ITU-T K 39 SPANISH-1996 Risk Assessment of Damages to Telecommunication Sites Due to Lighting Discharges《雷电放电引起电信场所破坏的危险评估 系列K 干扰防护 5号研究组 18pp》.pdf

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1、UNIN INTERNACIONAL DE TELECOMUNICACIONESUIT-T K.39SECTOR DE NORMALIZACINDE LAS TELECOMUNICACIONESDE LA UIT(10/96)SERIE K: PROTECCIN CONTRA LASINTERFERENCIASEvaluacin del riesgo de daos en losemplazamientos de telecomunicaciones debidoa las descargas del rayoRecomendacin UIT-T K.39(Anteriormente Reco

2、mendacin del CCITT)RECOMENDACIONES DE LA SERIE K DEL UIT-TPROTECCIN CONTRA LAS INTERFERENCIASPara ms informacin, vase la Lista de Recomendaciones del UIT-T.Recomendacin K.39 (10/96) iPREFACIOEl UIT-T (Sector de Normalizacin de las Telecomunicaciones) es un rgano permanente de la Unin Internacional d

3、eTelecomunicaciones (UIT). Este rgano estudia los aspectos tcnicos, de explotacin y tarifarios y publica Recomen-daciones sobre los mismos, con miras a la normalizacin de las telecomunicaciones en el plano mundial.La Conferencia Mundial de Normalizacin de las Telecomunicaciones (CMNT), que se celebr

4、a cada cuatro aos,establece los temas que han de estudiar las Comisiones de Estudio del UIT-T, que a su vez producen Recomendacionessobre dichos temas.La aprobacin de Recomendaciones por los Miembros del UIT-T es el objeto del procedimiento establecido en laResolucin N. 1 de la CMNT (Helsinki, 1 al

5、12 de marzo de 1993).La Recomendacin UIT-T K.39 ha sido preparada por la Comisin de Estudio 5 (1993-1996) del UIT-T y fue aprobadapor la CMNT (Ginebra, 9-18 de octubre de 1996)._NOTAS1. En esta Recomendacin, la expresin Administracin se utiliza para designar, en forma abreviada, tanto unaadministrac

6、in de telecomunicaciones como una empresa de explotacin reconocida de telecomunicaciones.2. Los trminos anexo y apndice a las Recomendaciones de la serie K debern interpretarse como sigue: el anexo a una Recomendacin forma parte integrante de la misma;el apndice a una Recomendacin no forma parte int

7、egrante de la misma y tiene solamente por objetoproporcionar explicaciones o informaciones complementarias especficas a dicha Recomendacin. UIT 1997Es propiedad. Ninguna parte de esta publicacin puede reproducirse o utilizarse, de ninguna forma o por ningn medio,sea ste electrnico o mecnico, de foto

8、copia o de microfilm, sin previa autorizacin escrita por parte de la UIT.ii Recomendacin K.39 (10/96)NDICEPgina1 Introduccin . 12 Alcance. 13 Lista de referencias 14 Definiciones . 25 Consideraciones generales . 26 Mecanismos de acoplamiento 26.1 Acoplamiento resistivo . 26.2 Acoplamiento magntico 2

9、6.3 Acoplamiento elctrico. 36.4 Acoplamiento electromagntico . 37 Principios para la evaluacin del riesgo . 37.1 Frecuencia de daos, F . 37.2 Riesgo de daos, R . 48 Clculo de las reas de riesgo 59 Clculo de los factores de probabilidad p 610 Factor de daos indirectos d . 911 Niveles de riesgo acepta

10、bles, Raccept9Apndice I Ejemplo Evaluacin del riesgo de daos en un emplazamiento de telecomunicaciones con unmstil de antena adyacente. 10Recomendacin K.39 (10/96) iiiSUMARIOEsta Recomendacin proporciona una ayuda a los ingenieros encargados de la proteccin para evaluar el riesgo de daosgraves causa

