home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ InfoMagic Standards 1994 January / InfoMagic Standards - January 1994.iso / ccitt / 1988 / troff / 9_1_01.tro / 9_1_01
Text File  |  1991-12-13  |  128KB  |  4,565 lines
  1. .rs
  2. .\" Troff code generated by TPS Convert from ITU Original Files
  3. .\"                 Not Copyright ( c) 1991 
  4. .\"
  5. .\" Assumes tbl, eqn, MS macros, and lots of luck.
  6. .TA 1c 2c 3c 4c 5c 6c 7c 8c
  7. .ds CH
  8. .ds CF
  9. .EQ
  10. delim @@
  11. .EN
  12. .nr LL 40.5P
  13. .nr ll 40.5P
  14. .nr HM 3P
  15. .nr FM 6P
  16. .nr PO 4P
  17. .nr PD 9p
  18. .po 4P
  19.  
  20. .rs
  21. \v | 5i'
  22. .sp 1P
  23. .ce 1000
  24. \v'12P'
  25. \s12PART\ I
  26. \v'4P'
  27. .RT
  28. .ce 0
  29. .sp 1P
  30. .ce 1000
  31. \fBSeries\ K\ Recommendations\fR \v'2P'
  32. .EF '%     \ \ \ ^''
  33. .OF ''' \ \ \ ^    %'
  34. .ce 0
  35. .sp 1P
  36. .ce 1000
  37. \fBPROTECTION\ AGAINST\ INTERFERENCE\fR 
  38. .ce 0
  39. .sp 1P
  40. .LP
  41. .rs
  42. .sp 30P
  43. .ad r
  44. Blanc
  45. .EF '%     \ \ \ ^''
  46. .OF ''' \ \ \ ^    %'
  47. .ad b
  48. .RT
  49. .LP
  50. .bp
  51. .LP
  52. \fBMONTAGE:\fR \ PAGE 2 = PAGE BLANCHE
  53. .sp 1P
  54. .RT
  55. .LP
  56. .bp
  57. .sp 1P
  58. .ce 1000
  59. \v'5P'
  60. \fBPROTECTION\ AGAINST\ INTERFERENCE\fR 
  61. .FS
  62. See the CCITT manual
  63. \fIDirectives concerning the protection of telecommunication lines against\fR 
  64. \fIharmful effects from electric power and electrified railway lines\fR 
  65. , ITU,\fR 
  66. Geneva, 1988 (see also Recommendation\ K.26).
  67. .FE
  68. .ce 0
  69. .sp 1P
  70. .sp 2P
  71. .LP
  72. \fBRecommendation\ K.1\fR 
  73. .RT
  74. .sp 2P
  75. .ce 1000
  76. \fBCONNECTION\ TO\ EARTH\ OF\ AN\ AUDIO\(hyFREQUENCY\fR 
  77. .EF '%    Volume\ IX\ \(em\ Rec.\ K.1''
  78. .OF '''Volume\ IX\ \(em\ Rec.\ K.1    %'
  79. .ce 0
  80. .sp 1P
  81. .ce 1000
  82. \fBTELEPHONE\ LINE\fR \fB\ IN\ CABLE\fR 
  83. .ce 0
  84. .sp 1P
  85. .ce 1000
  86. \fI(New Delhi, 1960)\fR 
  87. .sp 9p
  88. .RT
  89. .ce 0
  90. .sp 1P
  91. .LP
  92.     \fBIntroduction\fR 
  93. .sp 1P
  94. .RT
  95. .PP
  96. The present state of technique is such that cables can now be so
  97. manufactured that the capacitances of the various circuits at
  98. audio\(hyfrequencies, with respect to the sheath, are very exactly balanced.
  99. .PP
  100. This balance of the capacitances is adequate in the case of circuits having 
  101. no unbalanced connections to earth. 
  102. .PP
  103. On the other hand, every connection to earth, even with apparent
  104. balance, is likely to involve the inductance and resistance unbalances 
  105. of each of the circuits to which such an earth connection is made. 
  106. .PP
  107. The dielectric strength between the conductors of a cable is
  108. appreciably less than that between the conductors and the sheath and,
  109. consequently, the connection to earth of some of these conductors would 
  110. create a danger of breakdown of the dielectric separating the conductors 
  111. when the 
  112. cable is subjected to severe induction.
  113. .PP
  114. When a loaded cable is subjected to a high induced electromotive
  115. force, the presence of connections to earth would permit a flow of current
  116. the value of which could, in some cases, exceed the limit for avoiding
  117. deterioration of the magnetic properties of 
  118. loading coils
  119. .
  120. .RT
  121. .sp 1P
  122. .LP
  123.     \fIFor these reasons, the CCITT makes the following unanimous\fR 
  124. \fIrecommendations:\fR 
  125. .sp 9p
  126. .RT
  127. .PP
  128. No earth connection should be made at any point whatsoever on an
  129. audio\(hyfrequency circuit, unless all the line windings of the transformers 
  130. are permanently connected to the sheath by low resistance connections at 
  131. one or 
  132. both ends of the cable.
  133. .PP
  134. As a general rule, it is desirable not to make any earth connection at 
  135. any point whatsoever on an installation (telephone or telegraph) connected 
  136. metallically to a long\(hydistance line in cable.
  137. .PP
  138. However, if, for special reasons, an earth connection must be made to an 
  139. installation directly connected to audio\(hyfrequency circuits, the following 
  140. precautions should be taken: 
  141. .RT
  142. .LP
  143.     a)
  144.      The earth connection must be made in such a manner as not to affect the 
  145. balance of the circuits with respect to earth and 
  146. with respect to the neighbouring circuits.
  147. .LP
  148.     b)
  149.     The 
  150. breakdown voltage
  151. of all the other conductors of the cable, with respect to the conductors 
  152. of the circuit connected to earth, 
  153. must be appreciably greater than the highest voltage which, owing
  154. to induction from neighbouring electricity lines, could exist
  155. between these conductors and those of the circuit connected to
  156. earth.
  157. .LP
  158.     c)
  159.      When the installation connected to the cable is a telegraph installation, 
  160. it is also necessary to conform to 
  161. CCTT\ Recommendations concerning the conditions for coexistence
  162. of telephony and telegraphy (Series\ H\ Recommendations).
  163. .bp
  164. .sp 2P
  165. .LP
  166. \fBRecommendation\ K.2\fR 
  167. .RT
  168. .sp 2P
  169. .ce 1000
  170. \fBPROTECTION\ OF\ REPEATER\ POWER\(hyFEEDING\ SYSTEMS\fR \fB\ AGAINST\fR 
  171. .EF '%    Volume\ IX\ \(em\ Rec.\ K.2''
  172. .OF '''Volume\ IX\ \(em\ Rec.\ K.2    %'
  173. .ce 0
  174. .sp 1P
  175. .ce 1000
  176. \fBINTERFERENCE\ FROM\ NEIGHBOURING\ ELECTRICITY\ LINES\fR 
  177. .ce 0
  178. .sp 1P
  179. .ce 1000
  180. \fI(New Delhi, 1960)\fR 
  181. .sp 9p
  182. .RT
  183. .ce 0
  184. .sp 1P
  185. .PP
  186. To avoid 
  187. interference to the power feeding of repeaters
  188. ,   either by magnetic induction from a neighbouring electricity line or as the
  189. result of resistance coupling with a neighbouring electricity line, the 
  190. CCITT recommends that, whenever possible, the repeater power\(hyfeeding 
  191. system should be so arranged that the circuit in which the power\(hyfeeding 
  192. currents circulate 
  193. (including the units connected to it) remains balanced with respect to the
  194. sheath and to earth.
  195. .sp 1P
  196. .RT
  197. .sp 2P
  198. .LP
  199. \fBRecommendation\ K.3\fR 
  200. .RT
  201. .sp 2P
  202. .ce 1000
  203. \fBINTERFERENCE\ CAUSED\ BY\ AUDIO\(hyFREQUENCY\ SIGNALS\fR 
  204. .EF '%    Volume\ IX\ \(em\ Rec.\ K.3''
  205. .OF '''Volume\ IX\ \(em\ Rec.\ K.3    %'
  206. .ce 0
  207. .sp 1P
  208. .ce 1000
  209. \fBINJECTED\ INTO\ A\ POWER\ DISTRIBUTION\ NETWORK\fR 
  210. .ce 0
  211. .sp 1P
  212. .ce 1000
  213. \fI(New Delhi, 1960)\fR 
  214. .sp 9p
  215. .RT
  216. .ce 0
  217. .sp 1P
  218. .PP
  219. In the event of the use by electricity authorities of
  220. audio\(hyfrequency signals injected into the power distribution network
  221. for the operation of 
  222. remote control systems
  223. , such signals may cause
  224. interference to neighbouring telecommunication lines.
  225. .sp 1P
  226. .RT
  227. .PP
  228. Calculation of such interference may be carried out, using the
  229. formulae in the \fIDirectives\fR , and finding the values of the equivalent
  230. disturbing voltages and currents for these audio\(hyfrequency signals.
