ITU-T K 30 SPANISH-2004 Self-restoring overcurrent protectors《自动恢复过流保护器 系列K 干扰防护 5号研究组》.pdf

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1、 Unin Internacional de TelecomunicacionesUIT-T K.30SECTOR DE NORMALIZACIN DE LAS TELECOMUNICACIONES DE LA UIT (12/2004) SERIE K: PROTECCIN CONTRA LAS INTERFERENCIAS Protectores de sobrecorriente autorregeneradores Recomendacin UIT-T K.30 Rec. UIT-T K.30 (12/2004) i Recomendacin UIT-T K.30 Protectore

2、s de sobrecorriente autorregeneradores Resumen Los dispositivos protectores limitadores de corrientes se utilizan en todo el mundo para limitar las corrientes que circulan por las lneas de telecomunicaciones durante las averas de alta tensin en las lneas de alimentacin de energa cercanas, provocadas

3、 por sistemas de traccin elctrica cercanos y por los contactos con las lneas de alimentacin de energa principal de baja tensin. Esta Recomendacin establece los requisitos de calidad de funcionamiento del coeficiente de temperatura positivo (PTC) de los termistores e incluye informacin relativa a la

4、coordinacin y aplicacin de protectores de sobrecorriente autorregeneradores, que pueden emplearse dentro del equipo para facilitar su conformidad con los requisitos de inmunidad de las Recs. UIT-T K.20, K.21 y K.45. La finalidad principal de un termistor PTC es limitar sobrecorrientes de relativamen

5、te larga duracin y por lo general tendr un tiempo de respuesta demasiado lento a los transientes o crestas de conmutacin provocados por las descargas de los rayos, mientras que los protectores de sobrecorriente autorregeneradores basados en semiconductores (vase el apndice II) presentan un tiempo de

6、 respuesta ms rpido que el del PTC y funcionarn tambin con crestas de tensin de corta duracin. Orgenes La Recomendacin UIT-T K.30 fue aprobada el 14 de diciembre de 2004 por la Comisin de Estudio 5 (2005-2008) del UIT-T por el procedimiento de la Recomendacin UIT-T A.8. ii Rec. UIT-T K.30 (12/2004)

7、PREFACIO La UIT (Unin Internacional de Telecomunicaciones) es el organismo especializado de las Naciones Unidas en el campo de las telecomunicaciones. El UIT-T (Sector de Normalizacin de las Telecomunicaciones de la UIT) es un rgano permanente de la UIT. Este rgano estudia los aspectos tcnicos, de e

8、xplotacin y tarifarios y publica Recomendaciones sobre los mismos, con miras a la normalizacin de las telecomunica-ciones en el plano mundial. La Asamblea Mundial de Normalizacin de las Telecomunicaciones (AMNT), que se celebra cada cuatro aos, establece los temas que han de estudiar las Comisiones

9、de Estudio del UIT-T, que a su vez producen Recomendaciones sobre dichos temas. La aprobacin de Recomendaciones por los Miembros del UIT-T es el objeto del procedimiento establecido en la Resolucin 1 de la AMNT. En ciertos sectores de la tecnologa de la informacin que corresponden a la esfera de com

10、petencia del UIT-T, se preparan las normas necesarias en colaboracin con la ISO y la CEI. NOTA En esta Recomendacin, la expresin “Administracin“ se utiliza para designar, en forma abreviada, tanto una administracin de telecomunicaciones como una empresa de explotacin reconocida de telecomunicaciones

11、. La observancia de esta Recomendacin es voluntaria. Ahora bien, la Recomendacin puede contener ciertas disposiciones obligatorias (para asegurar, por ejemplo, la aplicabilidad o la interoperabilidad), por lo que la observancia se consigue con el cumplimiento exacto y puntual de todas las disposicio

12、nes obligatorias. La obligatoriedad de un elemento preceptivo o requisito se expresa mediante las frases “tener que, haber de, hay que + infinitivo“ o el verbo principal en tiempo futuro simple de mandato, en modo afirmativo o negativo. El hecho de que se utilice esta formulacin no entraa que la obs

13、ervancia se imponga a ninguna de las partes. PROPIEDAD INTELECTUAL La UIT seala a la atencin la posibilidad de que la utilizacin o aplicacin de la presente Recomendacin suponga el empleo de un derecho de propiedad intelectual reivindicado. La UIT no adopta ninguna posicin en cuanto a la demostracin,

14、 validez o aplicabilidad de los derechos de propiedad intelectual reivindicados, ya sea por los miembros de la UIT o por terceros ajenos al proceso de elaboracin de Recomendaciones. En la fecha de aprobacin de la presente Recomendacin, la UIT no ha recibido notificacin de propiedad intelectual, prot

15、egida por patente, que puede ser necesaria para aplicar esta Recomendacin. Sin embargo, debe sealarse a los usuarios que puede que esta informacin no se encuentre totalmente actualizada al respecto, por lo que se les insta encarecidamente a consultar la base de datos sobre patentes de la TSB. UIT 20

16、05 Reservados todos los derechos. Ninguna parte de esta publicacin puede reproducirse por ningn procedimiento sin previa autorizacin escrita por parte de la UIT. Rec. UIT-T K.30 (12/2004) iii NDICE Pgina 1 Prembulo. 1 2 Introduccin 1 3 Alcance . 1 4 Parmetros de funcionamiento . 2 4.1 Caractersticas

17、 ambientales 2 4.2 Caractersticas elctricas 2 4.3 Seleccin de los termistores PTC. 6 5 Coordinacin y aplicacin del PTC 7 Apndice I Ejemplos de caractersticas de los termistores PTC. 8 Apndice II Protectores de sobrecorriente autorregeneradores basados en semiconductores . 9 Rec. UIT-T K.30 (12/2004)

18、 1 Recomendacin UIT-T K.30 Protectores de sobrecorriente autorregeneradores 1 Prembulo Los dispositivos protectores limitadores de corrientes se han utilizado en todo el mundo para limitar las corrientes que circulan por lneas de telecomunicacin durante las averas provocadas por lneas de energa y si

19、stemas de traccin elctrica cercanos. Estos dispositivos, que no son de autorregeneracin, suelen consistir en bobinas o fusibles trmicos, situados en el repartidor principal (MDF, main distribution frame), en la interfaz de la red del abonado o en el interior del equipo de comunicacin. Se han introdu

20、cido dispositivos limitadores de corriente -termistores de coeficiente de temperatura positivo (PTC, positive temperature coefficient), caracterizados por ser autorregeneradores, que ahora se estn utilizando en una diversidad de aplicaciones en el mbito mundial. Estos dispositivos utilizan resistenc

21、ias de coeficiente de temperatura positivo. Esta Recomendacin presenta los parmetros de funcionamiento de los termistores PTC. En el apndice II se describe una nueva generacin de protectores de sobrecorriente autorregeneradores que emplean la tecnologa de los semiconductores. 2 Introduccin El objeti

22、vo de esta Recomendacin es sealar los requisitos de funcionamiento aplicables a los termistores PTC para asegurar su funcionamiento satisfactorio en las redes de telecomunicacin. Esta Recomendacin tambin abarca la coordinacin de estos dispositivos instalados en el MDF y en el equipo. El termistor PT

23、C est destinado a las mismas aplicaciones que las bobinas o fusibles trmicos. Sin embargo, ya que este dispositivo es autorregenerador; no hay necesidad de reponerlo despus de cada operacin cuando se utiliza dentro del margen de su capacidad de autorregeneracin, lo cual permite que estos sistemas de

24、 proteccin se comporten as tanto para la limitacin de corriente como para la de tensiones. El termistor PTC tiene principalmente por objeto limitar las sobrecorrientes de duracin relativamente larga y tendr normalmente un tiempo de respuesta demasiado lento para los fenmenos transitorios o las sobre

