ITU-T K 57 SPANISH-2003 Protection measures for radio base stations sited on power line towers《铁塔上的无线基站的送电线路的保护措施 系列K 干扰防护 5号研究组》.pdf

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1、 UNIN INTERNACIONAL DE TELECOMUNICACIONES UIT-T K.57SECTOR DE NORMALIZACIN DE LAS TELECOMUNICACIONES DE LA UIT (09/2003) SERIE K: PROTECCIN CONTRA LAS INTERFERENCIAS Medidas de proteccin aplicables a estaciones de base radioelctricas ubicadas en torres de lneas de energa elctrica Recomendacin UIT-T

2、K.57 Rec. UIT-T K.57 (09/2003) i Recomendacin UIT-T K.57 Medidas de proteccin aplicables a estaciones de base radioelctricas ubicadas en torres de lneas de energa elctrica Resumen En la presente Recomendacin se especifican las medidas de seguridad que han de tomarse para evitar el riesgo de daos que

3、 la elevacin del potencial de tierra puede causar al equipo cuando se utilizan torres de lneas de energa elctrica para instalar estaciones de base radioelctricas. Asimismo, se incluye un plan de proteccin especial contra rayos, necesario para este tipo de instalaciones. Aqu se exponen las diversas m

4、edidas que pueden aplicarse y que son especialmente importantes cuando la energa llega a travs de una red de baja tensin, que es la situacin ms comn. Esta Recomendacin contiene tres apndices: En el apndice I, titulado “Directrices para la coordinacin del nivel de aislamiento necesario de los circuit

5、os de alimentacin de energa y elevacin del potencial de tierra de la torre“ se da informacin sobre cmo determinar el aislamiento necesario contra el nivel de tensin originada por la elevacin del potencial de tierra y los fallos por derivacin a tierra en la torre. En el apndice II, titulado “Directri

6、ces sobre la configuracin de alimentacin de baja tensin“ se detallan las opciones de alimentacin de energa de baja tensin. Por ltimo, en el apndice III, titulado “Caracterizacin y control de la zona de elevacin del potencial de tierra del sistema de puesta a tierra de la torre y estimacin de la long

7、itud mnima de la seccin de enlace“, se presentan clculos sencillos para estimar la elevacin del potencial de tierra y determinar la longitud del denominado cable de enlace. Tambin se incluyen grficos de la elevacin del potencial de tierra y de la tensin de contacto cuando hay tomas de tierra de estr

8、uctura reticular (en malla) instaladas en torno al bastidor del equipo. Orgenes La Recomendacin UIT-T K.57 fue aprobada el 6 de septiembre de 2003 por la Comisin de Estudio 5 (2001-2004) del UIT-T por el procedimiento de la Recomendacin UIT-T A.8. ii Rec. UIT-T K.57 (09/2003) PREFACIO La UIT (Unin I

9、nternacional 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 explotacin y tarifarios

10、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 de Estudio del UIT-T, q

11、ue 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 competencia del UIT-T, se

12、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. La observancia de est

13、a 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 disposiciones obligatorias. La ob

14、ligatoriedad 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 observancia se imponga a n

15、inguna 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, validez o aplicabilida

16、d 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, protegida por patente, que

17、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 2004 Reservados todos los

18、 derechos. Ninguna parte de esta publicacin puede reproducirse por ningn procedimiento sin previa autorizacin escrita por parte de la UIT. Rec. UIT-T K.57 (09/2003) iii NDICE Pgina 1 Alcance . 1 2 Referencias . 1 3 Definiciones y abreviaturas 2 3.1 Definiciones 2 3.2 Abreviaturas . 2 4 Consideracion

19、es generales 2 4.1 Caracterizacin de los fallos por derivacin a tierra en los sistemas de alimentacin con puesta directa a tierra . 3 4.2 Caracterizacin de los fallos por derivacin a tierra en los sistemas de alimentacin sin puesta directa a tierra 3 4.3 Elevacin del potencial de tierra (EPR) . 3 5

20、Alimentacin de energa elctrica 4 5.1 Alimentacin a travs de una red de LV 4 5.2 Alimentacin a travs de una red de MV . 9 5.3 Alimentacin a travs de una lnea de HV . 9 6 Requisitos del sistema de antena 9 7 Cables de telecomunicacin . 10 8 Configuracin de puesta a tierra. 10 9 Instalacin y mantenimie