  231. .sp 2P
  232. .LP
  233. \fBRecommendation\ K.4\fR 
  234. .RT
  235. .sp 2P
  236. .sp 1P
  237. .ce 1000
  238. \fBDISTURBANCE\ TO\ SIGNALLING\fR 
  239. .EF '%    Volume\ IX\ \(em\ Rec.\ K.4''
  240. .OF '''Volume\ IX\ \(em\ Rec.\ K.4    %'
  241. .ce 0
  242. .sp 1P
  243. .ce 1000
  244. \fI(Geneva, 1964)\fR 
  245. .sp 9p
  246. .RT
  247. .ce 0
  248. .sp 1P
  249. .PP
  250. In order to reduce interference to direct current signalling or
  251. to alternating current signalling at mains frequencies on telecommunication
  252. lines on open wires, in aerial or underground cables, or on composite lines,
  253. arising from neighbouring alternating or direct current electricity lines, 
  254. the possibility should be examined of adopting one or more of the following 
  255. methods in each case where such interference appears liable to be produced 
  256. or where it has been observed to exist: 
  257. .sp 1P
  258. .RT
  259. .LP
  260.     \(em
  261.     development and use of telecommunication systems:
  262. .LP
  263.     a)
  264.      in which the balance to earth of the signalling circuit is maintained 
  265. in all circumstances, even during switching 
  266. operations (see\ [1]);
  267. .LP
  268.     b)
  269.     in which, besides being balanced, interference in such
  270. systems due to 
  271. longitudinal currents
  272. arising from direct or
  273. indirect earth connections is avoided;
  274. .LP
  275.     \(em
  276.     choice of site for 
  277. telephone exchange earths
  278. so that, as far as possible, they are, in particular, remote from electric 
  279. traction 
  280. lines and also from the 
  281. earth electrodes
  282. of power systems;
  283. .LP
  284.     \(em
  285.     adoption of measures for reducing induced currents (use of
  286. telephone cables with a low 
  287. screening factor
  288. , use of 
  289. booster
  290. transformers
  291. in single\(hyphase traction lines, etc.) to
  292. facilitate the use of existing signalling systems;
  293. .LP
  294.     \(em
  295.     use of 
  296. neutralizing transformers
  297. or use of the active reduction system in telecommunication circuits to 
  298. compensate currents 
  299. produced by induced voltages;
  300. .LP
  301.     \(em
  302.     use of tuned circuits to provide a high impedance at the
  303. frequency of the interfering current.
  304. .bp
  305. .PP
  306. \fINote\fR \ \(em\ The \fIDirectives concerning the protection of\fR 
  307. \fItelecommunication lines against harmful effects from electric power and\fR 
  308. \fIelectrified railway lines\fR mention a limit of 60\ V for the voltage 
  309. induced 
  310. into telecommunication lines. This limit of 60\ V concerns only the safety of
  311. personnel and should not be taken to be a limit for the purpose of ensuring
  312. that there is no interference to signalling systems. In the case of unbalanced 
  313. signalling systems, such interference may be caused by much lower voltages, 
  314. as is mentioned in\ [2]. 
  315. .sp 2P
  316. .LP
  317.     \fBReferences\fR 
  318. .sp 1P
  319. .RT
  320. .LP
  321. [1]
  322.      CCITT manual \fIDirectives concerning the protection of telecommunication\fR 
  323. \fIlines against harmful effects from electric power and electrified railway\fR 
  324. \fIlines\fR ,\fR Vol.\ IX, ITU, Geneva,\ 1988.
  325. .LP
  326. [2]
  327.     \fIIbid\fR ., Vol.\ VI.
  328. .sp 2P
  329. .LP
  330. \fBRecommendation\ K.5\fR 
  331. .RT
  332. .sp 2P
  333. .ce 1000
  334. \fBJOINT\ USE\ OF\ POLES\ FOR\ ELECTRICITY\ DISTRIBUTION\fR 
  335. .EF '%    Volume\ IX\ \(em\ Rec.\ K.5''
  336. .OF '''Volume\ IX\ \(em\ Rec.\ K.5    %'
  337. .ce 0
  338. .sp 1P
  339. .ce 1000
  340. \fBAND\ FOR\ TELECOMMUNICATIONS\fR 
  341. .ce 0
  342. .sp 1P
  343. .ce 1000
  344. \fI(Geneva, 1964)\fR 
  345. .sp 9p
  346. .RT
  347. .ce 0
  348. .sp 1P
  349. .PP
  350. Administrations that wish to adopt joint use of the same supports for open\(hywire 
  351. or aerial cable telecommunication lines and for electricity lines are recommended, 
  352. when national laws and regulations permit such an arrangement, to take 
  353. the following general considerations into account: 
  354. .sp 1P
  355. .RT
  356. .LP
  357.     1)
  358.     There are economic and aesthetic advantages to be derived
  359. from the joint use of poles by Administrations and electricity
  360. authorities.
  361. .LP
  362.     2)
  363.     When suitable joint construction methods are used, there
  364. is, nevertheless, some increased likelihood of danger by comparison with
  365. ordinary construction methods, both to staff working on the telecommunication 
  366. line and to the telecommunication installation connected thereto. Special 
  367. training of personnel working on such lines is highly desirable and especially 
  368. when the electricity line is a high\(hyvoltage line. 
  369. .LP
  370.     3)
  371.     The rules given in the \fIDirectives\fR in connection with
  372. danger, disturbance, and staff safety should be complied with
  373. (see\ [1]).
  374. .LP
  375.     4)
  376.     Special formal agreements are desirable between the
  377. Administration and the electricity authority in the case of
  378. joint use of poles in order to define responsibilities.
  379. .LP
  380.     5)
  381.      If joint use is applied on short sections (of the order of 1\ km), in 
  382. most cases a few simple precautions may be enough to 
  383. ensure that disturbances due to electric and magnetic induction
  384. are tolerable.
  385. .sp 2P
  386. .LP
  387.     \fBReference\fR 
  388. .sp 1P
  389. .RT
  390. .LP
  391. [1]
  392.      CCITT manual \fIDirectives concerning the protection of telecommunication\fR 
  393. \fIlines against harmful effects from electric power and electrified railway\fR 
  394. \fIlines\fR , Vol.\ II, ITU, Geneva, 1988.
  395. .sp 2P
  396. .LP
  397. \fBRecommendation\ K.6\fR 
  398. .RT
  399. .sp 2P
  400. .sp 1P
  401. .ce 1000
  402. \fBPRECAUTIONS\ AT\ CROSSINGS\fR 
  403. .EF '%    Volume\ IX\ \(em\ Rec.\ K.6''
  404. .OF '''Volume\ IX\ \(em\ Rec.\ K.6    %'
  405. .ce 0
  406. .sp 1P
  407. .ce 1000
  408. \fI(Geneva, 1964)\fR 
  409. .sp 9p
  410. .RT
  411. .ce 0
  412. .sp 1P
  413. .LP
  414.     \fBIntroduction\fR 
  415. .sp 1P
  416. .RT
  417. .PP
  418. Crossings between overhead telecommunication lines and electricity lines 
  419. present dangers for persons and for equipment. 
  420. .PP
  421. A number of arrangements have been made by the responsible authorities 
  422. in various countries, resulting in national regulations. These regulations 
  423. are sometimes rather inconsistent and the effectiveness of the arrangements 
  424. made 
  425. varies somewhat.
  426. .bp
  427. .PP
  428. Bearing in mind the stage now reached in technique and the experience gained 
  429. in the various countries, it now seems possible for the CCITT to issue 
  430. a Recommendation advocating the arrangements which seem to be the most 
  431. effective, on the basis of which countries might draw up or revise their 
  432. national 
  433. regulations.
  434. .PP
  435. It is therefore recommended that, when an overhead telecommunication line 
  436. has to cross an electricity line, either of two methods may be used: 
  437. namely, to route the overhead telecommunication line in an underground 
  438. cable at the crossing, or to leave it overhead. 
  439. .RT
  440. .sp 2P
  441. .LP
  442. \fB1\fR     \fBLine routed underground\fR 
  443. .sp 1P
  444. .RT
  445. .PP
  446. This method is not always to be recommended because if a conductor of the 
  447. electricity line breaks, the underground cable may be in a region where 
  448. the ground potential is high. This situation is dangerous if the cable 
  449. has a 
  450. bare metallic sheath
  451. ; the higher the voltage of the power line, the
  452. shorter the length of the cable section, and the higher the resistivity 
  453. of the soil, the greater is the danger. This dangerous situation also arises 
  454. whenever an earth fault occurs on a pylon near the cable. 
  455. .PP
  456. If circumstances require the overhead line to be routed in a cable,
  457. special precautions will have to be taken at the crossing, for
  458. example:
  459. .RT
  460. .LP
  461.     \(em
  462.     the use of an insulating covering around the metal sheath
  463. of the cable;
  464. .LP
  465.     \(em
  466.     the use of a cable with an all\(hyplastic sheath.
  467. .sp 2P
  468. .LP
  469. \fB2\fR     \fBLine left overhead\fR 
  470. .sp 1P
  471. .RT
  472. .PP
  473. The method whereby the power line is separated from the
  474. telecommunication line by a guard\(hywire or a cradle cannot generally be
  475. recommended.
  476. .PP
  477. In any case, regardless of the circumstances, a minimum vertical
  478. distance has to be kept between telecommunication conductors, in conformity
  479. with national regulations.
  480. .PP
  481. There are, moreover a number of arrangements that could be introduced to 
  482. reduce the danger: 
  483. .RT
  484. .PP
  485. 2.1
  486. \fIUse of a common support\fR at the crossing\(hypoint, provided the insulators 
  487. used for the telecommunication line have, if necessary, a high 
  488. breakdown voltage.
  489. .sp 9p
  490. .RT
  491. .PP
  492. 2.2
  493. \fIInsulation of the conductors\fR , preferably the telecommunication conductors, 
  494. provided that such insulation is properly adapted to the conditions existing. 
  495. .PP
  496. 2.3
  497. \fIReinforcement of the construction\fR of the power line where the
  498. crossing takes place, so as to minimize the risk of a break.
  499. .sp 2P
  500. .LP
  501. \fR 
  502. \fB3\fR \fBCircumstances in which the various arrangements in \(sc\(sc\ 
  503. 2.1, 2.2\fR \fBand 2.3\ above are applicable\fR 
  504. .sp 1P
  505. .RT
  506. .PP
  507. The application of these methods depends primarily on the voltage of the 
  508. power line. The voltage ranges to be taken into account are not related 
  509. to the International Electrotechnical Commission (IEC) standardization, 
  510. because of the special features of the problem raised.
  511. .RT
  512. .sp 1P
  513. .LP
  514. 3.1
  515.     \fISystems using voltages of 600\ V or less\fR 
  516. .sp 9p
  517. .RT
  518. .PP
  519. Arrangements to be as in \(sc\ 2.1 and/or \(sc\ 2.2.
  520. .RT
  521. .sp 1P
  522. .LP
  523. 3.2
  524.     \fISystems using voltages of 60\ kV or more\fR 
  525. .sp 9p
  526. .RT
  527. .PP
  528. (In particular the \*Qhigh reliability\*U system referred to in\ [1].)
  529. .PP
  530. Arrangements to be as in \(sc\ 2.3, if necessary.
  531. .RT
  532. .sp 1P
  533. .LP
  534. 3.3
  535.     \fIIntermediate voltage systems\fR 
  536. .sp 9p
  537. .RT
  538. .PP
  539. For the 600\(hyV to 60\(hykV range, because of the variety of voltages, 
  540. the mechanical characteristics of lines and the operating methods encountered, 
  541. it is impossible to issue precise recommendations. 
  542. .PP
  543. However, one or more of the arrangements described above might be
  544. applicable, although certain special cases call for thorough examination in
  545. close collaboration with the services concerned.
  546. .RT
  547. .sp 2P
  548. .LP
  549.     \fBReference\fR 
  550. .sp 1P
  551. .RT
  552. .LP
  553. [1]
  554.      CCITT manual \fIDirectives concerning the protection of telecommunication\fR 
  555. \fIlines against harmful effects from electric power and electrified railway\fR 
  556. \fIlines\fR , Vol.\ VI, ITU, Geneva, 1988.
  557. .bp
  558. .sp 2P
  559. .LP
  560. \fBRecommendation\ K.7\fR 
  561. .RT
  562. .sp 2P
  563. .sp 1P
  564. .ce 1000
  565. \fBPROTECTION AGAINST ACOUSTIC SHOCK\fR 
  566. .EF '%    Volume\ IX\ \(em Rec.\ K.7''
  567. .OF '''Volume\ IX\ \(em\ Rec.\ K.7    %'
  568. .ce 0
  569. .sp 1P
  570. .ce 1000
  571. \fI(Geneva, 1964; modified at Malaga\(hyTorremolinos, 1984)\fR 
  572. .sp 9p
  573. .RT
  574. .ce 0
  575. .sp 1P
  576. .PP
  577. In certain unfavourable circumstances, sudden transient voltages of exceptionally 
  578. high instantaneous amplitude, of the order of 1\ kV for 
  579. example, may occur across a telephone set which is normally connected to a
  580. metal wire line, as a result of electromagnetic disturbances affecting the
  581. line.
  582. .sp 1P
  583. .RT
  584. .PP
  585. If such voltages occur during a telephone call, they are liable to cause, 
  586. through the earphone, such strong sound pressure as to endanger the 
  587. human ear and the nervous system.
  588. .PP
  589. Such bursts are most likely to occur when lightning protectors are
  590. inserted in the two conductors of a telephone line and do not function
  591. simultaneously, so that a compensating current flows through the telephone. 
  592. The CCITT therefore recommends the use, particularly on lines equipped 
  593. with vacuum lightning protectors, of protection devices against acoustic 
  594. shock arising from inadmissibly high induced voltages (see Chapter\ I/6 
  595. of the \fIDirectives\fR , 
  596. page\ 16).
  597. .PP
  598. Such devices consist, for example, of two rectifiers, in parallel and with 
  599. opposite polarities, or of other semiconductor components connected 
  600. directly in parallel to the telephone receiver.
  601. .PP
  602. For telephone sets of more recent design, sudden voltage bursts liable 
  603. to occur in the receiver may be eliminated by ensuring that the electrical 
  604. circuits between the access to the line where dangerous voltages originate 
  605. and the 
  606. earphone
  607. itself have suitable characteristics.
  608. .PP
  609. It is also recommended that the proposed provisions should limit the
  610. aural discomfort
  611. which might be caused by abnormal electrical signals applied to subscriber 
  612. systems as a result of erroneous operation or unwanted 
  613. actuation of the equipments to which subscriber systems are connected.
  614. .PP
  615. The provisions adopted to provide protection against acoustic shock
  616. should:
  617. .RT
  618. .LP
  619.     \(em
  620.     be compatible with the technical requirements applicable to   the equipment;
  621. .LP
  622.     \(em
  623.     facilitate performance checks;
  624. .LP
  625.     \(em
  626.     not noticeably impair telephone transmission quality.
  627. .PP
  628. For this purpose, it is particularly recommended that:
  629. .LP
  630.     1)
  631.      with regard to specific devices, their dimensions should be such that 
  632. they occupy a small space, so that they can be placed in the case of the 
  633. subscriber's or operator's 
  634. telephone receiver
  635. ;
  636. .LP
  637.     2)
  638.      the electrical characteristics should not show significant changes under 
  639. the temperature and humidity conditions to which the device is 
  640. subjected in service;
  641. .LP
  642.     3)
  643.     effectiveness should be checked in conformity with the
  644. provisions of CCITT Recommendation\ P.36.
  645. .sp 2P
  646. .LP
  647. \fBRecommendation\ K.8\fR 
  648. .RT
  649. .sp 2P
  650. .ce 1000
  651. \fBSEPARATION\ IN\ THE\ SOIL\ BETWEEN\ TELECOMMUNICATION\ CABLES\fR 
  652. .EF '%    Volume\ IX\ \(em\ Rec.\ K.8''
  653. .OF '''Volume\ IX\ \(em\ Rec.\ K.8    %'
  654. .ce 0
  655. .sp 1P
  656. .ce 1000
  657. \fBAND\ EARTHING\ SYSTEM\ OF\ POWER\ FACILITIES\fR 
  658. .ce 0
  659. .sp 1P
  660. .ce 1000
  661. \fI(Mar del Plata, 1968; modified at Melbourne, 1988)\fR 
  662. .sp 9p
  663. .RT
  664. .ce 0
  665. .sp 1P
  666. .LP
  667.     \fBIntroduction\fR 
  668. .sp 1P
  669. .RT
  670. .PP
  671. If a buried telecommunication cable without an insulating layer
  672. around the metal sheath is located in the vicinity of a high voltage earthing 
  673. system, part of the earth potential rise (EPR) in the event of an earth 
  674. fault in the high voltage system can transfer to the telecommunication 
  675. system through resistive coupling. 
  676. .bp
  677. .PP
  678. According to CCITT and CIGRE
  679. .FS
  680. CIGRE International Conference on
  681. Large High\(hyTension Electric Systems.
  682. .FE
  683. documents [1\(hy3], EPR from high
  684. voltage
  685. power installations is recognized as a source of dangerous disturbance to
  686. telecommunication systems and a hazard to service personnel.
  687. .PP
  688. \fR It is possible to calculate EPR near power installations following
  689. the methods given in the \fIDirectives\fR \ [1] (see Volumes\ II and\ III), 
  690. and this is especially recommended for dealing with switchyard earthing 
  691. systems. 
  692. .PP
  693. \fR The object of the present Recommendation is to give practical
  694. guidelines in determining safe distances between buried telecommunication
  695. cables and earthing systems of power facilities in the absence of local
  696. measurements or calculated values of EPR.
  697. .RT
  698. .sp 2P
  699. .LP
  700. \fB1\fR     \fBScope\fR 
  701. .sp 1P
  702. .RT
  703. .PP
  704. Earth fault
  705. in a power system causes earth currents which   raise the 
  706. earth potential
  707. where the 
  708. fault current
  709. leaves and
  710. enters the earth. The magnitude and extension of the EPR depends on the 
  711. fault current level, the 
  712. earthing resistance
  713. , the 
  714. soil resistivity
  715. and the layout of the earthing arrangement. The duration of an earth fault
  716. depends on the type of power network.
  717. .PP
  718. This Recommendation gives information about:
  719. .RT
  720. .LP
  721.     a) 
  722.     locations where EPR may occur;
  723. .LP
  724.     b)
  725.     duration of EPR in different types of power networks;
  726. .LP
  727. \fR 
  728.     c)
  729.     \*Q
  730. safe distance
  731. \*U between telecommunication cables and power installations;
  732. .LP
  733.     d)
  734.     measures to be taken if the safe distance is not
  735. achieved.
  736. .sp 2P
  737. .LP
  738. \fB2\fR     \fBGeneral considerations\fR 
  739. .sp 1P
  740. .RT
  741. .PP
  742. The minimum separation in soil to be recommended between an
  743. earthing system of a power installation and telecommunication cables depends 
  744. on a number of factors: 
  745. .RT
  746. .LP
  747.     \(em
  748.     type of power network;
  749. .LP
  750.     \(em
  751.     fault current level;
  752. .LP
  753.     \(em
  754.     power earthing system;
  755. .LP
  756.     \(em
  757.     soil resistivity;
  758. .LP
  759.     \(em
  760.     local conditions.
  761. .sp 2P
  762. .LP
  763. \fB3\fR     \fBType of power network\fR 
  764. .sp 1P
  765. .RT
  766. .PP
  767. Power networks are classified according to how the neutral point is connected 
  768. to earth. The earthing system affects both the level and duration of the 
  769. fault current, and hence the EPR. 
  770. .RT
  771. .sp 1P
  772. .LP
  773. 3.1
  774.     \fINetworks with the neutral point earthed directly or through a\fR 
  775. \fIlow impedance\fR 
  776. .sp 9p
  777. .RT
  778. .PP
  779. The level of an earth\(hyfault current is high. A relay system will
  780. clear the fault in a short time.
  781. .RT
  782. .sp 1P
  783. .LP
  784. 3.2
  785.     \fINetworks with the neutral point earthed through an\fR 
  786. \fIarc\fR 
  787. \fIsuppression coil\fR 
  788. .sp 9p
  789. .RT
  790. .PP
  791. The level of an earth\(hyfault current is small, usually not exceeding 
  792. 100\ amperes for each coil. The duration of an earth fault is relatively 
  793. short.
  794. .PP
  795. Such networks may be equipped with delayed tripping to clear
  796. permanent earth faults.