25、tensiones ocasionadas por descargas del rayo. Ciertas caractersticas de los termistores PTC pueden limitar su utilizacin, a saber: Debido a la dependencia de la frecuencia que presentan algunos termistores PTC, podra verse afectada la transmisin en sistemas de alta frecuencia (decenas de MHz). Insta

26、lados como resistencia en serie en los conductores a y b, los dispositivos pueden afectar al equilibrio de la lnea. Un dispositivo activado podra todava dejar pasar una pequea corriente por el circuito, que fuese suficientemente elevada para generar una disipacin de calor excesiva en otros dispositi

27、vos como los componentes de proteccin de sobretensiones secundarias, si no se logra una cuidadosa coordinacin. Un termistor PTC activado puede no restablecerse automticamente en ciertos circuitos de comunicacin, que tienen circulacin constante de corriente. 3 Alcance Esta Recomendacin se aplica a lo

28、s dispositivos limitadores de corriente que ponen en prctica los principios de proteccin contra sobrecorrientes sealados en la Rec. UIT-T K.11. Los parmetros de funcionamiento aqu descritos pretenden servir de gua para circuitos de comunicacin de 2 Rec. UIT-T K.30 (12/2004) aplicacin general. Determ

29、inados sistemas, equipos terminales o entornos pueden tener diferentes necesidades. 4 Parmetros de funcionamiento 4.1 Caractersticas ambientales Los termistores PTC deben funcionar satisfactoriamente dentro de mrgenes de temperatura y de humedad seleccionados para la aplicacin deseada. Las temperatu

30、ras elegidas varan dentro de los valores extremos de 40 C y +70 C. El margen de humedad escogido debe comprender hasta el 95% de humedad relativa como mximo. Las pruebas contenidas en 4.2, Caractersticas elctricas, se realizarn a la temperatura ambiente de +25 C, y es tambin posible hacer pruebas ul

31、teriores a las temperaturas extremas seleccionadas. Sin embargo, las caractersticas del dispositivo en cuanto a tiempo de respuesta, corriente de rgimen y resistencia serie en continua pueden diferir de las especificadas a temperatura ambiente. Cada una de las pruebas descritas en 4.2 deber realizar

32、se sobre dispositivos que no se hayan probado previamente. 4.2 Caractersticas elctricas 4.2.1 Funcionamiento de los termistores PTC El termistor PTC funciona como circuito abierto para limitar la corriente, aumentando su resistencia desde un valor pequeo a otro valor muy elevado. Dicho termistor se

33、inserta como elemento en serie en la lnea de telecomunicacin. El dispositivo limitador de corriente puede venir incluido en un mismo conjunto con la unidad de proteccin primaria en el MDF, en la interfaz de la red de abonado o en las placas de circuito impreso del equipo de comunicacin. 4.2.2 Caract

34、ersticas de funcionamiento del termistor PTC Existen termistores PTC con una variedad de caractersticas de funcionamiento capaz de adaptarse a las necesidades particulares de cada aplicacin. Son de particular importancia las siguientes caractersticas: El tiempo de respuesta, TR, es el tiempo mximo r

35、equerido por el termistor PTC para reducir una determinada corriente de avera a un valor aceptable que no produzca dao ni riesgo a la seguridad de la carga protegida. La corriente de transicin, It, es el nivel de corriente requerido para que un termistor PTC cambie de estado, a una temperatura y tie

36、mpo de duracin determinados. La corriente de rgimen, Ir, es la corriente mxima que el termistor PTC puede conducir durante un periodo de tiempo especificado. La corriente elegida debe ser mayor que la corriente mxima normal de funcionamiento dentro del margen de temperaturas de operacin. La tensin m

