COMO PROTEGER Y EVITAR LA QUEMA DE EQUIPOS EN LA CABECERA Y LAS REDES CATV

Por Ricardo Cabral

PROPOSITO FUNDAMENTAL DE ESTE TALLER:

INSTRUIR SOBRE TODOS LOS DETALLES TECNICOS, DE LOS CIRCUITOS ELÉCTRICOS Y DE LAS ESTRUCTURAS MECÁNICAS CON O SIN MOVIMIENTO, QUE REQUIEREN DE MÁXIMA PROTECCIÓN DE POSIBLES DESCARGAS ELÉCTRICAS, ATMOSFÉRICAS, Y/O CONTACTOS ACCIDENTALES CON CONDUCTORES ELECTRICOS PORTADORES DE ELECTRICIDAD DE CUALQUIER TIPO O SEÑALES PARASITAS DE RF O CUALQUIER TIPO DE FRECUENCIAS QUE PUEDA OCASIONAR DAÑOS O MAL FUNCIONAMIENTO DE LOS EQUIPOS EN LA CABECERA O LAS REDES DE TELEVISION POR CABLE, EN NUESTRAS INSTALACIONES.

CONTENIDO 1-FUNDAMENTOS DE UNA CONEXIÓN A TIERRA. 2-LA CONEXIÓN A TIERRA DE SISTEMAS Y CIRCUITOS. 3-QUE CIRCUITOS REQUIEREN DE ATERRIZAMIENTO. 4-FACTORES BASICOS A CONSIDERAR EN EL DISEÑO DE UN SISTEMA DE TIERRA. 5-METODOLOGÍA Y PROTECCIONES

1. OBTENER UNA RESISTENCIA ELÉCTRICA DE BAJO VALOR PARA DERIVAR A

TIERRA FENÓMENOS ELECTRICOS TRANSITORIOS (FETs.), CORRIENTES DE FALLA ESTATICAS Y PARASITAS; ASI COMO RUIDO ELECTRICO Y RADIO FRECUENCIA

2. MANTENER LOS POTENCIALES PRODUCIDOS POR LAS CORRIENTES DE FALLA DENTRO DE LOS LIMITES DE SEGURIDAD DE MODO QUE LAS TENSIONES DE PASO O DE TOQUE NO SEAN PELIGROSAS PARA LOS HUMANOS Y/O ANIMALES.

3. HACER QUE EL EQUIPAMIENTO DE PROTECCION SEA MAS SENSIBLE Y PERMITA UNA RAPIDA DERIVACION DE LAS CORRIENTES DEFECTUOSAS A TIERRA.

FINALIDAD DE LA PUESTA A TIERRA

4. PROPORCIONAR UN CAMINO DE DERIVACION A TIERRA DE DESCARGAS ATMOSFERICAS, TRANSITORIOS Y DE SOBRETENSIONES INTERNAS DEL SISTEMA.

5. SERVIR DE CONTINUIDAD DE PANTALLA EN LOS SISTEMAS DE DISTRIBUCION DE LINEAS TELEFONICAS, ANTENAS Y CABLES COAXIALES

Equipo conectado a tierra

Potencial igualado

Tierra

DIAGRAMA BASICO EXPLICATIVO DE UNA CONEXIÓN A TIERRA

Se aplica potencial al equipo por una falla

La corriente circula desde el equipo hacia tierra

La descarga eléctrica se aterriza y el equipo es protegido

DIAGRAMA BASICO EXPLICATIVO DE UNA CONEXIÓN A TIERRA

SISTEMA DE PUESTA A TIERRA DE UNA ESTRUCTURA

ATERRIZAMIENTO DE LA ESTRUCTURAPOR PLATINA DE COBRE PROTEGIDA POR PINTURA

SISTEMA DE PUESTA A TIERRA DE UNA SUBESTACION DE ENERGIA

COMPORTAMIENTO DE LA ELECTRICIDAD Y VIAS DE DESCARGA POR CONTACTO FISICOLA DESCARGA SE PRODUCE A TIERRA A TRAVES DEL CUERPO DE QUIEN TENGA CONTACTO CON LA PUERTA METALICA FASE QUE HACE

CONTACTO CON LA PUERTA POR DAÑO EN EL CABLELA DESCARGA SE

PRODUCE A TIERRA A TRAVES DEL CIRCUITO DE ATERRIZAMIENTO CON LA PUERTA METALICA Y LA TOMA

HOGAR DEBIDAMENTE PROTEGIDO MEDIANTE ATERRIZAMIENTO ELECTRICO

CABLE DE CONEXIÓN A TIERRA

CABLE DE CONEXIÓN A TIERRA

FASE

NEUTRO

FASE

NEUTRO

TIERRA TIERRA

CAJA METALICA O PLASTICA

CAJA METALICA O PLASTICA

SALIDA DE LA FASE

SALIDA DEL NEUTRO

SALIDA DE POLO A TIERRA

TUBO CONDUIT O PVC

3030 A 30 A 30 A

FASE A

FASE B

FASE C

BARRAJE DE NEUTROS

BARRAJE DE TIERRAS

CAJA DE DISTRIBUCION PARA 3 CIRCUITOS CON 3 FASES(TRIFASICA)

• Existen dos parámetros importantes a la hora de diseñar o realizar mantenimiento de un sistema a tierra resistividad del suelo y resistencia del sistema de puesta a tierra ( electrodo, malla etc.)