  797. .RT
  798. .LP
  799. .sp 2
  800. .bp
  801. .sp 1P
  802. .LP
  803. 3.3
  804.     \fINetworks with the neutral point isolated from earth\fR 
  805. .sp 9p
  806. .RT
  807. .PP
  808. \fR 
  809. The level of an earth\(hyfault current is normally low, but the
  810. fault duration might be very long. Networks of large extent may give rise to
  811. large capacitive fault currents.
  812. .PP
  813. If such networks are equipped with devices for automatic fault
  814. clearing, the fault duration is short to medium.
  815. .RT
  816. .sp 2P
  817. .LP
  818. \fB4\fR     \fBLocations where earth potential rise may occur\fR 
  819. .sp 1P
  820. .RT
  821. .sp 1P
  822. .LP
  823. 4.1
  824.     \fIPower stations and sub\(hystations\fR 
  825. .sp 9p
  826. .RT
  827. .PP
  828. \fR 
  829. Power stations and sub\(hystations are most likely to experience EPR. The 
  830. size of the station, the number and construction of power lines attached 
  831. to the station, and the earthing arrangement are factors influencing the 
  832. level and station, and the earthing arrangement are factors influencing 
  833. the level and 
  834. zone of EPR. As given in reference\ [4] the layout and structure of the 
  835. earthing arrangement depends on regulations, size, age, purpose and location. 
  836. If the 
  837. power lines entering the station are provided with 
  838. earth wires
  839. , they
  840. will be connected to the earthing system in the station.
  841. .RT
  842. .sp 1P
  843. .LP
  844. 4.2
  845.     \fIPower line towers\fR 
  846. .sp 9p
  847. .RT
  848. .PP
  849. Power line towers with footing electrodes are subjected to EPR due to earth\(hyfault 
  850. current in the power system, and currents from 
  851. lightning
  852. strikes
  853. . If the power line is equipped with earth wires, these will
  854. normally be connected to the tower electrodes. The probability of high EPR
  855. decreases when a power line is equipped with earth wires.
  856. .RT
  857. .sp 2P
  858. .LP
  859. \fB5\fR     \fBMagnitude of earth potential rise\fR 
  860. .sp 1P
  861. .RT
  862. .PP
  863. The magnitude of the EPR depends on the power system voltage, the power 
  864. line construction, the fault current level and the earthing 
  865. resistance.
  866. .RT
  867. .sp 2P
  868. .LP
  869. \fB6\fR     \fBZone of earth potential rise\fR 
  870. .sp 1P
  871. .RT
  872. .PP
  873. EPR is measured as the earth potential referred to a distant
  874. neutral earth. The zone of EPR, near an earthing system, varies from some 
  875. tens to some thousands of metres, depending on soil resistivity, the layout 
  876. of the earth electrode, and other local conditions. Further information 
  877. is found in 
  878. reference\ [5]. The zones of EPR in urban areas are small compared to what 
  879. can be expected in rural areas. Only EPR zones having a potential higher 
  880. than 
  881. values given in reference\ [1] are considered as dangerous. Measurements and
  882. calculation of the EPR zones are made by the power distribution
  883. authorities.
  884. .RT
  885. .sp 2P
  886. .LP
  887. \fB7\fR     \fBDuration of earth potential rise\fR 
  888. .sp 1P
  889. .RT
  890. .PP
  891. The duration of an earth fault and hence the EPR, depends on
  892. the type of power network.
  893. .RT
  894. .sp 1P
  895. .LP
  896. 7.1
  897.      \fINetworks with the neutral point earthed directly or through a low\fR 
  898. \fIimpedance\fR 
  899. .sp 9p
  900. .RT
  901. .PP
  902. The duration of an earth fault is generally less
  903. than\ 0.2\(hy0.5\ s.
  904. .RT
  905. .sp 1P
  906. .LP
  907. 7.2
  908.      \fINetworks with the neutral point earthed through an arc suppression\fR 
  909. \fIcoil\fR 
  910. .sp 9p
  911. .RT
  912. .PP
  913. The duration of an earth fault is normally less than 0.8\ s, but
  914. may in some cases last for several seconds. Such networks may be equipped 
  915. with delayed (a few seconds) tripping to clear permanent earth faults. 
  916. .bp
  917. .RT
  918. .sp 1P
  919. .LP
  920. 7.3
  921.     \fINetworks with an isolated\fR 
  922. \fIneutral point\fR 
  923. .sp 9p
  924. .RT
  925. .PP
  926. The duration of an earth fault can be very long, and may last until another 
  927. earth fault occurs. 
  928. .PP
  929. If such networks are equipped with automatic fault\(hyclearing devices, 
  930. the fault duration may be as short as in \(sc\ 7.1. 
  931. .RT
  932. .sp 2P
  933. .LP
  934. \fB8\fR \fBMinimum separation in soil between buried telecommunication 
  935. cables and power earthing systems\fR 
  936. .sp 1P
  937. .RT
  938. .PP
  939. The EPR near a high voltage earthing system can be estimated from calculations 
  940. based on idealized earth electrodes and a homogeneous soil 
  941. resistivity in the EPR zone. In practice it is not possible to make an exact
  942. calculation of the potential transferred from a high voltage earthing system 
  943. to an adjacent telecommunication cable. However, by feeding a current into 
  944. the 
  945. high voltage earthing system from a sufficiently great distance, the voltage
  946. .PP
  947. between the cable sheath and an auxiliary electrode in the area of neutral
  948. potential can be measured. The result must be corrected proportionately 
  949. to the actual earth\(hyfault current. (On armoured cables the correction 
  950. factor is not 
  951. linear, but depends on the magnetic characteristic of the ferromagnetic 
  952. cable screen.) In the absence of other experiments, local measurements 
  953. or calculated values of EPR, the values in Table\ 1/K.8 for the minimum 
  954. separation in soil 
  955. between \*Qordinary\*U telecommunication cable with a metal sheath in direct
  956. contact with the soil and a high voltage power earthing system should be
  957. observed.
  958. .RT
  959. .ce
  960. \fBH.T. [T1.8]\fR 
  961. .ce
  962. TABLE\ 1/K.8
  963. .ce
  964. \fBSeparation in soil (in metres) between telecommunication cables and
  965. .ce
  966. high voltage earthing systems\fR 
  967. .ce
  968. \fBbeyond which no calculation nor
  969. .ce
  970. measurement is necessary \fR 
  971. .ps 9
  972. .vs 11
  973. .nr VS 11
  974. .nr PS 9
  975. .TS
  976. center box;
  977. cw(60p) | cw(54p) sw(60p) | cw(54p) , ^  | c | c | ^ .
  978. Earth resistivity    Power network system with    Location
  979.      {
  980. isolated neutral or arc suppression coil
  981.  }    directly earthed neutral
  982. _
  983. .T&
  984. cw(60p) | cw(54p) | cw(60p) | cw(54p) , ^  | c | c | c.
  985. Less than  50 ohm | (mu |     \ 2    \ \ 5    Urban
  986.     \ 5    \ 10    Rural
  987. _
  988. .T&
  989. cw(60p) | cw(54p) | cw(60p) | cw(54p) , ^  | c | c | c.
  990. 50\(hy500 ohm | (mu |     \ 5    \ 10    Urban
  991.     10    \ 20    Rural
  992. _
  993. .T&
  994. cw(60p) | cw(54p) | cw(60p) | cw(54p) , ^  | c | c | c.
  995. 500\(hy5000 ohm | (mu |     10    \ 50    Urban
  996.     20    100    Rural
  997. _
  998. .T&
  999. cw(60p) | cw(54p) | cw(60p) | cw(54p) , ^  | c | c | c.
  1000.  {
  1001. Greater than
  1002. 5000 ohm | (mu | 
  1003.  }    10    \ 50    Urban
  1004.     20    100\(hy200 | ua\d\u)\d    Rural
  1005. .TE
  1006. .LP
  1007. \ua\d\u)\d
  1008. 200 metres in areas with extremely severe soil conditions, i.e.
  1009. greater than 10 | 00\ ohm | (mu | .
  1010. .LP
  1011. \fINote 1\fR
  1012. \ \(em\ The values in the table normally refer to lines and installations
  1013. which have a nominal voltage equal to or greater than 132\ kV.
  1014. .LP
  1015. \fINote 2\fR
  1016. \ \(em\ The hazards due to lightning strokes on electric plants are not
  1017. covered and may require taking into considerating the methods of \(sc\ 9
  1018. for high keraunic level areas.
  1019. .LP
  1020. \fINote 3\fR
  1021. \ \(em\ In the case of tower earthing, much shorter distances can be used
  1022. if the power lines include earth wires.
  1023. .LP
  1024. \fINote 4\fR
  1025. \ \(em\ Hazards for people working on telecommunication lines inside the
  1026. zone of\ EPR is not taken into consideration by these values; such hazards
  1027. require additional measures or precautions.
  1028. .nr PS 9
  1029. .RT
  1030. .ad r
  1031. \fBTable 1/K.8 [T1.8], p.\fR 
  1032. .sp 1P
  1033. .RT
  1034. .ad b
  1035. .RT
  1036. .LP
  1037. .bp
  1038. .sp 2P
  1039. .LP
  1040. \fB9\fR     \fBMeasures to be taken to avoid hazards from EPR\fR 
  1041. .sp 1P
  1042. .RT
  1043. .PP
  1044. The primary method to avoid dangerous influence from EPR is to
  1045. increase the distance between telecommunication cables and power earthing
  1046. systems. If local conditions do not permit sufficient separation to avoid
  1047. dangerous EPR, the telecommunication cables should be provided with insulation, 
  1048. for example by placing the cables in insulating plastic tubes. 
  1049. .PP
  1050. When the magnitude of EPR is extremely high, or the zone of EPR is
  1051. of very great extension, optical fibre cables or radio\(hyrelay systems may be
  1052. used instead of metallic cables.