11、dos por el rayo. Comprende un anlisis de riesgo que incluye el efecto de las descargas del rayo directas ycercanas as como las sobretensiones originadas por los servicios entrantes, principalmente las redes de energa elctricay de comunicacin. En el anlisis tambin se indican las medidas de proteccin

12、suplementarias ms eficaces para losemplazamientos cuya proteccin bsica es insuficiente.Parte de esta Recomendacin trata del riesgo de lesiones a las personas que se encuentran en el emplazamiento durantelas tormentas elctricas.La presente Recomendacin se basa en un concepto del TC 81 de la CEI modif

13、icado para ser aplicable en casosprcticos en los sistemas de telecomunicaciones.El ejemplo que figura en el Apndice I se aplica a una instalacin de telecomunicaciones con un mstil de antenaadyacente.Recomendacin K.39 (10/96) 1Recomendacin K.39Recomendacin K.39 (10/96)EVALUACIN DEL RIESGO DE DAOS EN

14、LOS EMPLAZAMIENTOSDE TELECOMUNICACIONES DEBIDO A LAS DESCARGAS DEL RAYO(Ginebra, 1996)1 IntroduccinLas medidas de proteccin adoptadas frente a los fenmenos de sobretensin que se producen de forma aleatoria comolas descargas del rayo se han basado en gran medida en la experiencia. Los equipos moderno

15、s han demostrado ser mspropensos a los daos que los equipos antiguos. Puede haber serias consecuencias en sistemas de comunicacincomplejos incluso en zonas urbanas, anteriormente clasificadas como no expuestas. El uso generalizado de estaciones deradio con altos mstiles de antena para las telecomuni

16、caciones sin hilo ha aumentado significativamente el riesgo dedaos debido a las descargas directas del rayo en los emplazamientos.La necesidad de medidas de proteccin debe basarse en una evaluacin del riesgo en la que se considere el coste y laimportancia del sistema, el entorno electromagntico del

17、emplazamiento y la probabilidad de daos. Los niveles deproteccin y el tipo de mtodos de proteccin deben elegirse tambin de acuerdo con los costes de instalacin ymantenimiento de los dispositivos de proteccin.Una evaluacin de la probabilidad de incidencia de sobretensiones y de la sensibilidad de la

18、instalacin de telecomuni-caciones existente dar la posibilidad de lograr una proteccin equilibrada de todo el sistema.Especialmente importantes son las medidas de proteccin para eliminar el riesgo de heridas graves durante las tormentaselctricas en las instalaciones expuestas que estn permanente o t

19、emporalmente dotadas de personal.2 AlcanceEsta Recomendacin incluye un mtodo para la evaluacin del riesgo de daos de los equipos en las instalaciones detelecomunicaciones y de la seguridad del personal en caso de sobretensiones y sobrecorrientes causadas por lasdescargas del rayo.3 Lista de referenc

20、iasLas siguientes Recomendaciones del UIT-T y otras referencias contienen disposiciones que, mediante su referencia eneste texto, constituyen disposiciones de la presente Recomendacin. Al efectuar esta publicacin, estaban en vigor lasediciones indicadas. Todas las Recomendaciones y otras referencias

21、 son objeto de revisiones por lo que se preconiza quelos usuarios de esta Recomendacin investiguen la posibilidad de aplicar las ediciones ms recientes de las Recomenda-ciones y otras referencias citadas a continuacin. Se publica peridicamente una lista de las Recomendaciones UIT-Tactualmente vigent

22、es.1 Informe tcnico 1662 de la CEI:1995, Assessment of the risk of damage due to lightning.2 Publicacin 1024-1 de la CEI:1990, Protection of structures against lightning, Part 1: General principles.3 Publicacin 1024-1-1 de la CEI:1993, Protection of structures against lightning, Part 1: General prin

23、ciples Section 1: Guide A Selection of protection levels for lightning protection systems.4 Publicacin 1312-1 de la CEI:1995, Protection against lightning electromagnetic impulse, Part 1: Generalprinciples.5 Recomendacin UIT-T K.20 (1996), Inmunidad del equipo de conmutacin de telecomunicaciones con