CONSTRUCCION DE FOSO PARA ATERRIZAMIENTO ELECTRICO

EN EL CASO ESPECÍFICO DE LOS SISTEMAS DE TELEVISIÓN POR CABLE ,TODA LA INFRAESTRUCTURA METÁLICA DE ANTENAS, EQUIPOS DENTRO DE LA CABECERA COMO RECEPTORES, MODULADORES, AMPLIFICADORES, FUENTES DE ALIMENTACION,TRANSMISORES Y RECEPTORES OPTICOS Y DEMÁS EQUIPOS ACTIVOS O PASIVOS COMO TAPS, MULTITAPS, ESPLITERES ETC, DEBEN ESTAR PERFECTAMENTE ATERRIZADOS .

LAS INSTALACIONES ELÉCTRICAS DENTRO DE LA CABECERA O HEADEND, DEBERAN CONSERVAR TODAS LAS NORMAS DE PROTECCION, SEGURIDAD Y AISLAMIENTO PARA SU DEBIDO DESEMPEÑO, LOS CALIBRES DE LOS CABLES Y ALAMBRES EN LOS CIRCUITOS, LAS PROTECCIONES POR SISTEMAS TERMICOS Y DE PROTECCION POR EXCESO DE CORRIENTES (BREAKERS). (CANALETAS).

¿QUÉ CIRCUITOS REQUIEREN DE ATERRIZAMIENTO?

Idea de Área Protegida• Las descargas atmosféricas “no pueden evitarse”.• Ningún sistema de protección puede garantizar en

forma absoluta vidas, bienes ni estructuras.• Todos los sistemas de protección tratan de controlar la

descarga buscando que se produzca sobre puntos definidos y garantizar su rápida disipación a tierra.

• Área protegida es el volumen que encierra a todos los elementos que gracias a la instalación de un “captor” tienen una baja posibilidad de recibir una descarga.

Captores de DescargaCaptores tradicionales (Tipo Franklin)

Conductores de Descarga• Por razones de seguridad se requieren dos

conductores como mínimo• El recorrido del conductor hasta el sistema de

descarga a tierra debe ser lo mas corto posible.• Deben evitarse las curvas en ángulos menores a

90 grados o radios de curvatura inferiores a 20 centímetros.

• La inductancia es la característica predominante en los conductores de descarga.

Captores de DescargaCaptores tipo EMS

(Early Streamer Emitter) Favorecen la creación de

una descarga ascendente

Protección de las Personas• La descarga eléctrica en su camino por los

conductores de descarga y su posterior disipacion en la tierra genera un gradiente de tension de magnitud considerable.

• Una persona parada sobre la tierra puede sufrir un grave daño si se crea una diferencia de potencial perjudicial entre partes de su cuerpo

• Una persona parada cerca de un conductor de descarga puede sufrir una descarga lateral

Medición Resistividad del sueloMétodo de los cuatro puntos

- A = Separación sondas- B = Largo de sondas- B menor que A/20- D =profund. medición- Separaciones iguales- Resistividad = 6.28 A.R

Sistema de Descarga a Tierra• Su efectividad depende de :

- Tipo y tamaño del electrodo utilizado. - Características del suelo (resistividad)

• La resistividad del suelo depende de : - Cantidad de iones libres (sales) - Temperatura (congelamiento / sequía ) - Humedad (muy vinculada con la anterior)

Caida de Tensión• Inductancia de un conductor circular recto

aproximadamente igual a 1 microHy/mt.• Caida de tensión E = I.R + L dI/dt• Caso típico :

Bajada = 10 mts de conductor AWG6 R = 0.13 ohms y L = 10 microhenries I = 20000 A y dI/dt = 20 GA/seg

• Con los valores anteriores resulta : E = 2600 V + 200000 V = 202600 V

Espaciamiento Conductores de Descarga

Espaciamiento maximoNivel Prot. DistanciaI 10 mtsII 15 mtsIII 20 mtsIV 25 mts

Espaciamiento tipico 10 a 15 metros

Descarga Lateral

Equipotencialidad• Se obtiene la equipotencialidad vinculando el

sistema de protección con : - Estructura metálica del edificio. - Instalaciones metálicas del edificio. - Elementos conductores externos. - Instalaciones eléctricas y de telecomunicación. - Cañería de agua. Por medio de conductores metálicos o protectores de sobretensión.

Puesta a Tierra en Instalaciones de Red CATV

• Puesta a tierra en cada fuente de alimentacion• Puesta a tierra en cada activo del sistema

(Nodo Optico, Amp. Distribucion, Amp Linea)• Puesta a tierra cada 100 mts (quinto poste)• Equipotencialidad con lineas de energia

(vinculacion de puestas a tierra)

Puesta a Tierra en Instalaciones Domiciliarias

• Tratar de acometer cerca de donde lo hace la compañia de suministro electrico.

• Intercalar “grounding block” para efectuar la puesta a tierra de la instalacion.

• Vincular la tierra de energia con la de CATV por el camino mas corto posible (Equipotencialidad)

• Regla de oro : “Evitar que el TV / VCR o Set Top del cliente quede en el camino de la descarga

Puesta a Tierra en Inst. DomiciliariaTUBO METALICO

MEDIDOR

INGRESO

COAXIAL Rg-6

BLOQUE A TIERRA INGRESO

CURVA DE GOTEO

• LA POSIBLE DESCARGA DE UNA CORRIENTE ACCIDENTAL SERIA ATERRIZADA A TRAVES DEL GROUND BLOCK

Cable de aterrizaje AWG 6

Resumen : Seis Puntos Basicos• Capture la descarga• Conduzca la descarga a

tierra en forma segura.• Disipe la descarga a

tierra mediante un sistema de baja impedancia.

• Evite lazos, asegure la equipotencialidad entre diferentes tierras.

• Proteja equipos de transitorios de linea.

• Proteja equipos de transitorios en cables coaxiles y antenas.