21、nto. 11 10 Ejemplos de instalaciones. 11 Apndice I Directrices para la coordinacin del nivel de aislamiento necesario de los circuitos de alimentacin de energa y elevacin del potencial de tierra de la torre 13 I.1 Alcance de la investigacin 13 I.2 Opciones del estudio, parmetros. 14 I.3 Anlisis de l

22、os resultados . 17 I.4 Estimacin del nivel de aislamiento necesario. 31 Apndice II Directrices sobre la configuracin de alimentacin de baja tensin. 35 II.1 Configuracin de la alimentacin de baja tensin 35 II.2 Principios de proteccin . 36 II.3 Seleccin de los valores de diseo para la proteccin 38 II

23、.4 Opciones para la alimentacin de varias RBS 40 Apndice III Caracterizacin y control de la zona de elevacin del potencial de tierra del sistema de puesta a tierra de la torre y estimacin de la longitud mnima de la seccin de enlace 42 III.1 Caracterizacin de la zona EPR del sistema de puesta a tierr

24、a de la torre . 42 III.2 Control de la tensin de contacto y la tensin en escaln mediante el PGE 46 III.3 Estimacin de los mnimos valores de longitud. 57 Rec. UIT-T K.57 (09/2003) 1 Recomendacin UIT-T K.57 Medidas de proteccin aplicables a estaciones de base radioelctricas ubicadas en torres de lneas

25、 de energa elctrica 1 Alcance En la presente Recomendacin se especifican las medidas de seguridad que han de tomarse para evitar el riesgo de daos que la elevacin del potencial de tierra puede causar al equipo, cuando se utilizan torres de lneas de energa elctrica para instalar estaciones de base ra

26、dioelctricas. Tambin se incluyen configuraciones especiales de proteccin contra los rayos de estas instalaciones. Se tienen en cuenta tanto la alimentacin de energa como la conexin a la red de telecomunicaciones. Se mencionan asimismo los riesgos de perturbaciones a la antena transmisora. La protecc

27、in contra los rayos de las estaciones de base radioelctricas se trata detalladamente en la Rec. UIT-T K.56. 2 Referencias Las siguientes Recomendaciones del UIT-T y otras referencias contienen disposiciones que, mediante su referencia en este texto, constituyen disposiciones de la presente Recomenda

28、cin. Al efectuar esta publicacin, estaban en vigor las ediciones indicadas. Todas las Recomendaciones y otras referencias son objeto de revisiones por lo que se preconiza que los usuarios de esta Recomendacin investiguen la posibilidad de aplicar las ediciones ms recientes de las Recomendaciones y o

29、tras referencias citadas a continuacin. Se publica peridicamente una lista de las Recomendaciones UIT-T actualmente vigentes. En esta Recomendacin, la referencia a un documento, en tanto que autnomo, no le otorga el rango de una Recomendacin. Recomendacin UIT-T K.8 (1988), Separacin en el suelo entr

30、e un cable de telecomunicacin y el sistema de puesta a tierra de una instalacin de energa elctrica. Recomendacin UIT-T K.33 (1996), Lmites para la seguridad de las personas en relacin con el acoplamiento en el sistema de telecomunicaciones de instalaciones de energa elctrica c.a. y de instalaciones

31、ferroviarias electrificadas c.a. en condiciones de avera. Recomendacin UIT-T K.52 (2000), Orientacin sobre el cumplimiento de los lmites de exposicin de las personas a los campos electromagnticos. Recomendacin UIT-T K.56 (2003), Proteccin de las estaciones radioelctricas de base contra el rayo. CEI

32、61643-1 (2002-01), Surge protective devices connected to low-voltage power distribution systems Part 1: Performance requirements and testing methods. CEI 61643-12 (2002-02), Low-voltage surge protective devices Part 12: Surge protective devices connected to low-voltage power distribution systems Sel

33、ection and application principles. 2 Rec. UIT-T K.57 (09/2003) 3 Definiciones y abreviaturas 3.1 Definiciones En esta Recomendacin se definen los trminos siguientes. 3.1.1 malla de puesta a tierra (PGE, potential grading earth): Es un sistema de electrodos enterrados a poca profundidad alrededor del

34、 bastidor del equipo para controlar la tensin de contacto y la tensin en escaln. Este sistema est conectado tanto a la torre como a la tierra del bastidor. 3.1.2 sistema de energa con puesta directa a tierra: Sistemas de energa de alta y media tensin cuyo neutro est conectado a tierra directamente o

