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  EA8IE - Estación de radioaficionado
  Protección del rotor contra rayos
 

 

Protección de transitorios
para el cable del rotor de antena


Todos nosotros sentimos un saludable respeto hacia lo que significa la caída del rayo para nuestro bienamado equipo de radioaficionado, para sus accesorios o para los ordena dores que usamos y para la propia casa en la que vivimos. Por lo general somos precavidos y nos preocupamos de proporcionar una buena toma de tierra a la torreta y al cable coaxial de alimenta­ción de antena; es más, incluso procuramos disponer de algún sistema que nos permita codo­circuitar el cable coaxial y/o su desconexión durante la proximidad de una tormenta amenazadora. Sin embargo, ¿cuántos de nosotros hemos pensado en ¡a protección del cable del rotor con sus múltiples conductores y que viene a penetrar directa­mente en el interior de nuestra estación? Bien, por poco más de 10 $ US se puede dotar de este cable de una buena protección y esto es de lo que vamos a tratar aquí.

 Protección del rotor de antena

¿Cuánto cuesta proteger el cable del rotor de antena de manera que no pueda crear problemas por conducción de la descarga del rayo hacia el interior de la estación? Hoy en día los varistores de óxido metálico (MOV) no son caros y procuran una protección excelente contra los transitorios. Vienen a ser una especie de diodo Zener de corriente alter­na capaces de conducir corrientes muy intensas cuando reciben una tensión que sobrepasa el valor de su tensión de ruptura característica. Procuran protección contra los picos transitorios de alta tensión, al presentar la transición de un valor de impedancia muy elevado a una impedancia de conducción muy reducida en función de la tensión aplicada; es decir, en cuanto aparece entre sus terminales una tensión transitoria que supera la tensión de ruptura carac­terística del MOV. Son dispositivos capaces de conducir corrientes extremadamente intensas durante períodos de tiempo muy cortos y, por regla general, vienen caracteriza­dos por la intensidad de corriente de pico que pueden aguantar durante un determinado tiempo. Y lo que es muy importante, estos elementos son baratos- Los fabrica Harris, Thompson, GE y otros fabricantes y llegan al mercado con una gran variedad de tensiones de ruptura.
Para obtener la mayor protección posible, se debe elegir eL tipo de MOV cuya tensión de ruptura se halle relativa­mente próxima a la tensión máxima de trabajo de la líneaprotegida. En mi caso particular traté de proteger las lineas de control de un rotor HAM IV que trabaja con 30 Vca efica­ces, por lo cual elegí el MOV Thompson tipo VZAO48XX que tiene una tensión de ruptura de 48 V eficaces. Según las características de fabricante este componente es capaz de soportar una corriente de 800 A durante 20 µs.

 Caja protectora del cable de rotor

Por regla general el cable de rotor tiene ocho conductores sin blindar y dan lugár a un par de problemas que se deben tomar en consideración- Primero, es preciso evitar que la radiofrecuencia (RF) procedente de la antena llegue a indu­cirse en el cable del rotor y alcance, de regreso, a la esta­ción en la que podría dar lugar a toda clase de problemas. En segundo lugar se debe proteger el equipo propio de los transitorios de alta tensión que se pueden hacer presentes en las líneas de rotor a causa de la caida del rayo en la proximidad de la estación o por causa de la formación de cargas estáticas.
Para solucionar estos dos problemas, conecté los MOV para la supresión de transitorios y asimismo los condensadores de desacoplamiento de RF en cada uno de los ocho hilos del rotor. Además, quise situar esta protección tanto junto al rotor propiamente dicho, allá arriba en la torreta, como en el punto de entrada del cable de rotor en el edificio de la estación.
El esquema de la figura 1 muestra el circuito protector. Los condensadores de desacoplamiento son de 0,01 µE y 500 V. Los MOV son unidades Thompson como las descri­tas anteriormente. ¿Cómo se monta el circuito en el interior de una caja impermeable para su ubicación en la intemperie? Veamos