24、tra lassobretensiones y sobrecorrientes.6 Recomendacin UIT-T K.21 (1996), Inmunidad de los terminales de abonado a las sobretensiones ysobrecorrientes.7 Recomendacin UIT-T K.22 (1995), Inmunidad a las sobretensiones de los equipos conectados a un bus T/Sde RDSI.8 Recomendacin UIT-T K.27 (1996), Conf

25、iguraciones de continuidad elctrica y puesta a tierra dentro de losedificios de telecomunicacin.9 Recomendacin UIT-T K.40 (1996), Proteccin contra los impulsos electromagnticos ocasionados por elrayo en los centros de telecomunicaciones.2 Recomendacin K.39 (10/96)4 DefinicionesEn esta Recomendacin s

26、e definen los trminos siguientes.4.1 dispositivo de proteccin contra descargas (SPD, surge protective device): Dispositivo destinado a limitarlas sobretensiones transitorias y a desviar las sobrecorrientes. Contiene por lo menos un componente no lineal.4.2 circuito de lnea de abonado (SLIC, subscrib

27、er line circuit): Tarjeta de circuito impreso que contiene lasfunciones de lnea de abonado y est colocada en una central en la interfaz con las lneas de telecomunicacionesexternas.5 Consideraciones generalesLos centros de telecomunicacin y otros sistemas de informacin contienen gran cantidad de equi

28、pos electrnicossensibles a las descargas del rayo. Las instalaciones no protegidas pueden verse daadas por descargas entre las nubes yel suelo producidas a una distancia de varios kilmetros. Las interferencias se pueden producir incluso por descargasentre nubes.El riesgo de daos depende de una serie

29、 de factores, entre los que cabe sealar los ms importantes: el tipo de servicios entrantes, sobre todo los cables de telecomunicaciones y de suministro de energa; el tamao y la forma del edificio que contiene el equipo y el efecto de blindaje del material del edificio; la disposicin del sistema elec

30、trnico incluido el encaminamiento de los cables y la utilizacin deblindajes internos; las medidas de proteccin, integradas en la construccin del edificio, inherentes al equipo o en la interfazentre los cables externos e internos.Los daos fsicos en los emplazamientos de telecomunicaciones estn domina

31、dos por los daos del soporte fsico de losequipos electrnicos por las sobretensiones y sobrecorrientes en las lneas entrantes. Las descargas directas del rayo enun edificio pueden causar daos importantes en el propio edificio, provocando incendios, explosiones u otros tipos dedestruccin fsica. En dic

32、hos casos el equipo instalado sufre en general graves prdidas.Asimismo, partes del soporte lgico del sistema pueden ser destruidas o afectadas parcialmente; por ejemplo, puedenborrarse memorias y producirse falsas seales de alarma o inhibirse otras.Sin embargo, el efecto ms grave que resulta de una

33、tormenta elctrica es a menudo la interrupcin del servicio decomunicacin que acarrea altos costes tanto al abonado como al operador de telecomunicaciones.6 Mecanismos de acoplamientoLos fenmenos transitorios originados por el rayo afectarn al centro de telecomunicaciones o a otros sistemas similaress

34、egn los siguientes mecanismos de acoplamiento.6.1 Acoplamiento resistivoUna descarga del rayo en un objeto crea un aumento de potencial que puede alcanzar varios cientos de kV en el lugar delimpacto con respecto a la tierra distante. En un centro de telecomunicaciones la elevacin del potencial gener

35、arcorrientes que se distribuyen entre los servicios que utilizan conductores metlicos como los cables de telecomunica-ciones o de suministro de energa conectados al punto de referencia del sistema. Las corrientes en los blindajes del cablecausan sobretensiones entre el blindaje y el ncleo del cable

36、proporcionales a la impedancia de transferencia.6.2 Acoplamiento magnticoLas corrientes ocasionadas por el rayo en un conductor o en el canal de descarga del rayo crean campos magnticos, que,para una distancia de hasta varios cientos de metros, puede suponerse que tienen la misma variacin temporal q