  1053. .RT
  1054. .sp 2P
  1055. .LP
  1056.     \fBReferences\fR 
  1057. .sp 1P
  1058. .RT
  1059. .LP
  1060. [1]
  1061.      CCITT manual \fIDirectives concerning the protection of telecommunication\fR 
  1062. \fIlines against harmful effects from electrified power and electrified 
  1063. railway\fR \fIlines\fR , Vols.\ II and\ III, ITU, Geneva,\ 1988. 
  1064. .LP
  1065. [2]
  1066.     CCITT Study Group V \(em Contribution No. 61/1979.
  1067. .LP
  1068. [3]
  1069.     CIGRE No. 36\(hy04/1970 \(em Ground potential rise and telecommunication
  1070. lines.
  1071. .LP
  1072. [4]
  1073.     ELECTRA No. 71/1980 Station grounding \(em Safety and interference
  1074. aspects.
  1075. .LP
  1076. [5]
  1077.     ELECTRA No. 60/1978 \(em Zone of influence of ground potential rise.
  1078. .sp 2P
  1079. .LP
  1080. \fBRecommendation\ K.9\fR 
  1081. .RT
  1082. .sp 2P
  1083. .ce 1000
  1084. \fBPROTECTION\ OF\ TELECOMMUNICATION\ STAFF\ AND\ PLANT\fR 
  1085. .EF '%    Volume\ IX\ \(em\ Rec.\ K.9''
  1086. .OF '''Volume\ IX\ \(em\ Rec.\ K.9    %'
  1087. .ce 0
  1088. .ce 1000
  1089. \fBAGAINST\ A\ LARGE\ EARTH\ POTENTIAL\ DUE\ TO\ A\ NEIGHBOURING\fR 
  1090. .ce 0
  1091. .sp 1P
  1092. .ce 1000
  1093. \fBELECTRIC\ TRACTION\ LINE\fR 
  1094. .ce 0
  1095. .sp 1P
  1096. .ce 1000
  1097. \fI(Mar del Plata, 1968)\fR 
  1098. .sp 9p
  1099. .RT
  1100. .ce 0
  1101. .sp 1P
  1102. .LP
  1103. \fB1\fR     \fBGeneral\fR 
  1104. .sp 1P
  1105. .RT
  1106. .PP
  1107. From the technical standpoint the precautions taken on
  1108. electrified railways
  1109. to protect staff and plant may differ according to a number of factors, 
  1110. the chief of which are: 
  1111. .RT
  1112. .LP
  1113.     \(em
  1114.     ground resistivity
  1115. ;
  1116. .LP
  1117.     \(em
  1118.     electrical line equipment (track circuits) which, though
  1119. necessary for railway safety installations, may prevent the systematic
  1120. connection to rail of metal structures near the railway;
  1121. .LP
  1122.     \(em
  1123.     the characteristics of the protective devices required which, with 
  1124. a.c. electric traction systems
  1125. , may be to some extent affected by  the presence (or absence) of 
  1126. booster\(hytransformers
  1127. ;
  1128. .LP
  1129.     \(em
  1130.     the degree of insulation of the contact system, which may
  1131. also affect the nature of the protective devices, particularly in the case 
  1132. of relatively low\(hyvoltage electric systems such as 1500\ V d.c.\ lines; 
  1133. .LP
  1134.     \(em
  1135.      the means to be recommended for linking a metal structure to the rail 
  1136. in case of overvoltage without making a permanent connection (one 
  1137. method is to make the connection via a spark gap).
  1138. .sp 2P
  1139. .LP
  1140. \fB2\fR     \fBA.c. electric traction lines\fR 
  1141. .sp 1P
  1142. .RT
  1143. .PP
  1144. It is recommended that neighbouring metal structures, for example all those 
  1145. within a certain distance from the line, be connected to rail, 
  1146. provided that there are no safety installations which make this impossible.
  1147. .PP
  1148. If the structures cannot be connected to rail, it is recommended that
  1149. they be earthed to an earth electrode having a sufficiently low
  1150. resistance.
  1151. .bp
  1152. .RT
  1153. .sp 2P
  1154. .LP
  1155. \fB3\fR     \fBD.c. electric traction lines\fR 
  1156. .sp 1P
  1157. .RT
  1158. .PP
  1159. Protective measures should also take account of the need to avoid any risk 
  1160. of 
  1161. electrolytic corrosion
  1162. . Such measures may amount to
  1163. connecting to rail only such metal structures as are sufficiently insulated
  1164. from the ground or linking them via a 
  1165. spark gap
  1166. or, in the case of
  1167. metal structures carrying an adequately insulated contact system or lines 
  1168. with a sufficiently low service voltage, connecting neither to rail nor 
  1169. to 
  1170. earth.
  1171. .RT
  1172. .sp 2P
  1173. .LP
  1174. \fB4\fR     \fBTelecommunication cables\fR 
  1175. .sp 1P
  1176. .RT
  1177. .PP
  1178. In new installations, it is recommended that cables near rails, at the 
  1179. entry to 
  1180. substations
  1181. or over metal bridges should have an outer
  1182. plastic covering, possibly of high 
  1183. dielectric strength
  1184. , where it is
  1185. necessary to prevent contact between the cables and such structures.
  1186. .PP
  1187. If, on the other hand, cables with metal sheaths already exist, a good 
  1188. solution, at least in the case of large railway stations, may be to connect 
  1189. the sheaths to rail.
  1190. .RT
  1191. .sp 2P
  1192. .LP
  1193. \fB5\fR     \fBConditions to be fulfilled by PTT installations in the\fR 
  1194. \fBneighbourhood of electric traction lines\fR 
  1195. .sp 1P
  1196. .RT
  1197. .PP
  1198. The following are the main precautions taken to protect such
  1199. installations:
  1200. .RT
  1201. .LP
  1202.     \(em
  1203.     placing them outside the danger zone;
  1204. .LP
  1205.     \(em
  1206.     screening;
  1207. .LP
  1208.     \(em
  1209.      substituting insulating components for metal components, in particular 
  1210. the sheaths or covering of cables or in the 
  1211. construction of repeater cabinets or boxes.
  1212. .PP
  1213. \fINote\fR \ \(em\ The above recommendations are inspired solely by
  1214. technical considerations which are to be carefully weighed up in each case. 
  1215. It goes without saying that every Administration must comply with the laws 
  1216. and 
  1217. regulations in force in its country.
  1218. \v'1P'
  1219. .sp 2P
  1220. .LP
  1221. \fBRecommendation K.10\fR 
  1222. .RT
  1223. .sp 2P
  1224. .sp 1P
  1225. .ce 1000
  1226. \fBUNBALANCE\ ABOUT\ EARTH\ OF\ TELECOMMUNICATION\ INSTALLATIONS\fR 
  1227. .EF '%    Volume\ IX\ \(em\ Rec.\ K.10''
  1228. .OF '''Volume\ IX\ \(em\ Rec.\ K.10    %'
  1229. .ce 0
  1230. .sp 1P
  1231. .ce 1000
  1232. \fI(Mar del Plata, 1968; modified at Malaga\(hyTorremolinos,\fR 
  1233. \fI1984)\fR 
  1234. .sp 9p
  1235. .RT
  1236. .ce 0
  1237. .sp 1P
  1238. .LP
  1239. \fB1\fR     \fBUnbalance about earth of telecommunication equipments\fR 
  1240. .sp 1P
  1241. .RT
  1242. .PP
  1243. In the interests of maintaining an adequate balance of
  1244. telecommunication equipments and of the lines connected to them, it is
  1245. recommended that the minimum permissible value for the unbalance of
  1246. telecommunication installations longitudinal conversion loss (LCL) should
  1247. be 40\ dB (from 300 to 600\ Hz) and\ 46\ dB (from 600\ to\ 3400\ Hz). This is a
  1248. general minimum value and does not exclude the possibility of higher minimum
  1249. values being quoted for particular requirements in other Recommendations 
  1250. of the CCITT 
  1251. .FS
  1252. See, in particular, Recommendation\ Q.45, and also the outcome of
  1253. further studies under Question\ 13/V [1].
  1254. .FE
  1255. .
  1256. .PP
  1257. The test arrangement in Figure 1/K.10 should be used to measure
  1258. the unbalance of telecommunications equipment.
  1259. .RT
  1260. .PP
  1261. Nomenclature, definition and measurement of unbalance are based on Recommendations\ 
  1262. G.117 and\ O.121. 
  1263. .RT
  1264. .LP
  1265. .sp 3
  1266. .bp
  1267. .LP
  1268. .rs
  1269. .sp 23P
  1270. .ad r
  1271. \fBFigure 1/K.10 p.2\fR 
  1272. .sp 1P
  1273. .RT
  1274. .ad b
  1275. .RT
  1276. .PP
  1277. The specification \fIZ\fR\d\fIL\fR\\d1\u\ =\ \fIZ\fR\d1\u/4,
  1278. \fIZ\fR \fI\fI\d\fIL\fR\\d2\u\ =\ \fIZ\fR\d2\u/4 should apply in the audiofrequency 
  1279. range. (See Recommendation\ Q.45 and Recommendation\ O.121, \(sc\ 3.2.) 
  1280. .PP
  1281. The following terms are specified:
  1282. .RT
  1283. .LP
  1284.     \(em
  1285.     longitudinal conversion loss (LCL) (applicable for one\(hy and two\(hyport
  1286. networks):
  1287. \v'6p'
  1288. .sp 1P
  1289. .ce 1000
  1290. 20 log
  1291. \d10
  1292. \u 
  1293. @ left | { fIE\fR~\d\fIL\fR~1~\u } over { fIV\fR~\d\fIT\fR~1~\u } right | @ 
  1294. dB
  1295. .ce 0
  1296. .sp 1P
  1297. .LP
  1298. .sp 1
  1299.     \(em
  1300.     longitudinal conversion transfer loss (LCTL) (applicable for
  1301. two\(hyport networks only):
  1302. \v'6p'
  1303. .sp 1P
  1304. .ce 1000
  1305. 20 log
  1306. \d10
  1307. \u 
  1308. @ left | { fIE\fR~\d\fIL\fR~1~\u } over { fIV\fR~\d\fIT\fR~2~\u } right | @ 
  1309. dB
  1310. .ce 0
  1311. .sp 1P
  1312. .LP
  1313. .sp 1
  1314. .sp 2P
  1315. .LP
  1316. \fB2\fR     \fBUnbalance about earth of telecommunication lines\fR 
  1317. .sp 1P
  1318. .RT
  1319. .PP
  1320. If a long line is tested, essentially the same test circuit and
  1321. nomenclature should be used as given in Figure\ 1/K.10. However, both the
  1322. longitudinal induction and unbalances are distributed along the line.
