En el ámbito de los cables multipares de cobre, que representan más del 90% de los usuarios conectados a la banda ancha por medio de la tecnología XDSL, el parámetro de resistencia de aislación es, sin duda, uno de los mayores problemas, por cuanto reduce la relación señal/ruido (S/R) y, como consecuencia, la velocidad de transmisión. El efecto del ruido entre hilos se genera justamente por la pérdida de corriente de fuga que produce el ruido metálico, por esta razón es importante destacar en este artículo el parámetro de resistencia de aislación.
Resistencia de aislación
Se define como “la suma de las infinitas resistencias conectadas en paralelo entre la línea en prueba y todas las demás líneas conectadas entre sí y unidas a la pantalla del cable por el lapso de un minuto, aplicando un voltaje continuo de 500 V”. También se puede definir “como la pérdida de corriente de fuga, a través de la superficie de contactos, entre el material aislante del par en prueba y todas las demás líneas conectadas entre sí”.
Tal vez esta última definición es más interpretativa a la hora de asignar un par para transmisión de datos, dado que en la medida en que aumenta la frecuencia de la señal transmitida por el par, la corriente es menor, de tal manera que la corriente de fuga pasa a ser muy importante.
Para entender bien el concepto de resistencia de aislación, debemos estudiar la simetría del par en circuito abierto, en efecto, la impedancia del par en circuito abierto (Zcc) es una suma vectorial entre la reactancia capacitiva (Xc) y la resistencia de aislación (Ra) del par.
Los cables multipares están constituidos de varios hilos simétricos con distancias equidistantes entre ellos, de tal manera que la distancia interaxial entre los hilos A y B del par es igual para todos los pares del cable, sin embargo la distancia entre hilos y cubierta de aluminio es diferente para cada par (Ver Figura Nº1).
Figura Nº1
Pérdida de corriente entre aislante
De acuerdo a normas internacionales de UIT (Unión Internacional de Telecomunicaciones), la resistencia de aislación mínima (Ram) es de 800 M?km para los cables aislados en papel y para aquéllos aislados en polietileno es de 2.000 M?km, aplicando un voltaje continuo de 500 vcc por un minuto.
Sin embargo, los valores de resistencia de aislación entregados por los fabricantes son muy diferentes, por ejemplo hay cables que tienen una aislación del orden de los 10.000 M?km a 15.000 M?km con aislante de polietileno.
Este parámetro de aislamiento es el responsable de reducir la vida útil del cable, por cuanto la humedad produce un efecto de sulfatación en forma muy lenta, alrededor del conductor. Esta sulfatación es aislante, por tanto no conduce la corriente eléctrica, en consecuencia se cortará la transmisión, más aún si aumenta la frecuencia (efecto skim).
Es común que se confundan los valores de Ram de aceptación con la resistencia mínima de aislación para que un sistema de transmisión funcione. En la práctica un equipo ADSL de cualquier marca, puede funcionar hasta con una resistencia de aislación de 10 M?Km Sin embargo, es evidente que una aislación de este orden, está totalmente fuera de toda norma, y refleja que el cable tendrá una muy corta duración, además que el equipo conectado a un par con estas caracte-rísticas de aislación, disminuirá paulatinamente su velocidad y se cortará en un corto plazo.
La resistencia de aislamiento se determina aplicando la siguiente expresión:
Donde:
Ram = Resistencia de aislación mínima en M?
L = Longitud en km
Rp = Resistencia patrón (800 M?km papel; 2000 M?a.m. plástico)
Como una forma de acelerar los tiempos en las mediciones, cuando se recepcionan gran cantidad de pares, se opta por medir varios a la vez, por lo general grupos de 10 por cada 100. En este caso el valor mínimo de resistencia de aislación se obtendrá aplicando la siguiente expresión:
Donde:
Ram = Resistencia de aislación mínima en M?
L = Longitud en a.m.
Rp = Resistencia patrón (800 M?a.m. papel; 2000 M?a.m. plástico
N = Número de pares en prueba
Nota: Para aplicar este sistema, se beben separar siempre las líneas A y B del mismo par y conectarlas unas contra otras en ‘bonche’
La resistencia de aislamiento es inversamente proporcional a la longitud del par, de manera que en la medida que aumenta la longitud de éste, disminuye la resistencia de aislación.
La conductancia (G) es el parámetro que actúa en paralelo con la capacidad mutua del par en corriente alterna, y está dado por la siguiente ecuación,
Donde:
G = Conductancia expresada en Mho
= (2 Pi f)
= Coeficiente de permeabilidad (0,0005 para aislantes de polietileno)
C = Capacitancia mutua
Al analizar esta ecuación nos queda claro que es diferente la resistencia de aislación en corriente continua, que en corriente alterna, de manera que si el coeficiente de permeabilidad disminuye, aumenta la conductancia; en consecuencia disminuye también la resistencia de aislación.
La corriente continua se aplica para medir la resistencia de aislación y garantizar que los pares cumplen con las normas mínimas de aceptación.
Esta curva representa la resistencia de aislación al invertir la conductancia en corriente alterna, la cual está dada por la siguiente ecuación:
