ARLA/CLUSTER: Terras de protecção -- Um assunto que sempre levanta duvidas e questões pertinentes

Segunda-Feira, 13 de Novembro de 2006 - 15:04:23 WET

Parabéns Roland, pelo tema, e pelo artigo.

Confesso que não domino este tema e que tenho muitas dúvidas sobre as 
melhores soluções.
Duma coisa tenho a certeza. Se cair um raio nas torres onde estão as 
minhas antenas não vai ficar muita coisa para contar a história. E Então 
porque protegemos?
Já fiz esta pergunta muitas vezes e ninguém me soube responder. Será 
porque não existe proteção para queda directa de raios? Existe sim  no 
mercado alguns "Coaxial Lightning Protector"  cuja funcionalidade, é no 
mínimo, dúvidosa porque a única coisa que faz é curtocircuitar o 
condutor central do cabo à malha. Mas se cair um raio será que  fica 
sequer alguma  malha no cabo?

/**/No que se refere à terra de RF a história já é outra. No meu caso o 
ponto de terra dista ainda uma dezena de metros da zona onde tenho os 
equipamentos de radio e por isso um simples cabo de terra não serve. 
Sabemos que qualquer cabo pode funcionar como antena e consequentemente 
tem uma indutância que vai variar com a frequência de trabalho, i.e. a 
nossa terra pode ter valores de impedância altíssimos, e deixa de ser 
útil. A solução que encontrei foi utilizar, para terra de RF,  um cabo 
coaxial RG-213 . O cabo é curto cicuitado (malha e centro soldados)  no 
ponto de massa, e aberto na outra extremidade.    Dentro do "shack" 
liga-se apenas o condutor central do cabo ao barramento. A questão é que 
em algumas frequências o cabo curto circuitado pode ainda apresentar 
altas impedâncias, nomeadamente  em frequências que são multiplos de 1/4 
onda do comprimento do cabo. Para evitar isso coloca-se um condensador 
no outro extremo entre a malha e o condutor central ( no meu caso foi de 
100pF).

Foi assim que resolvi o meu problema da terra de  RF. Quanto à queda de 
raios confio mais na estatística do que nas soluções.

73
CT3FQ
Carlos Neves

Roland Gonçalves Gomes wrote:

>Estimados colegas o assunto que decidi abordar é de todo um assunto que sempre levanta duvidas e alguma controvérsia de opiniões entre colegas.
> 
>Contudo junto envio algumas recomendações ao abrigo da legislação que julgo poderão de facto limpar um pouco mais a nuvem das questões.
> 
> 
> 
>1. Introdução
>No presente apresentam-se os aspectos mais relevantes a ter em conta nas terras de protecção (PE) e de serviço (SE) das instalações de telecomunicações em edifícios de clientes, sem prejuízo de casos específicos, aos quais se deverá dar atenção particular.
>As diferenças existentes entre as prescrições técnicas nacionais, constantes no manual ITED - Infra-estruturas de Telecomunicações em Edifícios [1], e as recomendações internacionais emanadas da ITU-T [4], implicam uma dupla abordagem deste assunto.
>Por serem assuntos estreitamente relacionados, são tecidas algumas considerações sobre dispositivos de protecção dos equipamentos de telecomunicações contra sobretensões e sobreintensidades.
>
>2. Breves considerações sobre terras de protecção de instalações eléctricas
>Designam-se por massas, as partes condutoras dos equipamentos eléctricos susceptíveis de serem tocadas, em regra isoladas das partes activas (condutores ou partes condutoras destinadas a estar em tensão em serviço normal, incluindo o neutro, excepto por convenção o condutor PEN), mas que podem ficar em tensão em caso de defeito de isolamento. Como regra geral de protecção, todas as massas de uma instalação eléctrica deverão ser eficazmente ligadas ao sistema de terra, por meio de condutores de protecção (verde-amarelo), que em geral acompanham os condutores activos de alimentação do equipamento eléctrico. Os edifícios deverão ser dotados de um sistema de terra das massas, tendo em vista a referenciação destas ao potencial da terra, considerado 0V por convenção. Este sistema assume um papel fundamental no funcionamento eficiente dos sistemas de protecção de pessoas e bens (interruptores e disjuntores diferenciais), razão pela qual deve ser objecto de uma concepção e execução com todo o cuidado. Em regra os sistemas de terra das massas possuem uma estrutura radial (em árvore), acompanhando o desenvolvimento das instalações, sendo constituídos basicamente pelos seguintes elementos:
>§	Eléctrodo ou sistema de eléctrodos de terra (art. 626.º ao 630.º do RSUIEE [5]);
>§	Condutores de terra e de protecção (art. 613.º ao 621.º do RSUIEE);
>§	Ligador amovível de terra;
>§	Barramento principal de terra (ponto mais próximo do eléctrodo de terra para ligação de condutores de protecção e de equipotencialidade);
>O valor da resistência de contacto à terra deverá ser tão baixo quanto possível, de modo a que as tensões de contacto que eventualmente surjam nas massas devido à passagem de correntes de fuga, nunca excedam os valores previstos na regulamentação (art. 598.º do RSUIEE). Usualmente, na fase de construção dos edifícios é logo executado um anel de terra integrado nas fundações, tipicamente constituído por condutores de cobre nus, piquets e chapas dispersoras.
>Paralelamente à ligação das massas ao sistema de terra, deverão ser efectuadas as ligações de equipotencialidade de todos os elementos condutores estranhos à instalação eléctrica, susceptíveis de introduzirem um potencial, tipicamente o da terra. Entre estes elementos condutores encontram-se todos os materiais não isolantes eléctricos que integram a estrutura dos edifícios, todas as canalizações metálicas de água, gás e aquecimento e equipamentos não eléctricos que lhes estejam ligados.
> 
>
>3. Configuração base das terras afectas aos serviços de telecomunicações
>3.1. ITED
>Com excepção dos casos particulares (definidos no ponto 4.7 do ITED, locais de interferências virtuais e locais de ambientes especiais), as terras afectas ao serviço de telecomunicações não devem ser comuns à terra de protecção das instalações eléctricas. Nas instalações de telecomunicações deverão haver eléctrodos de terra distintos para terra de protecção e para terra de serviço, com execução semelhante à do eléctrodo do sistema de terra das instalações eléctricas. Segundo as disposições regulamentares, a resistência de terra de qualquer destes eléctrodos deverá ser inferior a 20 Ohm. A terra de protecção (PE) da instalação de telecomunicações, destina-se a desviar os potenciais e correntes perigosas, mediante a utilização de dispositivos de protecção a ela ligados. A terra de serviço (SE) destina-se a estabelecer o retorno pela terra, nos casos em que seja necessário para o normal serviço dos equipamentos de telecomunicações. Para os casos em que a resistência do eléctrodo de terra for inferior a 2 Ohm, a terra de protecção e a terra de serviço podem ser interligadas.
>O cumprimento das disposições regulamentares de energia e telecomunicações poderá portanto implicar a existência de 3 (três) eléctrodos de terras completamente independentes: terra de protecção da instalação eléctrica, terra de serviço de telecomunicações e terra de protecção de telecomunicações. A independência dos eléctrodos de terra é determinada não só pela distância entre eles, mas também pelas características do terreno onde está implantado o edifício.
>Nesta configuração a bainha metálica e/ou blindagem electromagnética da cablagem de telecomunicações, deverá ser ligada directamente à terra de protecção.
>
>3.2. Recomendações ITU-T
>A Recomendação K.31 da ITU-T [5], relativa às configurações de terra em edifícios de clientes, indica como procedimento adequado a interligação de todas as terras do edifício num ponto comum, o barramento principal de terra. Deste modo passa a existir um e só um referencial de terra, tanto para as instalações eléctricas como para as instalações de telecomunicações, sendo as características do eléctrodo de terra idênticas às acima descritas para as instalações eléctricas. A utilização de malhas (como por exemplo a que se forma ao utilizar a interligação do condutor PE com o SE no interior dos bastidores "May or may not be present") é desaconselhável dado em termos eléctricos são equivalentes a espiras, que permitem a circulação de correntes induzidas pela instalação eléctrica, que poderão perturbar o funcionamento do equipamento de telecomunicações.
>Nesta configuração as bainhas metálicas e/ou blindagens electromagnéticas de toda a cablagem que entra nos edifícios, eléctrica e de telecomunicações, são ligadas ao barramento principal de terra.
>
> 
>Figura 3 - Configuração do sistema de terras segundo as recomendações da ITU-T K.31
>
>4. Dispositivos de protecção do equipamento de telecomunicações
>As sobretensões e sobreintensidades susceptíveis de afectar o equipamento de telecomunicações, poderão ter origem em descargas atmosféricas directas, contactos eventuais com condutores de energia e por indução nos condutores de sinal, tanto devido a descargas atmosféricas como a problemas nas instalações eléctricas. Os dispositivos de protecção a utilizar têm como efeito a mitigação destas perturbações, mediante a interrupção dos condutores de sinal (linha) ou o desviando-as para a terra. Na recomendação ITU-T K.11 [3] são descritos os vários métodos de protecção em instalações de cliente.
>A utilização de um pára-raios nas estruturas metálicas de suporte de antenas é também uma importante medida de protecção das instalações de telecomunicações. O condutor destinado ao escoamento das descargas atmosféricas do pára-raios para a terra deverá ser independente e o mais directo possível à terra (evitando curvas e desvios), podendo contudo haver interligação no subsolo entre o eléctrodo para este fim e o eléctrodo do sistema de terra das massas. Qualquer estrutura metálica elevada em relação à área circundante e que não esteja sobre a influência de um "cone" de pára-raios, determinado pelo varrimento a 360º de uma recta com uma inclinação em relação à vertical de 45º, é um ponto preferencial para a incidência de uma descarga atmosférica que se descarregará para a terra pelo caminho que lhe oferecer menor resistência (por exemplo a blindagem electromagnética de um cabo coaxial).
>
>5. Considerações finais
>Dada a maior simplicidade de execução do sistema de terra conforme prescrito nas recomendações da ITU-T, a utilização deste tipo de configuração será um elemento facilitador dos trabalhos de instalação de equipamento em instalações de cliente. De facto, sendo a existência do barramento principal de terra utilizado para as instalações eléctricas uma certeza na maioria dos edifícios, na situação mais desfavorável, será apenas necessária a passagem de cabo de terra com secção adequada (propõe-se não inferior a 10mm2) desde o barramento principal de terra até à sala onde serão instalados os equipamentos de telecomunicações (a terminação poderá ser um barramento secundário de terra).
>Para cumprir as prescrições do ITED, os trabalhos a executar na instalação do cliente poderão avolumar-se, caso não existam os eléctrodos previstos para os serviços de telecomunicações. A execução destas duas terras (protecção e serviço de telecomunicações), além dos custos acrescidos, poderá também ser dificultada por motivos de espaço, propriedade e licenciamento, nomeadamente em ambiente urbano.
>
>6. Referências
>[1] ANACOM, ITED - Infra-estruturas de Telecomunicações em Edifícios;
>
>[2] Decreto-Lei n.º 59/2000, de 19 de Abril;
>
>[3] ITU-T, Recommendation K.11 - "Principles of protection against overvoltages and overcurrents";
>
>[4] ITU-T, Recommendation K.31 - "Bonding configurations and earthing of telecommunication installations inside subscriber's building".
>
>[5] Regulamento de Segurança de Instalações de Utilização de Energia Eléctrica;
>
>[6] CERTIEL, Técnicas e tecnologias em instalações eléctricas;
>
>[7] DGE, Guia técnico das instalações eléctricas estabelecidas em locais residenciais ou de uso profissional;
>
>
>
> 
>CT2JHU
>
>
>Roland Gomes
>
>Gestor de Projectos/Consultor
>
>OniTelecom/Infra-estruturas Cliente e Gestão de Projecto
>
>Telefone: + 351 21 000 53 27       Fax: + 351 21 000 75 50
>
>Telemóvel: + 351 91 278 93 70    e-mail: Roland.gomes  oni.pt <mailto:Roland.gomes  oni.pt> 
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>Lagoas Park, Edifício 12 - Piso 1
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