  1323. Consequently, the 
  1324. longitudinal conversion losses
  1325. and 
  1326. longitudinal   conversion transfer losses
  1327. are not only determined by the inherent
  1328. parameters but also by the distribution of the wire to earth/sheath
  1329. voltages.  To obtain the effect of unbalance in practical cases, it is
  1330. recommended that measurements be made both with the wire to sheath voltage 
  1331. of constant polarity (i.e.\ supply at end, see Table\ 1/K.10) and with 
  1332. the wire to sheath voltage changing in polarity at the midpoint (i.e.\ 
  1333. supply at the middle, see Table\ 2/K.10). 
  1334. .PP
  1335. In Table 3/K.10, conclusions derived from those measurements are
  1336. listed.
  1337. .bp
  1338. .RT
  1339. .LP
  1340. .rs
  1341. .sp 47P
  1342. .ad r
  1343. \fBTABLE 1/K.10 \ \ 
  1344. (\*`a traiter comme figure MEP), p.\fR 
  1345. .sp 1P
  1346. .RT
  1347. .ad b
  1348. .RT
  1349. .LP
  1350. .bp
  1351. .LP
  1352. .rs
  1353. .sp 47P
  1354. .ad r
  1355. \fBTABLE 2/K.10 \ \ 
  1356. (\*`a traiter comme figure MEP), p.\fR 
  1357. .sp 1P
  1358. .RT
  1359. .ad b
  1360. .RT
  1361. .LP
  1362. .bp
  1363. .LP
  1364. .rs
  1365. .sp 40P
  1366. .ad r
  1367. \fBTABLE 3/K.10 \ \ 
  1368. (\*`a traiter comme figure MEP), p.\fR 
  1369. .sp 1P
  1370. .RT
  1371. .ad b
  1372. .RT
  1373. .ce 1000
  1374. ANNEX\ A
  1375. .ce 0
  1376. .ce 1000
  1377. (to Recommendation K.10)
  1378. .sp 9p
  1379. .RT
  1380. .ce 0
  1381. .ce 1000
  1382. \fBExample for calculating\fR 
  1383. \fBtransverse voltages of a\fR \fBtelecommunications line\fR 
  1384. .sp 1P
  1385. .RT
  1386. .ce 0
  1387. .LP
  1388. A.1
  1389.     \fIGeneral\fR 
  1390. .sp 1P
  1391. .RT
  1392. .PP
  1393. The Contribution mentioned in reference\ [2] contains many
  1394. calculated values regarding the relationship between the longitudinal voltage 
  1395. and its conversion into the transverse one. This annex is an extract of 
  1396. that Contribution. It gives background information about the application of
  1397. measurement proposals for lines which are contained in Recommendation\ K.10.
  1398. .bp
  1399. .PP
  1400. The most important results are summarized in Table\ A\(hy1/K.10. They
  1401. relate to a symmetric pair composed of paper\(hyinsulated copper wires 
  1402. of 0.9\ mm in diameter and stranded in star quads with an equivalent mutual 
  1403. capacitance of 34\ nF/km. In the course of the calculation, only the capacitance 
  1404. unbalance has been simulated. 
  1405. .RT
  1406. .sp 1P
  1407. .LP
  1408. A.2
  1409.     \fIWire to sheath voltages\fR 
  1410. .sp 9p
  1411. .RT
  1412. .PP
  1413. The distribution of the wire to sheath (earth) voltages are
  1414. basically determined by (see column\ 2 of Table\ A\(hy1/K.10 where, for the
  1415. sake of simplicity, it is assumed that the total voltage source in the
  1416. longitudinal path is\ 100\ V):
  1417. .RT
  1418. .LP
  1419.     \(em
  1420.     the location of the longitudinal source (see column\ 1 in
  1421. Table\ A\(hy1/K.10), and
  1422. .LP
  1423.     \(em
  1424.     the termination of the longitudinal path (see column\ 3 of
  1425. Table\ A\(hy1/K.10).
  1426. .PP
  1427. On the basis of schemes indicated in column\ 2 of Table\ A\(hy1/K.10, the 
  1428. following tendencies are worth mentioning: 
  1429. .LP
  1430.     a)
  1431.     When the e.m.f. is applied at one of the terminals of the
  1432. longitudinal path, the wire to sheath voltages tend to be
  1433. uniform with the same polarity along the line. When switch\ S is
  1434. closed, the voltages decrease (compare the solid line with
  1435. broken ones in the 1st row and 2nd\ column).
  1436. .LP
  1437.     b)
  1438.     When the e.m.f. is applied at an intermediate section of the
  1439. line, e.g.\ concentrated in the middle or distributed uniformly,
  1440. then the wire to earth voltages have the same magnitudes but
  1441. opposite polarity on each half of the line (see the curves of
  1442. broken line in the 2nd and 3rd\ rows). The symmetry of the
  1443. distribution is disturbed if only one switch at the terminals
  1444. is closed (see the solid lines in the 2nd and 3rd\ rows). The
  1445. differences between voltage distributions arising from
  1446. terminations of open/closed and closed/closed switch positions
  1447. tend to decrease with the increase of both the length of
  1448. line and frequency.
  1449. .sp 1P
  1450. .LP
  1451. A.3
  1452.     \fILongitudinal conversion losses\fR 
  1453. .sp 9p
  1454. .RT
  1455. .PP
  1456. The longitudinal conversion losses and the longitudinal transfer
  1457. losses (defined in Tables\ 1/K.10 and 2/K.10) are basically determined
  1458. by:
  1459. .RT
  1460. .LP
  1461.     \(em
  1462.     the distribution of wire to sheath voltages, see \(sc\ A.2, and
  1463. .LP
  1464.     \(em
  1465.     the magnitude and distribution of 
  1466. capacitance
  1467. unbalance
  1468. .
  1469. .PP
  1470. Regarding the second aspect, three cases have been studied. These
  1471. are indicated in Table\ A\(hy1/K.10 as one\(hysided, perfectly equalized 
  1472. and equalized with additional unbalance. The one\(hysided uniform \(*D\fIC\fR 
  1473. \ =\ 600\ pF/km tends to 
  1474. simulate the worst case which in practice does not exist. The perfectly
  1475. equalized line (with crossing at each 0.5\ km) can also never be reached.
  1476. .PP
  1477. The magnitudes of longitudinal conversion losses can be explained by a 
  1478. consideration of the fact that high transverse voltages are generated as 
  1479. a 
  1480. result of capacitance unbalance if the location of an unbalance coincides 
  1481. with high wire to earth voltages. The unbalance of a subsequent section 
  1482. tends to 
  1483. amplify the transverse voltage if both the direction of the unbalance and
  1484. polarity of the wire to earth voltage are the same as those of the previous
  1485. section. However, if one of them is reversed, the resultant transverse 
  1486. voltages become lower. 
  1487. .PP
  1488. In the case of a well equalized line, the magnitude of the
  1489. longitudinal conversion losses is high and is largely independent of both 
  1490. the location of the e.m.f. and the position of the switches at the terminals 
  1491. (see column\ 5 in Table\ A\(hy1/K.10). 
  1492. .PP
  1493. If the conversion losses increase significantly in magnitude with the opening 
  1494. of switch\ S and depend on the direction of supply, then the presence of 
  1495. local unbalance may be expected (see column\ 6 of Table\ A\(hy1/K.10). 
  1496. .PP
  1497. The low values of longitudinal conversion losses (i.e.\ less
  1498. than\ 60\ dB) might be caused by a one\(hysided nature of the capacitance 
  1499. unbalance (see column\ 4 of Table\ A\(hy1/K.10). This is the case for Recommendation\ 
  1500. K.10 
  1501. where the testing method specified in \(sc\ 2 may produce significantly higher
  1502. values for longitudinal conversion losses than the actual values in real
  1503. conditions of power induction. In this case, more realistic values can be
  1504. obtained by the method given in Table\ 2/K.10.
  1505. .bp
  1506. .RT
  1507. .LP
  1508. .rs
  1509. .sp 47P
  1510. .ad r
  1511. \fBTableau A\(hy1/K.10 \ \ 
  1512. (\*`a traiter comme figure MEP), p.\fR 
  1513. .sp 1P
  1514. .RT
  1515. .ad b
  1516. .RT
  1517. .LP
  1518. .bp
  1519. .PP
  1520. The main unbalance on lines is the capacitance unbalance. However, occasionally, 
  1521. the 
  1522. resistive unbalance
  1523. (series resistance,\ R) is
  1524. important as well. As has been pointed out before, when switch\ S\d2\uis 
  1525. open, the effect of 
  1526. shunt unbalance
  1527. (in case of line\ \fIC\fR ) is emphasized. If the switch\ S\d2\u(or S\d1\uand 
  1528. S\d2\uindicated in Table\ 2/K.10) is opened and the conversion loss remains 
  1529. unchanged (or even decreases), it indicates that 
  1530. series unbalance
  1531. may not be the primary cause of the 
  1532. line
  1533. unbalance
  1534. . On the other hand, if there is an increase, the series
  1535. unbalances are dominant. It should be noted, that while the reason for 
  1536. having \fIZ\fR\d\fIL\fR\uand S\d2\uis to allow the tester to distinguish 
  1537. between series and 
  1538. shunt unbalances of the line, the effectiveness of this feature depends 
  1539. on the shunt impedance of the line provided by the resultant earth capacitance 
  1540. of the line (e.g.\ length of line\ [3]). 
