telecomunicación y el sistema de
  puesta a tierra de una instalación de energía
  eléctrica¨ [Recomendación UIT-T
  K.8].
• ¨Asimetría con
  respecto a tierra de las instalaciones de
  telecomunicación¨ [Recomendación UIT-T
  K.10].
• ¨Principios de
  protección contra las sobretensiones y
  sobrecorrientes¨ [Recomendación UIT-T
  K.11].
• ¨Características de
  los descargadores de gas para la protección de las
  instalaciones de telecomunicaciones. [Recomendación
  UIT-T K.12].

• Protección de los
  sistemas de telealimentación y de los repetidores de
  línea contra el rayo y las interferencias debido a las
  líneas eléctricas próximas
  [Recomendación UIT-T K.15].

• Configuraciones de continuidad
  eléctrica y puesta a tierra dentro de los edificios de
  telecomunicación [Recomendación UIT-T
  K.27].

• Fundamentos de
  Protección Contra descargas Eléctricas y
  Pulsaciones Electromagnéticas, segunda edición [ PolyPhaser
  Corporation].
• Concetto sul la fulmine
  ellectrica [Italtel Sistemi].

De los santos
Daniel