ITU-T K 14 SPANISH-1988 PROVISION OF A METALLIC SCREEN IN PLASTIC-SHEATHED CABLES《塑料护套电缆的金属屏蔽层的配置》.pdf

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1、UNIN INTERNACIONAL DE TELECOMUNICACIONESUIT-T K.14SECTOR DE NORMALIZACINDE LAS TELECOMUNICACIONESDE LA UITPROTECCIN CONTRA LAS PERTURBACIONESEMPLEO DE UNA PANTALLA METLICAEN CABLES DE CUBIERTA DE PLSTICORecomendacin UIT-T K.14(Extracto del Libro Azul)NOTAS1 La Recomendacin UIT-T K.14 se public en el

2、 tomo IX del Libro Azul. Este fichero es un extracto del LibroAzul. Aunque la presentacin y disposicin del texto son ligeramente diferentes de la versin del Libro Azul, elcontenido del fichero es idntico a la citada versin y los derechos de autor siguen siendo los mismos (Vase acontinuacin).2 Por ra

3、zones de concisin, el trmino Administracin se utiliza en la presente Recomendacin para designar auna administracin de telecomunicaciones y a una empresa de explotacin reconocida. UIT 1988, 1993Reservados todos los derechos. No podr reproducirse o utilizarse la presente Recomendacin ni parte de la mi

4、sma decualquier forma ni por cualquier procedimiento, electrnico o mecnico, comprendidas la fotocopia y la grabacin enmicropelcula, sin autorizacin escrita de la UIT.Tomo IX - Rec. K.14 1Recomendacin K.14Tomo IX - Rec. K.14EMPLEO DE UNA PANTALLA METLICA EN CABLES DE CUBIERTA DE PLSTICO(Ginebra, 1972

5、; modificada en Mlaga-Torremolinos, 1984)El revestimiento metlico de un cable le provee de una pantalla electrosttica y en cierto grado magntica. Lacubierta de plstico no tiene propiedades intrnsecas de pantalla. Algunos cables de cubierta de plstico (por ejemplo, losde ncleo con aislamiento de pape

6、l) llevan una pantalla metlica como barrera antihumedad, que generalmente tiene laforma de una cinta de aluminio dispuesta longitudinalmente, y tiene las mismas propiedades de apantallamiento que unblindaje de metal no frreo, de igual conductividad longitudinal. Sin embargo, la cinta tiene que estar

7、 conectada en susextremos a los sistemas de toma de tierra de la central telefnica, y/o a puntos de toma de tierra convenientementesituados, como por ejemplo, a las cubiertas metlicas de los cables, en toda su longitud. Tambin es importante que, enlos puntos de empalme, la cinta se prolongue mediant

8、e conexiones de muy baja resistencia. Aunque el efecto deapantallamiento de la cinta sea quiz reducido a 50 Hz, puede ser importante en las frecuencias que originan ruidosinterferentes. La presencia en el cable de una pantalla reduce asimismo la induccin causada por las componentes de altafrecuencia

9、 de las corrientes transitorias originadas por la conmutacin en las lneas elctricas y por el rayo. El crecienteempleo de equipos de telecomunicacin miniaturizados de muy pequea capacidad trmica acrecienta la importancia deestas tensiones transitorias inducidas.En vista de las anteriores consideracio

10、nes y de la experiencia adquirida en el uso de cables telefnicos de cubiertade plstico,el CCITT recomienda:1 Puesto que los cables de cubierta de plstico y sin pantalla dan satisfaccin para el enlace entre los abonados ylas centrales, pueden seguirse utilizando en los lugares en que no haya ferrocar

11、riles electrificados que funcionen concorriente alterna. Sin embargo, siempre hay que tener en cuenta el riesgo de interferencia que puede existir cerca de losferrocarriles electrificados y especialmente de aquellos cuyas locomotoras estn equipadas de dispositivos controladospor tiristores. Tambin h

12、ay que tener en cuenta eventuales interferencias por los transmisores radioelctricos que trabajanen la misma gama de frecuencias que los circuitos encaminados por el cable de cubierta de plstico.2 Los cables interurbanos y de enlace estarn provistos de una pantalla que puede ser una barrera antihume

13、dad concinta de aluminio. Los cables provistos de una pantalla de conductividad equivalente aproximadamente a la mitad de laconductividad del cable con cubierta de plomo, cuyo ncleo tiene el mismo dimetro, han dado completa satisfaccin endonde no hay riesgos graves de induccin magntica.3 Si un cable

14、 de cubierta de plstico est provisto de una pantalla de conductividad equivalente a la de un cable concubierta de plomo, se comprueba que, en presencia de induccin, podr utilizarse el cable exactamente en las mismascircunstancias que el cable con cubierta de plomo.4 Si el efecto producido por la pan

15、talla especificado en los 2 y 3 anteriores no basta para limitar a valoresadmisibles la induccin a frecuencias industriales o a sus armnicos, por las lneas elctricas o las vas frreaselectrificadas cercanas, se podr mejorar el factor de apantallamiento aumentando:4.1 la inductancia de la cubierta met