37、ue lacorriente. Sin embargo, el campo magntico se ve a menudo interrumpido o atenuado por los materiales del edificio opor objetos situados en las proximidades y por lo tanto en algunos casos puede ser necesario un anlisis ms preciso.Recomendacin K.39 (10/96) 3Las variaciones del campo magntico indu

38、cen tensiones y corrientes en el cableado interno y en la planta exterior decable.En el documento 1024-1-1 de la CEI, Guide A Selection of protection levels for lightning protection systems, se ofrecela distribucin de los parmetros de la corriente ocasionada por el rayo.6.3 Acoplamiento elctricoAdya

39、cente a la carga en la parte ms baja del canal de descarga del rayo se origina un campo elctrico muy alto quepuede tener efectos sobre los equipos de antena de varilla. Normalmente en el interior de un edificio puede despreciarsela interferencia producida por el campo.6.4 Acoplamiento electromagntic

40、oA grandes distancias, los campos magnticos producidos por las descargas del rayo provocan sobretensiones substan-ciales en una red de telecomunicaciones extendida. Esta interferencia conducida aparece en la interfaz del equipo. Loscampos radiados directamente difcilmente daarn cualquier equipo de t

41、elecomunicaciones dentro de un edificio ocabina.7 Principios para la evaluacin del riesgoLa evaluacin del riesgo de daos en los centros de telecomunicaciones debe realizarse en dos etapas: primero, unaevaluacin bsica de la necesidad de proteger el objeto contra las descargas; segundo, la eleccin de

42、mtodos deproteccin y de la energa de disrupcin de los componentes de proteccin, SDP, en los servicios de telecomunicacioneso de suministro de energa elctrica.7.1 Frecuencia de daos, FDeben definirse zonas de riesgo para los mecanismos de acoplamiento descritos anteriormente. Se supone que lasdescarg

43、as del rayo en estas zonas daan el propio edificio de telecomunicaciones, TS, o por lo menos los equiposelectrnicos instalados en el interior; vase la Figura 1.T0507080-96/d01TSCables deseales ode energaMstilAd rea de riesgo equivalente para descargas directas en el edificio.Anrea de riesgo para des

44、cargas en el suelo cerca del edficio que afectan al centro de telecomunicaciones por acoplamiento resistivo e inductivo.Asrea de riesgo para los servicios entrantes (cables de suministro de energa, de telecomunicaciones, etc.). Aarea de riesgo para descargas directas en objetos adyacentes, por ejemp

45、lo mstiles de antena, con conexin metlica al centro de telecomunicaciones.Figura 1/K.39 Zonas de riesgo con relacin a las descargas del rayoAaAsAndd1AdFIGURE 1/K.39.D01 = 9 cmCabe resaltar que las diferentes zonas de riesgo pueden superponerse, lo cual debe tenerse en cuenta al calcular el reade rie

46、sgo total.Las estructuras ms altas blindarn, en cierta medida, los edificios ms bajos o las reas cercanas contra las descargasdirectas del rayo. Las descargas directas provocarn normalmente daos ms graves que las descargas indirectas.4 Recomendacin K.39 (10/96)Asimismo, se supone que la zona de ries

47、go As, para los cables entrantes, tiene una prioridad mayor que la zona An, paradescargas en el suelo cerca del emplazamiento que ha de protegerse.La suma de las reas representa el total del rea de riesgo del emplazamiento y corresponde al nmero medio de daospor ao, F, con una intensidad normalizada

48、 Ngde 1 descarga en el suelo por km2y por ao. Se supone que la inmunidaddel equipo de telecomunicaciones contra los fenmenos transitorios ocasionados por el rayo es conforme a lasRecomendaciones K.20, K.21 y K.22 y que la del equipo de suministro de energa es conforme a otras normasinternacionales. Los requisitos comprendern los valores de los parmetros de los fenmenos transitorios que tienen quever con la tensin mxima, la corriente, la carga, la pendiente, la energa especfica, etc.Las reas de riesgo se calculan sobre la base de que la instalacin de comunica