 
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Repasando la sección de electricidad de unos grandes almacenes Focales, encontré unas cajas estancas de aluminio inicialmente destinadas a la instalación de alumbrado en el exterior de los edificios. Cada caja presentaba tres orificios roscados de 1/2 pulgada (un orificio en cada lateral y el tercer agujero se hallaba en la parte posterior o base de la caja). Cada unidad venia con pasa-mangueras protec­tores en dos de los tres orificios y el precio de cada conjunto de caja y protectores no llegaba a tres dólares. Al mismo tiempo adquirí una tapa blanca que incluía una junta imper­meable de espuma por menos de un dólar unidad. Por último, utilicé una regleta de ocho terminales pasamuros para chasis catalogada en Radio Shack con el número 274-653 (equivalente Ariston RDF-1O-O8).
Adquirí una pareja de cada uno de los componentes antes citados, puesto que tenía el proyecto de instalar una caja de supresión de transitorios en cada uno de los dos extremos del cable de rotor, en el de la antena y en el de la entrada en el edificio de la estación. Esto significó la adqui­sición adicional de un paquete de tornillos de media pulga­da para el montaje de las cajas y también del hermético necesario para la protección de intemperie de la caja montada en el muro del edificio.

 

Construcción

La iniciación del montaje consistió en la localización, señalización y perforación. de los orificios necesarios para la sujeción de la regleta de ocho terminales sobre la tapa blanca de la caja. Seguidamente monté la regleta de ocho terminales utilizando tornillos de acero inoxidable y em­pleando pasta de silicona para impermeabilizar la grieta entre regleta y tapa. Por el interior de la tapa alambré los MOV y los condensadores de 0,01 µF de desacoplamiento que quedaron conectados entre cada terminal y masa Para  la conexión de tierra añadí un terminal de masa en el ¡nterior de la tapa sujetándolo con un tornillo y tuerca de acero inoxidable. El extremo roscado del tornillo debe sobresalir al exterior de la tapa de manera que se convierta en el adecuado borne que facilite la conexión de tierra de la caja protectora situada a la entrada del edificio.
Bien que el esquema de las dos cajas supresoras de tran­sitorios es el mismo, la disposición fisica de las cajas difiere un tanto por el hecho de que una va montada en la cúspide de la torreta y la otra en el muro del edificio, junto a la entrada del cable de rotor en la vivienda. Para la sujeción de las cajas en acero inoxidable utilicé siempre arandelas de seguridad. La conexión eléctrica de los ocho alambres conductores se realizó con terminales tipo horquilla, como los mostrados en la figura 2. Se empleó una sección corta de cable de ocho conductores terminales en horquillas para unir el rotor a la caja de la torreta. Otra sección de cable con ambos extremos terminados en sendos terminales horquilía transcurre desde la caja de la torreta hasta la caja montada en el muro del edificio.


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El alambrado de la caja del muro del edificio ofrece algu­na pequeña diferencia. Dispuse los MOV y los condensadores de desacoplamiento al igual que en la caja de la torreta (según se ha mostrado en el esquema), pero aquí procedi a soldar los cables individuales de los alambres de una sección de 3 m de cable de rotor directamente a los MOV y a los condensadores, para seguidamente pasar esta sección corta de cable de rotor a través del orificio de media pulgada en la parte posterior de la caja, a través de la junta de protección hermética y por último a través del muro del edificio para, finalmente, conectar la extremidad libre del cable a la caja de control del rotor. Monté la caja en el muro mediante robustos tornillos con los correspondientes tacos y por último conecté un conductor grueso (calibre 6 = 4 mm ø) entre el borne de masa de la caja y una jabalina de toma de tierra situada en las proximidades de aquélla. Finalmente realicé la conexión del extremo del cable procedente de la caja de protección de la torreta (las ocho conexiones de los respectivos terminales en horquilla)
Procedí a impermeabilizar la unión de tapa y caja con silicona (mo olvidarse de ello!). Llevé a cabo la conexión del cable de rotor por el interior de mi estación de manera que me resultara fácil la desconexión del mismo respecto a la caja de control. También monté un zócalo terminal de inte­rior que cortocircuita todos los conductores entre si cuan­do se desconecta el cable de entrada [con conectores AMP de 8 patillas (o regleta de ocho bornes, por ejemplo Aris­ton RDS4O-O8)] como conectores de la unidad de control y conector terminal. Igualmente me servi de ocho termina­les (por ejemplo, Ariston RDF-1O-O8) y dieciséis hembrillas (Ariston TE-510) para los conectores.
El croquis de conexiones muestra claramente la disposición de alambrado utilizado.

Conclusiones

Todo listo. Estas cajas de protección contra los transito­rios salvaguardan sin duda la integridad del cable del rotor y de los elementos conectados al mismo, todo por un coste inferior a 10$ por unidad y, por supuesto, un poco de traba­jo. Es una inversión que vale la pena.

 

Fuente: Página web EC5COC.

 
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