PROTECCIÓN CONTRA LOS RAYOS INDIRECTOS

Caída indirecta de rayos y escorrentía Calidad del cableado de la instalación, especialmente del sistema de puesta a tierra (continuación)

Uab = [Za.Ia + Zc(Ia+Ib)] - [Zb.Ib + Zc(Ia+Ib)]

Se observa que los factores Zc (Ia + Ib )] se anulan entre sí y que, por tanto, la tensión entre las tierras A y B no depende de la calidad de las tierras de la instalación.

Si Ia=10kA de corriente de choque, Ib=100A de corriente residual y las impedancias Za y Zb al mismo valor de 10Ω: Uab = (10 x 10 000) . (10 x 100 ) = 100 000 V

Si las dos redes de tierra A y B están cerca, esta diferencia de potencial puede ser suficiente para provocar una ignición entre estas dos redes.

La reducción de las subidas de potencial locales en las redes de tierra se consigue interconectando en lo posible todo lo que pueda servir de conductor de retorno a las corrientes de tierra. Esto reduce las impedancias de las redes de tierra y permite distribuir las corrientes de tierra entre varios conductores.

La condición esencial y fundamental para la calidad de una protección contra los efectos electromagnéticos del rayo es limitar las diferencias de potencial entre las masas adyacentes, a fin de eliminar las causas de los fogonazos y los flujos de corriente. Se entiende entonces por qué son indispensables las redes terrestres malladas.

Se denomina "red de masa" o "tierra local" al conjunto de redes utilizadas para asegurar el potencial de referencia de un conjunto de instalaciones.

Una red de masas malladas no suprime las subidas de potencial en modo común, sino que las masas de todos los aparatos conectados a ella suben de potencial al mismo tiempo.

Como resultado, no hay más corriente parásita entre los dispositivos y si todos los elementos de esta red tienen la misma referencia de potencial, no hay más sobretensión entre las tierras.

De lo anterior se desprende que la calidad del terreno no tiene importancia e incluso se puede prescindir de ella. Esto sería cierto si la instalación fuera una jaula de Faraday perfecta, pero no lo es: hay que garantizar la calidad de la toma de tierra por las siguientes razones: -La puesta a tierra de las instalaciones es una obligación legal: el sistema de puesta a tierra debe ajustarse a las normas relativas a la seguridad de las personas. -También para garantizar la seguridad de las personas, es necesario limitar las diferencias de potencial longitudinales y, en particular, las tensiones de paso, especialmente en las proximidades de los circuitos y puntos de puesta a tierra. -Una buena toma de tierra reduce las consecuencias de una mala red de tierra al limitar el valor de las diferencias de potencial transversales.

 Tierras separadas

Algunos proveedores de equipos informáticos recomiendan un terreno separado para obtener un "terreno limpio" para sus equipos. Hay que evitar absolutamente esta idea de la tierra separada. Esta idea se opone al principio intangible de equipotencialidad. Las tomas de tierra separadas sólo son aceptables en las instalaciones que no tienen absolutamente ningún vínculo físico entre ellas, de cualquier tipo: bus de datos, fuente de alimentación, bandeja de cables, tubería de fluidos, etc. Las instalaciones muy distantes que comparten un bus de datos serán tratadas como instalaciones conectadas a la red telefónica.

Calidad del cableado Para no anular los efectos beneficiosos de la protección contra el rayo, el cableado debe reforzar la equipotencialidad del sistema y tender a reducir los efectos de acoplamiento entre los cables contaminantes y los sensibles. Para ello, deben respetarse las siguientes normas:

- Las canaletas y bandejas de cables deben ser metálicas, cada componente debe estar atornillado al anterior y al siguiente. El conjunto debe estar cuidadosamente conectado a los distintos gabinetes atendidos. Esto es especialmente importante, ya que una conexión de cables de 2 m de longitud es suficiente para eliminar el efecto reductor de la bandeja de cables. Una conexión de sólo 10 cm de longitud ya reduce la eficiencia a la mitad. Y en general: Toda conexión a la red equipotencial debe ser corta y recta

- Un conductor de puesta a tierra que pase por encima de una bandeja de cables metálica debe estar desnudo y en claro contacto con ella. - Los cables de alimentación y los de baja corriente se instalan en canalizaciones separadas o, en su defecto, se colocan a ambos lados de la canalización. Es necesario dejar una distancia de 20 cm entre estos cables para evitar los riesgos de acoplamiento al caer un rayo. Una cubierta metálica, colocada en una canaleta por donde pasa un cable perturbador, refuerza el acoplamiento.