16、lica, si es necesario, por medio de un enrollamiento con cintas de acero;4.2 la conductividad de la pantalla existente, insertando cintas o hilos metlicos suplementarios colocados bajo lamisma.Tambin puede ser necesario mejorar el efecto reductor si hay un riesgo de ruido interferente en la cercana

17、delas vas frreas electrificadas equipadas con dispositivos controlados por tiristores.5 La pantalla tendr que estar conectada a los sistemas de toma de tierra de los centros de telecomunicacin. En loque respecta a los cables de abonado, el extremo alejado debe estar conectado a una toma de tierra ad

18、ecuada. Esimportante asimismo que en los empalmes del cable est asegurada la continuidad de la cinta por conexiones de bajaresistencia.2 Tomo IX - Rec. K.146 Teniendo en cuenta el aumento del nmero de instalaciones elctricas y el nivel de los armnicos debido a lasnuevas tcnicas, cabe esperar de ello

19、 una agravacin de los efectos de induccin. A este respecto, puede revelarse muytil mejorar el efecto de apantallamiento de los cables de cubierta de plstico como ya se ha indicado.7 Si hay que tender cables en zonas en que exista el riesgo de recibir descargas atmosfricas, se llama la atencinsobre l

20、a importancia de la pantalla metlica y de su construccin para la proteccin de los cables contra el rayo, delmismo 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 reves

21、timiento exterior de plstico, los siguientes hechos permitenevaluar, en general suficientemente, el factor de apantallamiento a la frecuencia de la red de alimentacin. En particular,muestran el grado en que el factor de apantallamiento que debe utilizarse en la prctica depende de las condiciones dea

22、plicacin.8.1 Consideraciones generalesEl efecto de apantallamiento producido por la pantalla metlica de un cable depende esencialmente:- de la frecuencia de la f.e.m. inducida. As, la limitacin 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 elecci

23、n del cable, desde el punto de vista de la seguridaddel personal y de las instalaciones. Por otra parte, debe tenerse tambin en cuenta el factor deapantallamiento a las frecuencias ms altas cuando se trata de proteger a los equipos contra la interferencia.Una buena reduccin de la f.e.m. inducida en

24、la frecuencia de la red puede ser suficiente para lograr unaproteccin completa;- del nivel de la f.e.m. inducida por unidad de longitud, si la pantalla se compone de materialesferromagnticos. El efecto de apantallamiento de un cable as es ptimo para un valor dado de la f.e.m.inducida por unidad de l

25、ongitud; as pues, es posible que un cable diseado para reducir f.e.m. inducidas porunidad de longitud elevadas no tenga ninguna eficacia prctica en la proteccin contra f.e.m. inducidas porunidad de longitud dbiles. La constitucin de la pantalla debe adaptarse al nivel de la f.e.m. inducida porunidad

26、 de longitud;- de la calidad de su puesta a tierra. El efecto de apantallamiento est determinado por el valor de la corrienteque circula por la pantalla metlica. Es, pues, determinante el valor de la resistencia que presentan las partesque permiten el paso de corriente entre la pantalla y tierra. Pa

27、ra cables con cubierta exterior de plsticoaislante, si las puestas a tierra se realizan nicamente en los extremos, deben presentar una resistencia demuy bajo valor: es preferible que la cubierta se ponga a tierra a intervalos regulares a lo largo de la lnea; sila estructura comporta un revestimiento

28、 de plstico conductor, la puesta a tierra de la cubierta esprcticamente continua;- de la longitud de la seccin inducida del enlace que ha de protegerse. Cuanto ms larga es la seccin, msfcil es mejorar el efecto de apantallamiento. La nocin de longitud se refiere, en este caso, a la calidad delas tom

29、as de tierra que han de efectuarse.8.1.1 Factor de apantallamiento (o reductor) (para la aplicacin de los smbolos vase el apndice I)En las Directrices se definen los factores de apantallamiento siguientes ms frecuentemente utilizados:- El factor de apantallamiento nominal, kn(vase la figura 1/K.14),

30、 fcilmente medible en laboratorio y quepermite calificar la eficacia del efecto de apantallamiento.Tomo IX - Rec. K.14 3- El factor de apantallamiento con respecto a la tierra distante, k(vase la figura 2/K.14). Conviene tener encuenta este factor si se trata de proteger un enlace contra riesgos e i

31、nterferencias, hallndose conectados losextremos de los conductores de los pares de abonado a una toma de tierra neutra, a travs de ciertos rganosde los equipos, en ausencia de convertidores.- El factor de apantallamiento relativo a la envolvente, km, (vase la figura 3/K.14). Ha de tenerse en cuentae

32、ste factor en el caso de que las nicas tomas de tierra accesibles sean las tomas de tierra de la pantalla. Estose aplica a los cables de enlace entre centros de telecomunicacin, al estar sus pantallas conectadas a lastomas de tierra de dichos centros.En las Directrices figuran explicaciones y frmula

33、s muy detalladas que permiten calcular con precisin estosfactores en las situaciones ms diversas. Sin embargo, y como complemento, pueden evaluarse estos factores deapantallamiento mediante expresiones simples con las que se obtiene una precisin a menudo suficiente. Talesexpresiones difieren segn qu