37、xima, Vmx, es la tensin ms alta que puede aplicarse al termistor PTC sin alterar su comportamiento. La duracin en presencia de impulsos y la duracin ante corriente alterna vienen expresadas, respectivamente por el nmero de impulsos de descargas y de corrientes y tensiones alternas que un termistor P

38、TC es capaz de resistir sin llegar a la condicin de avera. Se define como “final de la vida“ el estado en el que la resistencia en c.c. del dispositivo ya no est dentro de los valores lmites especificados tras el final de las aplicaciones de corriente o bien ha dejado de cumplir las caractersticas e

39、xigidas de tiempo de respuesta y corriente de rgimen. Rec. UIT-T K.30 (12/2004) 3 El termistor PTC debe resistir los impulsos de sobrecorriente y las sobretensiones en c.a. sin crear riesgos para la seguridad ni propagar fuego. El cuadro I.1 presenta ejemplos de algunas caractersticas de termistores

40、 PTC. 4.2.3 Tiempo de respuesta, TREl termistor PTC funcionar dentro del tiempo de respuesta cuando se le aplique la corriente de transicin especificada (vase el cuadro I.1) a travs de sus terminales. Cuando se active el dispositivo, la corriente disminuir hasta un valor aceptable. La resistencia de

41、l dispositivo estar comprendida dentro de los valores especificados medidos despus de desconectar la fuente. El restablecimiento de la resistencia de c.c. en serie a su valor especificado se medir al cabo de un periodo de tiempo seleccionado para la aplicacin deseada. Mtodo de prueba La figura 1 ilu

42、stra un ejemplo de circuito que puede servir para realizar la prueba. El generador de corriente de la figura 1 tendr el valor de corriente de transicin especificado en la categora apropiada cuando se inserta el dispositivo limitador de corriente en el circuito de prueba. Comprubese que la corriente

43、disminuye hasta un valor aceptable dentro del tiempo de respuesta apropiado. Una vez desconectado el generador, alcanzada la temperatura ambiente por el dispositivo y transcurrido un tiempo determinado, mdase la resistencia del termistor PTC para asegurar que est comprendida dentro de sus valores es

44、pecificados. Reptase el procedimiento anterior cinco veces para cada corriente de carga. El ritmo de repeticin debe ser suficiente para evitar la acumulacin trmica. Figura 1/K.30 Circuito de prueba del tiempo de respuesta 4.2.4 Corriente de rgimen, IrPor los termistores PTC circular la corriente de

45、rgimen especificada (vase el cuadro I.1) aplicada simultneamente a cada dispositivo limitador de corriente como se muestra en la figura 2 para el periodo de pruebas apropiado. Durante las pruebas de corriente de rgimen, los dispositivos tendrn una resistencia comprendida dentro de los valores especi

46、ficados. Mtodo de prueba La figura 2 ilustra un ejemplo de un circuito que puede utilizarse para realizar la prueba. En aplicaciones en las que no hay acoplamiento trmico entre los dispositivos, slo es necesario probar uno de ellos, y no los dos simultneamente. El generador de corriente constante en

47、 c.c. debe tener el valor de corriente de rgimen especificado en la categora apropiada cuando se inserta el termistor PTC en el circuito de pruebas. Durante las pruebas de corriente de rgimen, mdase la resistencia del dispositivo para asegurar que est comprendida dentro de los valores especificados.

48、 La 4 Rec. UIT-T K.30 (12/2004) resistencia serie en c.c. del dispositivo es el cociente de la tensin medida en bornas del termistor PTC dividida por la corriente que se mide en el ampermetro. Figura 2/K.30 Circuito de prueba de la corriente de rgimen 4.2.5 Duracin con impulsos de corriente El termi

49、stor PTC conducir sin sufrir avera el nmero de aplicaciones de impulsos de corriente sealado en la especificacin apropiada. En el cuadro I.2 se presentan ejemplos de impulsos de corriente. El fin de la vida del dispositivo viene determinado por: no estar ya su resistencia comprendida dentro de los valores lmite especif