  1541. .sp 2P
  1542. .LP
  1543.     \fBReferences\fR 
  1544. .sp 1P
  1545. .RT
  1546. .LP
  1547. [1]
  1548.     CCITT Question 13/V \fIUnbalance of telephone installations\fR .
  1549. .LP
  1550. [2]
  1551.     CCITT Contribution COM V\(hy38,
  1552. \fIStudy of relation between unbalance and induced transverse voltages\fR ,
  1553. 1981\(hy1984 (Hungarian Administration).
  1554. .LP
  1555. [3]
  1556.     IEEE Std 455 \(em 1976 \fIIEEE Standard test procedure for measuring\fR 
  1557. \fIlongitudinal balance of telephone equipment operating in the\fR 
  1558. \fIvoice band\fR . Published by IEEE, Inc., September 30,\ 1976.
  1559. .sp 2P
  1560. .LP
  1561. \fBRecommendation\ K.11\fR 
  1562. .RT
  1563. .sp 2P
  1564. .sp 1P
  1565. .ce 1000
  1566. \fBPRINCIPLES\ OF\ \fR \fBPROTECTION\ AGAINST\ OVERVOLTAGES |
  1567. AND\ OVERCURRENTS\fR 
  1568. .EF '%    Volume\ IX\ \(em\ Rec.\ K.11''
  1569. .OF '''Volume\ IX\ \(em\ Rec.\ K.11    %'
  1570. .ce 0
  1571. .sp 1P
  1572. .ce 1000
  1573. \fI(Geneva, 1972; modified at Malaga\(hyTorremolinos, 1984\fR \fIand at 
  1574. Melbourne, 1988)\fR 
  1575. .sp 9p
  1576. .RT
  1577. .ce 0
  1578. .sp 1P
  1579. .LP
  1580.     \fBIntroduction\fR 
  1581. .sp 1P
  1582. .RT
  1583. .PP
  1584. Current CCITT documents recognize lightning and faults on nearby
  1585. electrical installations as sources of dangerous disturbances in
  1586. telecommunications lines, which may cause damage leading to interruptions in
  1587. service and the need for repairs or even hazards to personnel.
  1588. .PP
  1589. The object of the present Recommendation is to set out principles
  1590. which enable the frequency and seriousness of such disturbances to be limited 
  1591. to levels which take account of quality of service, operating costs and 
  1592. safety of personnel. These principles are applicable to all parts of a 
  1593. telecommunications system. More details on certain methods of protection and
  1594. for certain parts of the system are given in the References and in the
  1595. following Recommendations: K.5, K.6, K.9, K.12, K.15, K.16, K.17. Information 
  1596. about disturbing phenomena and protection techniques are given in\ [1] 
  1597. and\ [2] (see also Recommendation\ K.26). 
  1598. .PP
  1599. This Recommendation deals principally with the local exchange, local loop 
  1600. plant and subscribers equipment, but its contents may have wider 
  1601. application.
  1602. .PP
  1603. \fINote\fR \ \(em\ The disturbing phenomena, when they appear, are relatively
  1604. rare or of very brief duration (usually of the order of a fraction of a 
  1605. second) and in framing the present Recommendation, consideration has not 
  1606. been given to methods of avoiding interruption of the functioning of equipment 
  1607. during an 
  1608. actual disturbance. The CCITT is pursuing the study of such methods.
  1609. .RT
  1610. .sp 2P
  1611. .LP
  1612. \fB1\fR     \fBGeneral considerations\fR 
  1613. .sp 1P
  1614. .RT
  1615. .sp 1P
  1616. .LP
  1617. 1.1
  1618.     \fIOrigin of dangerous \fR \fIovervoltages and overcurrents\fR 
  1619. .sp 9p
  1620. .RT
  1621. .sp 1P
  1622. .LP
  1623. 1.1.1
  1624.     \fIDirect \fR \fIlightning strikes\fR 
  1625. .sp 9p
  1626. .RT
  1627. .PP
  1628. Such strikes may cause currents of some thousands of amperes to
  1629. flow along wires or cables for some microseconds. Physical damage may occur 
  1630. and overvoltage surges of many kilovolts may apply stress to the dielectrics 
  1631. of 
  1632. line plant and terminal equipment.
  1633. .RT
  1634. .sp 1P
  1635. .LP
  1636. 1.1.2
  1637.     \fILightning strikes\fR \fInearby\fR 
  1638. .sp 9p
  1639. .RT
  1640. .PP
  1641. Lightning currents flowing from cloud to earth or cloud to cloud
  1642. cause overvoltages in overhead or underground lines near to the strike. The
  1643. area affected may be large in districts of high earth
  1644. resistivity.
  1645. .bp
  1646. .RT
  1647. .sp 1P
  1648. .LP
  1649. 1.1.3
  1650.     \fIInduction from fault currents in power lines including\fR 
  1651. \fIelectric traction systems\fR 
  1652. .sp 9p
  1653. .RT
  1654. .PP
  1655. Earth faults
  1656. in power systems cause large unbalanced
  1657. currents to flow along the power line inducing overvoltages into adjacent
  1658. telecommunications lines which follow a parallel course. The overvoltages 
  1659. may rise to several kilovolts and have durations of 200 to 1000\ ms (occasionally 
  1660. even longer) according to the fault clearing system used on the power
  1661. line.
  1662. .RT
  1663. .sp 1P
  1664. .LP
  1665. 1.1.4
  1666.     \fIContacts with power lines\fR 
  1667. .sp 9p
  1668. .RT
  1669. .PP
  1670. Contacts may occur between power and telecommunication lines when local 
  1671. disasters, e.g.\ storms, fires, cause damage to both types of plant or 
  1672. when the normal safeguards of separation and insulation are not followed.
  1673. Overvoltages rarely exceed 240\ V a.c., r.m.s. above earth in countries where
  1674. this is the normal distribution voltage but may continue for an indefinite
  1675. period until observed. Where higher distribution voltages, e.g.\ 2\ kV, are
  1676. used the power line protection arrangements usually ensure that the voltage 
  1677. is removed in a short time if a fault occurs. The overvoltage may 
  1678. cause excessive currents to flow along the line to the exchange earth causing 
  1679. damage to equipment and danger to staff. 
  1680. .RT
  1681. .sp 1P
  1682. .LP
  1683. 1.1.5
  1684.     \fIRise of\fR 
  1685. \fIearth potential\fR 
  1686. .sp 9p
  1687. .RT
  1688. .PP
  1689. Earth faults in power systems cause currents in the soil which
  1690. raise the potential in the neighbourhood of the fault and of the power 
  1691. supply earth electrode. (See also Recommendation\ K.9.) These earth potentials 
  1692. may 
  1693. affect telecommunication plant in two ways:
  1694. .RT
  1695. .LP
  1696.     a)
  1697.     Telecommunication signalling systems may malfunction if the
  1698. signalling earth electrode
  1699. is in soil whose potential rises by as
  1700. little as 5\ V with respect to true earth. Such voltages may be caused 
  1701. by minor faults on the power system which may remain undetected for long 
  1702. periods. 
  1703. .LP
  1704.     b)
  1705.     Higher rises of earth potential can cause danger to staff
  1706. working in the affected area or, in extreme cases, may be sufficient to 
  1707. break down the insulation of the telecommunications cable causing extensive 
  1708. damage.
  1709. .sp 1P
  1710. .LP
  1711. 1.2
  1712.     \fIMethods of protection\fR 
  1713. .sp 9p
  1714. .RT
  1715. .PP
  1716. 1.2.1
  1717. Some of the protective measures for lines which are described
  1718. in \(sc\ 2 have the effect of reducing overvoltages and overcurrents at their
  1719. source and so reduce the risk of damage to all parts of the system.
  1720. .PP
  1721. 1.2.2
  1722. Other protective measures which may be applied to specific parts of the 
  1723. system as indicated in \(sc\(sc\ 2, 3 and 4 fall broadly into 2 classes: 
  1724. .LP
  1725.     \(em
  1726.      the use of protective devices which prevent excessive energy from reaching 
  1727. vulnerable parts either by diverting it (for example, spark gaps) or by 
  1728. disconnecting the line (for example, fuses); 
  1729. .LP
  1730.     \(em
  1731.     the use of equipment with suitable dielectric strength,
  1732. current carrying capacity and impedance so that it can withstand the conditions 
  1733. applied to it. 
  1734. .sp 2P
  1735. .LP
  1736. 1.3
  1737.     \fITypes of \fR \fIprotective devices\fR 
  1738. .sp 1P
  1739. .RT
  1740. .sp 1P
  1741. .LP
  1742. 1.3.1
  1743.     \fIAir\(hygap protectors\fR \fIwith carbon or metallic\fR 
  1744. \fIelectrodes\fR 
  1745. .sp 9p
  1746. .RT
  1747. .PP
  1748. Usually connected between each wire of a line and earth, they limit the 
  1749. voltage which can appear between their electrodes. They are inexpensive 
  1750. but their insulation resistance can fall appreciably after repeated operation 
  1751. and they may require frequent replacement. 
  1752. .RT
  1753. .sp 1P
  1754. .LP
  1755. 1.3.2
  1756.     \fIGas discharge tubes\fR 
  1757. .sp 9p
  1758. .RT
  1759. .PP
  1760. Usually connected between each wire of a line and earth or as
  1761. 3\(hyelectrode units between a pair and earth. Their performance may be 
  1762. specified to precise limits to meet system requirements. The protectors 
  1763. are compact and will operate frequently without attention. 
  1764. .PP
  1765. Detailed requirements for gas discharge tubes appear in
  1766. Recommendation\ K.12.
  1767. .bp
  1768. .RT
  1769. .sp 1P
  1770. .LP
  1771. 1.3.3
  1772.     \fISemi\(hyconductor protective devices\fR 
  1773. .sp 9p
  1774. .RT
  1775. .PP
  1776. Used in a similar way to carbon electrode protectors or
  1777. gas\(hydischarge tubes, these will protect equipment from values of overvoltage 
  1778. as low as 1\ V. They are precise and fast\(hyacting, but may be damaged 
  1779. by excessive currents. 
