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TEORIA DEL AISLAMIENTO DE LINEAS DE DATOS
PKM Industrial, S.A.
Km 17.4 Carretera a El Salvador
Plaza Didactis, Of. 8, 2do Nivel
WEB: www.pkm-gua.com
Email: [email protected]
Guatemala, Centroamérica
Tel. (502) 589-04500
Al Momento de proteger las líneas de datos contra el daño causado por los transcientes
eléctricos, la supresión de las descargas es a menudo la primera cosa que salta a la
mente. El concepto de la supresión de las descargas es intuitivo y hay una variedad
grande de dispositivos en el mercado para elegir. Los modelos están disponibles para
proteger variados dispositivos, computadoras, contestadotas automáticas, y así mismo los
dispositivos seriales conectados a través de sistemas RS-232, RS-422 y RS-485.
Desafortunadamente, en la mayoría de los sistemas de comunicaciones seriales, la
supresión de las descargas no es la mejor opción. Como resultado de las tormentas y las
descargas inductivas tenemos una diferencia en el potencial de tierra entre los puntos en
el sistema de comunicaciones. A mayor área física cubierta por el sistema de
comunicación, mayor diferencial en el potencial de tierras existirá.
La analogía del agua ayuda a explicar este fenómeno. En lugar del agua en una tubería,
pensaremos un poco más grande, las olas en el océano. Pregunte a cualquier persona
cuáles es la elevación del océano, y usted conseguirá una sencilla respuesta, “cero” –
esta es tan común que la llamamos nivel del mar. Mientras que el promedio de elevación
del océano es cero, sabemos que las mareas y las olas pueden causar a corto plazo
grandes cambios en la altura real del agua. Esto es muy similar a conectar a tierra física.
El efecto de una gran cantidad de corriente descargada en la tierra (por ejemplo un
relámpago) se puede visualizar de la misma manera, como la propagación de una ola
hacia fuera del origen. Hasta que esta energía se disipa, el nivel voltaico de la tierra
variará grandemente entre dos puntos.
Agregando algo más a la analogía del océano, ¿cuál es la mejor manera de proteger un
barco del las altas olas? Podríamos atar el barco a un muelle fijo, forzando al mismo a
permanecer en una elevación. Esto lo protegerá contra pequeñas olas, pero esta solución
tiene obviamente limitaciones. Aunque un poco ruda, esta comparación no se aleja
mucho de lo que un típico supresor de descargas pretende hacer. Tratar de aterrizar una
descarga eléctrica a un nivel seguro para el equipo instalado en el lugar de la descarga,
requiere que los dispositivos utilizados para aterrizar la descarga, sean capaces de
absorber completamente o re-direccionar la descarga misma.
En vez de atar el barco a un muelle fijo déjenos que el muelle flote libremente. Ahora el
barco puede subir y bajar con el océano.
En lugar de luchar contra la naturaleza, nos estamos moviendo juntamente con ella. Esta
es nuestra solución de aislamiento de líneas de datos.
El aislamiento no es una nueva idea. Se ha utilizado por mucho tiempo en telefonía y
equipos Ethernet. Para redes asincrónicas de datos como por ejemplo RS-232, RS-422 y
RS-485, los aisladores ópticos son los elementos más comunes de aislamiento. Con el
aislamiento, dos diferentes tierras, (voltajes de referencia) en los extremos de un
cableado aislado, pueden coexistir sin que fluya corriente a través del cable. Con un
aislador óptico, esto se realiza con un LED y un transistor fotosensible. De esta manera
solamente pasa luz entre los dos elementos.
Otra ventaja del aislamiento óptico es que no es dependiente de calidad de la instalación.
Los supresores de descargas típicos, usados en las líneas de datos utilizan diodos
especiales para desviar. El instalador debe proporcionar una conexión de tierra física con
una impedancia extremadamente baja, para manejar esta energía, la cual pueden estar
en el orden de los miles de amperios en las frecuencias en los decimos de megahertz.
Una baja impedancia en una conexión de tierra física, por ejemplo de 1.8 metros (6 pies)
de alambre de calibre 18, puede causar una caída de voltaje de centenares de voltios –
suficiente voltaje para dañar la mayoría de los equipos. Por otro lado, el aislamiento, no
requiere una conexión de tierra adicional, por lo cual no es afectado por la mala calidad
de una instalación.
El aislamiento no es una solución perfecta. Se requiere una fuente de poder aislada,
adicional para alimentar el circuito. Esta fuente se puede construir dentro del mismo
circuito como convertidor aislado de DC-DC o en forma externa. Los supresores de
descarga simples no requieren una fuente de energía. Los voltajes del aislamiento se
limitan también, usualmente en rangos de 500V a 4000V. En algunos casos, la aplicación
de la supresión de descargas y el aislamiento de la descarga es una solución eficaz.
Cuando elige proteger una línea de transmisión de datos para un sistema, es importante
considerar todas las opciones disponibles. Hay ventajas y desventajas tanto para la
supresión de descargas como para el aislamiento óptico, pero de cualquier manera, el
aislamiento óptico es una solución mucho más eficaz para la mayoría de sistemas. Si
tiene alguna duda, seleccione mejor el aislamiento óptico.
Nota: La información de este documento fue traducida del documento “Data Line Isolation Theory” de B&B
Electronics el diagrama del esquema de proteccion esta adaptado a un sistema de pesaje de una bascula
camionera con indicador Rice Lake 920i y iQube (Caja de juntas digital)..