35、 mediante una baja impedancia. 3.1.3 sistema de energa sin puesta directa a tierra: Sistemas de energa de alta y media tensin cuyo neutro est aislado o conectado a tierra mediante una alta impedancia (resistencia o inductancia), o una bobina apagadora de arco (bobina de Petersen). 3.2 Abreviaturas E

36、n esta Recomendacin se utilizan las siguientes siglas. EPR Elevacin del potencial de tierra (earth potential rise) HV Alta tensin (niveles de tensin superiores a 100 kV c.a.) high voltage (voltage levels exceeding 100 kV a.c.) LV Baja tensin (niveles de tensin no superiores a 1000 V c.a.) low voltag

37、e (voltage levels not exceeding 1000 V a.c.) MOV Varistor de xido metlico (metal oxide varistor) MV Tensin media (niveles de tensin entre LV y HV) medium voltage (voltage levels lying between LV and HV) RBS Estacin de base radioelctrica (radio base station) SPD Dispositivo de proteccin contra las cr

38、estas (surge protective device) T-EPR Elevacin del potencial de tierra en la torre (tower-earthing potential rise) Z-EPR Zona de elevacin del potencial de tierra (zone of the earth potential rise) 4 Consideraciones generales La ubicacin de antenas de estaciones de base radioelctricas en torres de ln

39、eas de energa elctrica es especialmente interesante en zonas rurales donde no existen los edificios altos donde puedan instalarse las antenas. Al mismo tiempo, es necesario tomar determinadas precauciones para que la instalacin sea segura y no se causen daos al equipo. En todas las torres de lneas d

40、e energa elctrica con antenas de estaciones de base radioelctricas hay un bastidor situado cerca de la torre o entre sus pies, de ser posible en situacin elevada. La ubicacin del bastidor del equipo no es una cuestin que afecte a la seguridad, sino a la accesibilidad de la propia torre. Este bastido

41、r alberga el equipo para la transmisin y recepcin y tiene conexiones de cable para la alimentacin de energa y la transmisin de seales. Hay un bastidor transformador para la alimentacin de energa cerca del bastidor del equipo o en un espacio reservado dentro del mismo. La antena puede estar montada p

42、or debajo o por encima de los conductores de fase, o incluso por encima de los cables de toma de tierra areos, de haberlos. Rec. UIT-T K.57 (09/2003) 3 La lnea de energa elctrica puede pertenecer a un sistema de alimentacin con puesta a tierra directa o no directa. Hay dos fenmenos que cabe tener en

43、 cuenta: Elevacin del potencial de tierra en caso de fallo por derivacin a tierra en la torre Este problema se soluciona aislando la parte del equipo de la RBS con conexiones metlicas externas, de su bastidor y su equipo, que estn conectados a la torre. Cada de rayos en la torre Este problema se sol

44、uciona conectando elctricamente las partes ya mencionadas del equipo de la RBS mediante SPD adecuados, para no poner en peligro el aislamiento necesario contra la elevacin del potencial de tierra. Para ms informacin, vase II.2. 4.1 Caracterizacin de los fallos por derivacin a tierra en los sistemas

45、de alimentacin con puesta directa a tierra Cuando ocurre un fallo por derivacin a tierra en un sistema de alimentacin cuyo neutro est directamente puesto a tierra, habr una elevacin del potencial de tierra (EPR, earth potential rise) en las subestaciones de alimentacin, pero tambin en el punto de fa

46、llo, que puede ser la torre donde est instalada la estacin de base radioelctrica. En la mayor parte de los casos, la EPR ser muy superior en el punto del fallo puesto que la impedancia a tierra equivalente es muy superior en dicho punto que en las subestaciones. Para ms informacin, vase el apndice I

47、. 4.2 Caracterizacin de los fallos por derivacin a tierra en los sistemas de alimentacin sin puesta directa a tierra Cuando ocurre un fallo por derivacin a tierra en un sistema cuyo neutro no est puesto a tierra directamente, la EPR ser muy pequea dada la pequea amplitud de la corriente de derivacin

48、. No obstante, tambin pueden haber dobles fallos por derivacin a tierra. En ese caso, la corriente de derivacin ser mucho mayor y tendr como resultado una EPR importante en ambos puntos de fallo. 4.3 Elevacin del potencial de tierra (EPR) Cuando se produce un nico fallo por derivacin a tierra en una lnea de energa elctrica de una red cuyo neutro est directamente puesto a tierra, o un doble fallo por derivacin a tierra en lneas de energa de una red cuyo neutro no est directamente puesto a tierra, se originar en la torre una EPR import