- Los cables más contaminantes deben situarse en las esquinas de la canalización y, en la medida de lo posible, en una canaleta enterrada o, al menos, lo más cerca posible del suelo para reducir la superficie del bucle de emisión. Este bucle está formado por el conductor y las conexiones a la tierra o al plano de tierra.

Loscables apantallados se colocan en el centro de la canaleta. Loscables sensibles que no pueden separarse de los cables contaminantes deben estar apantallados. El apantallamiento proporciona protección contra los campos eléctricos o electromagnéticos. La pantalla debe ser continua de un extremo a otro del conductor. Cualquier discontinuidad en el blindaje permite la entrada de perturbaciones radiadas. El apantallamiento de los cables debe estar conectado a la red de tierra. Los cables largos, que conectan equipos situados en lugares donde la equipotencialidad no está asegurada, deberán estar equipados con protecciones (separación galvánica, pararrayos) y, a menos que sea absolutamente necesario, el blindaje se conectará en un solo extremo.

- En el caso general de que las señales deseadas tengan un nivel suficiente en comparación con las señales de interferencia, los blindajes de los cables deben conectarse a tierra en ambos extremos y regularmente a las tierras adyacentes a lo largo de la ruta del enlace.

Sin embargo, esta norma nunca debe ser un obstáculo para las instrucciones de los fabricantes de los equipos utilizados. - En casos especiales en los que exista un acoplamiento perturbador entre la corriente perturbadora que fluye en la pantalla y la señal útil que fluye en el conductor activo, entonces y sólo para conexiones cortas, la pantalla sólo debe conectarse en el lado del dispositivo sensible. Esto significa que las subidas de potencial entre el conductor, la pantalla y la tierra deben controlarse también en el extremo en el que la pantalla no está conectada a tierra.

En elcaso de los enlaces largos, una solución es utilizar una doble pantalla, la primera conectada a tierra en ambos lados, y la pantalla interna conectada a tierra sólo en el lado del equipo a proteger.

- Un solo cable apantallado, conectado en un solo extremo, es ineficaz en H F - La entrada decables apantallados en cajas eléctricas debe hacerse conectando el apantallamiento a la tierra del aparatoen 360°. Es necesario evitar que las trenzas retorcidas se atasquen en un bloque de terminales.

- Un escudo cable apantallado que es si no está bien conectado es totalmente ineficaz.

Inmunidad de los equipos electrónicos

La instalación completa de la red de puesta a tierra y de las masas malladas se realiza respetando cuidadosamente la separación de las corrientes altas y bajas, los apantallamientos se conectan correctamente y se asegura la calidad del cableado. Ahora hay que tener en cuenta la inmunidad del equipo que se va a proteger.

Cuando la preocupación por la protección de un sistema electrónico se tiene en cuenta desde su definición, las características de la resistencia de los equipos sensibles a las perturbaciones se definen en las especificaciones de estos equipos. Los requisitos del pliego de condiciones serán tanto más estrictos cuanto mayor sea la exposición al riesgo y/o si un mal funcionamiento se considera un problema importante. Sin embargo, tanto si el equipo ya está en el lugar como si está por definir, es esencial conocer sus características de resistencia a las perturbaciones. - En el primer caso, este conocimiento permitirá determinar la importancia de las medidas de protección que deben aplicarse, - en el segundo caso, la comparación de las prestaciones de los diferentes equipos considerados ofrecerá la posibilidad de una elección informada.

Susceptibilidad Durante estas pruebas se somete al equipo a diferentes tipos de perturbaciones y, en función de las características de funcionamiento establecidas por el fabricante, es posible determinar dónde está el límite entre la susceptibilidad y la inmunidad. Para cumplir con los requisitos del marcado CE, el equipo sometido a prueba debe, sin perjuicio, ser sometido a perturbaciones de un nivel determinado por las normas aplicables. Si nos remitimos a las definiciones dadas por las normas IEC pertinentes, podemos decir que el nivel de inmunidad requerido asegura un funcionamiento sin problemas en aplicaciones como: oficinas industriales donde el cableado se realiza separando las diferentes tensiones. Para otras condiciones de funcionamiento deben especificarse los requisitos del usuario.

Transitorios rápidos. Se trata de comprobar el comportamiento de los equipos sometidos a parásitos generados aleatoriamente y de frente pronunciado en ráfagas regulares. La electricidad estática. Esta prueba determina la capacidad del producto para soportar descargas eléctricas producidas por el contacto o la proximidad a una fuente de alto potencial. Estas descargas de muy baja energía simulan, por ejemplo, el contacto con una persona que ha acumulado una carga electrostática por el roce con plásticos. Los voltajes pueden alcanzar los 15000V y pueden ser destructivos para las partes accesibles de la electrónica, como las pantallas o los LEDs.

-Susceptibilidad a la radiación. El producto se somete por radiación en el aire, en polaridad vertical y luego horizontal, a una fuente radioeléctrica, que varía de una frecuencia de 80 Mega hertz a 2,7 Giga hertz. A lo largo de la prueba se observa el comportamiento de las entradas/salidas, que debe ser conforme a las características descritas por el fabricante. Las pantallas, los LED y todas las demás partes visibles deberán ser controladas, los valores de las entradas/salidas deberán permanecer dentro de los límites definidos, las grabaciones si el dispositivo las contiene y, en general, toda la información presentada o reproducida por el dispositivo bajo prueba deberá cumplir con las especificaciones del fabricante. -Susceptibilidad de conducción. El producto está sometido a trenes de impulsos parásitos (de 0,15 a 80MHz) aportados por los cables conectados a él.

Un rayo. La prueba de resistencia a la descarga del rayo lleva a aplicar en modo común, en todos los accesos a los productos, descargas en onda híbrida estándar 8/20. Las descargas se producen cuando la carga del generador, según la vía probada, tiene la tensión especificada para el marcado CE: 2000V en la vía de alimentación de baja tensión y 200V en las vías de señal y telecomunicaciones. La corriente generada en ese momento no debe causar ninguna avería permanente en el equipo ensayado. En la práctica, a menudo será útil que el fabricante especifique el valor de tensión soportado antes de la destrucción. Estas cifras deben conocerse para cada canal tomado individualmente.

Emisión Como su nombre indica, las pruebas de emisión tienen por objeto determinar el nivel de radiofrecuencias generado por el equipo sometido a prueba. Emisión radiada: medición del nivel de perturbaciones que el producto envía a su entorno y que puede provocar un mal funcionamiento en otros equipos utilizados en sus proximidades. Las mediciones realizadas deben ajustarse a uno de los modelos definidos por la norma. Emisión conducida. Para las frecuencias más bajas, desde unas decenas de kilohercios hasta 80 megahercios, se realizan mediciones en los conductores del producto, para determinar el nivel de perturbación que inyectan los equipos en las redes cableadas. También en este caso hay que respetar los medidores.

Capítulo 1: PROTECCIÓN CONTRA EL RAPIDO: Recordatorios sobre el rayo

Capítulo 2: PROTECCIÓN CONTRA LOS CHOQUES DIRECTOS  

Capítulo 3 PROTECCIÓN CONTRA LOS RAYOS INDIRECTOS

Capítulo 4 : PROTECCIÓN CONTRA FONDOS INDIRECTOS (continuación)

Capítulo 5: PRESTACIONES DE PROTECCIÓN DE LAS CIMENTACIONES