34、e el revestimiento exterior del cable sea aislante o conductor, e intervienen en ellasconstantes o variables que se enumeran en el apndice I.8.2 Cables con revestimiento exterior aislanteSi el revestimiento exterior de la cubierta metlica del cable es de material plstico aislante, para obtener unefe

35、cto de apantallamiento debe conectarse la cubierta a tierra, en sus extremos y, eventualmente, en otros puntosintermedios.8.2.1 Clculo del factor de apantallamientoPuede calcularse entonces el factor de apantallamiento mediante las frmulas siguientes (vase tambin elvolumen II de las Directrices):k=

36、ZiELWAWBZeELZsLWAWB+(8-1)km= ZiELZeELZsLWAWB+(8-2)4 Tomo IX - Rec. K.14Con todo rigor, la utilizacin de estas frmulas supone la puesta a tierra de la cubierta del cable nicamente ensus extremos. Sin embargo, puede considerarse que, para situaciones muy comparables, slo las tomas de tierra prximasa l

37、os extremos tienen influencia sobre el efecto de apantallamiento. Esta frmula permite, pues, obtener una buenaaproximacin 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, pero en cambiodegra

38、dan km.8.2.2 Influencia de la longitudSi para obtener un factor de apantallamiento kff, prximo del valor nominal knson necesarias puestas a tierra dela cubierta que tengan un valor hmico que haga difcil la puesta a tierra, puede considerarse entonces que el enlace es“corto”. En el caso contrario, el

39、 enlace se considerar “largo”.Nota Se entiende por “enlace” la longitud de cable efectivamente expuesta a induccin.8.2.2.1 Enlaces “largos”El examen de las frmulas (8-1) y (8-2) muestra que para enlaces de gran longitud los factores deapantallamiento kff, y kfmse aproximan a kn. Ello es cierto para

40、longitudes superiores a:10 WWZABiE+aproximadamenteEn tal caso, es posible utilizar un cable no armado ( ZeEprximo a ZiE). Por otra parte, cuanto ms largo es elenlace, tanto ms importante puede ser el valor hmico de las tomas de tierra de la cubierta.Es posible que no sea necesario tener esto en cuen

41、ta al elegir el cable, y que pueda procederse a esta eleccin enfuncin de la curva de los valores del factor de apantallamiento nominal knpara los diferentes valores de f.e.m. inducida,ya que la eficacia obtenida ser muy prxima.8.2.2.2 Enlaces “cortos”En este caso, el valor del trmino ZiEL es del mis

42、mo orden de magnitud que la suma de los valores de las tomasde tierra WWAB+ en los extremos. Los factores de apantallamiento k, y kmpueden calcularse con ayuda de lasfrmulas (8-1) y (8-2).Para proteger tales enlaces es necesario utilizar cable armado, logrndose entonces el efecto de apantallamientog

43、racias al aumento del valor de la impedancia ZeE, que se obtiene por la utilizacin de un material de gran permeabilidadmagntica en la constitucin de la parte exterior de la cubierta.Para evaluar k, y kmmediante las frmulas (8-1) y (8-2), es necesario conocer la curva de las variacionesde ZeEen funci

44、n de la intensidad de la corriente que atraviesa la cubierta (vase la figura 4/K.14).En el clculo es necesario, pues, efectuar algunas aproximaciones sucesivas simples para evaluar ZeEdespus dehaber elegido un valor de WWABy correspondiente a tomas de tierra razonablemente realizables, habida cuenta

45、 de laresistividad del suelo en los extremos del enlace.Tomo IX - Rec. K.14 58.3 Cables de revestimiento exterior conductorEl revestimiento exterior de la cubierta metlica del cable se hace de material plstico conductor que asegura uncontacto elctrico entre la cubierta y la tierra que rodea el cable

46、.Si la resistividad del material conductor es prxima o mejor que la del suelo del entorno (se obtienen fcilmentevalores de unos 50 W m), no se justifica la realizacin de conexiones intermedias de la cubierta con tierra, a no ser en losextremos.La corriente que atraviesa la cubierta vara a lo largo d

47、el enlace, especialmente cerca de los extremos y en suparte central tiene un valor muy prximo a IM= e / ( ZeE+ Zs), que corresponde a la corriente que circulara por lacubierta si su puesta a tierra fuese perfecta (tomas de tierra de valor hmico nulo).As pues, para calcular el factor de apantallamien

48、to k, puede admitirse la equivalencia que consiste en sustituirel cable por otro cuya cubierta est conectada a tierra en cada extremo mediante tomas de tierra de resistencia nula ycuya longitud sea igual a la del enlace L reducida en cada extremo en un longitud l tal que | P | l = 1.Ello equivale a

49、considerar que el cable tiene un factor de apantallamiento nominal sobre una longitud ms cortaigual a L 2l.Puede, pues, evaluarse aproximadamente kffmediante la frmula siguiente:kklLlLff n=-+122(8 - 3)De la misma manera, kmpuede expresarse mediante:kklLfm n=-12En el caso de que las tomas de tierra de la cubierta metlica sean verdaderamente e