  1780. .RT
  1781. .sp 1P
  1782. .LP
  1783. 1.3.4
  1784.     \fIFuses\fR 
  1785. .sp 9p
  1786. .RT
  1787. .PP
  1788. These are connected in series with each wire of a line to
  1789. disconnect when excessive current flows. Simple fuses have a uniform wire 
  1790. which melts. Slow\(hyacting fuses have a uniform wire which melts quickly 
  1791. when a large current flows, and a spring\(hyloaded fusible element which 
  1792. melts gradually and 
  1793. disconnects when lower currents flow for a prolonged time. High level currents 
  1794. of 2\ A and prolonged currents of 250\ mA are typical operating levels. 
  1795. Fuses 
  1796. should not sustain an arc after operation. Fuses do not give protection 
  1797. against lightning surges and in districts where such surges are common, 
  1798. fuses of a high rating (up to\ 20\ A) may be necessary to avoid trouble 
  1799. from fuse failures. Such fuses may not give adequate protection against 
  1800. power line contacts. Fuses can also be a source of noise and disconnection 
  1801. faults. 
  1802. .RT
  1803. .sp 1P
  1804. .LP
  1805. 1.3.5
  1806.     \fIHeat coils\fR 
  1807. .sp 9p
  1808. .RT
  1809. .PP
  1810. Fitted in series with each wire of a line, heat coils either
  1811. disconnect the line, earth it, or do both, with the earth extended to line.
  1812. Heat coils have some fusible component and operate when currents of,
  1813. typically,\ 500\ mA flow for some 200\ s.
  1814. .RT
  1815. .sp 1P
  1816. .LP
  1817. 1.3.6
  1818.     \fISelf\(hyrestoring current\(hylimiting devices\fR 
  1819. .sp 9p
  1820. .RT
  1821. .PP
  1822. Fuses and heat coils have the disadvantage that they permanently
  1823. interrupt a circuit when operated and it is then necessary to replace them
  1824. manually. Certain variable impedance devices are available which, when 
  1825. heated by overload currents, increase their electrical resistance to a 
  1826. very high 
  1827. value. The device will return to a normal low electrical resistance when the
  1828. overload current is removed. Attention is drawn to the response time and
  1829. voltage handling capabilities of these items.
  1830. .RT
  1831. .sp 1P
  1832. .LP
  1833. 1.4
  1834.     \fIResidual effects\fR 
  1835. .sp 9p
  1836. .RT
  1837. .PP
  1838. The essential purpose of protective measures is to ensure that the major 
  1839. part of the electrical energy arising from a disturbance is not 
  1840. dissipated in a vulnerable part of the installation and does not reach
  1841. personnel. However, no device exists which has characteristics for suppressing 
  1842. ideally all voltages or currents connected with disturbances, for the following 
  1843. reasons: 
  1844. .RT
  1845. .sp 1P
  1846. .LP
  1847. 1.4.1
  1848.     \fIResidual overvoltages\fR 
  1849. .sp 9p
  1850. .RT
  1851. .PP
  1852. Account should be taken of:
  1853. .RT
  1854. .LP
  1855.     a)
  1856.     voltages which are unaffected by the protective device
  1857. because they are below its operating level;
  1858. .LP
  1859.     b)
  1860.     transients which pass before the device operates;
  1861. .LP
  1862.     c)
  1863.     residuals which are sustained after the device operates;
  1864. .LP
  1865.     d)
  1866.     transients produced by the operation of the device.
  1867. .sp 1P
  1868. .LP
  1869. 1.4.2
  1870.     \fITransverse voltages\fR 
  1871. .sp 9p
  1872. .RT
  1873. .PP
  1874. Protective devices on the two wires of a pair may not operate
  1875. simultaneously and so a transverse pulse may be produced. Under certain
  1876. conditions, particularly if the equipment to be protected has a low impedance, 
  1877. operation of one protective device may prevent the operation of the other 
  1878. one and a transverse voltage may remain as long as the longitudinal voltages 
  1879. are on the line. 
  1880. .RT
  1881. .sp 1P
  1882. .LP
  1883. 1.4.3
  1884.     \fIEffect on normal circuit operation\ \(em\ coordinated design\fR 
  1885. .sp 9p
  1886. .RT
  1887. .PP
  1888. Sufficient separation should be allowed between the operating
  1889. voltage of the protective devices and the highest voltage occurring on 
  1890. the line during normal operation. 
  1891. .PP
  1892. Likewise the normal characteristics (internal impedances) of the
  1893. protective elements must be compatible with the normal functioning of the
  1894. installations, which must take account of their possible presence.
  1895. .bp
  1896. .RT
  1897. .sp 1P
  1898. .LP
  1899. 1.4.4
  1900.     \fIModifying effects\fR 
  1901. .sp 9p
  1902. .RT
  1903. .PP
  1904. A protective device may safeguard one part of a line at the expense of 
  1905. another, e.g.\ if a main distribution frame (MDF) fuse operates due to 
  1906. a 
  1907. power line contact, the voltage on the line may rise to full power line 
  1908. voltage when the fuse disconnects the telecommunication's earth. 
  1909. .PP
  1910. Likewise the operation of a protector may greatly reduce the
  1911. equivalent internal impedance of a circuit relative to equipment connected 
  1912. to it, thus permitting the circulation of currents which may cause damage. 
  1913. .RT
  1914. .sp 1P
  1915. .LP
  1916. 1.4.5
  1917.     \fICoordination of primary and secondary protection\fR 
  1918. .sp 9p
  1919. .RT
  1920. .PP
  1921. For the protection of sensitive equipment it is sometimes necessary to 
  1922. use more than one protective device, e.g.\ a fast\(hyoperating, low\(hycurrent 
  1923. device such as a semiconductor and a slower\(hyoperating, high\(hycurrent 
  1924. device 
  1925. such as a gas\(hydischarge tube. In such cases steps must be taken to ensure 
  1926. that in the event of a sustained overvoltage, the low\(hycurrent device 
  1927. does not 
  1928. prevent the operation of the high\(hycurrent device since, if this happens, the
  1929. smaller device may be damaged, or the interconnecting wiring may conduct
  1930. excessive current.
  1931. .RT
  1932. .sp 1P
  1933. .LP
  1934. 1.4.6
  1935.     \fITemperature rise\fR 
  1936. .sp 9p
  1937. .RT
  1938. .PP
  1939. Protective components should be designed and positioned in such a way that 
  1940. the rise in temperature which occurs when they operate is unlikely to cause 
  1941. damage to property or danger to people. 
  1942. .RT
  1943. .sp 1P
  1944. .LP
  1945. 1.4.7
  1946.     \fICircuit availability\fR 
  1947. .sp 9p
  1948. .RT
  1949. .PP
  1950. The circuit being protected may be temporarily or permanently put out of 
  1951. service when a protective device operates. 
  1952. .RT
  1953. .sp 1P
  1954. .LP
  1955. 1.4.8
  1956.     \fIFault liability\fR 
  1957. .sp 9p
  1958. .RT
  1959. .PP
  1960. The use of protective devices may cause maintenance problems due to unreliability. 
  1961. They may also prevent some line and equipment testing 
  1962. procedures.
  1963. .RT
  1964. .sp 1P
  1965. .LP
  1966. 1.5
  1967.     \fIAssessment of risk\fR 
  1968. .sp 9p
  1969. .RT
  1970. .PP
  1971. 1.5.1
  1972. The performance of a telecommunications system with respect to overvoltages 
  1973. depends on: 
  1974. .sp 9p
  1975. .RT
  1976. .LP
  1977.     \(em
  1978.     the environment, i.e.\ the magnitude and probability of
  1979. overvoltages occurring in the line network associated with the system;
  1980. .LP
  1981.     \(em
  1982.     the construction methods used in the line network, see
  1983. \(sc\ 2;
  1984. .LP
  1985.     \(em
  1986.     the resistibility of equipment in the system to
  1987. overvoltages;
  1988. .LP
  1989.     \(em
  1990.     the provision of protective devices;
  1991. .LP
  1992.     \(em
  1993.      the quality of the earth system provided for operation of the protective 
  1994. devices. 
  1995. .sp 1P
  1996. .LP
  1997. 1.5.2
  1998.     \fIThe environment\fR 
  1999. .sp 9p
  2000. .RT
  2001. .PP
  2002. In assessing the environment, consideration should be given to the factors 
  2003. mentioned in \(sc\ 1.1. 
  2004. .PP
  2005. The severity of overvoltages due to lightning varies widely in
  2006. different localities. A high 
  2007. keraunic level
  2008. and a high 
  2009. soil
  2010. resistivity
  2011. increase the risk of direct and nearby lightning strokes and, since lightning 
  2012. is the cause of a large proportion of power system faults, 
  2013. induction and rise of earth potential effects are also increased. On the 
  2014. other hand buried metal plant such as water pipes, armoured cables,\ etc., 
  2015. screens 
  2016. telephone cables and greatly reduces overvoltages due to lightning or
  2017. induction.
  2018. .RT
  2019. .LP
  2020.     \(em
  2021.     In city centres and in regions of low keraunic activity
  2022. experience shows that overvoltages rarely exceed the residual voltages of
  2023. protective devices and such environments may be classified as \*Qunexposed\*U.
  2024. Recommendations\ K.20 and\ K.21 specify the tests to be applied to equipment 
  2025. for use in unexposed environments without protection and these tests give 
  2026. an 
  2027. indication of the most severe environment which can be regarded as unexposed.
  2028. .bp
  2029. .LP
  2030.     \(em
  2031.      All other environments are classified as \*Qexposed\*U but this, of course, 
  2032. covers a wide range of conditions including exceptionally exposed 
  2033. situations where a satisfactory service can only be achieved by the use 
  2034. of all available protective measures. 
  2035. .PP
  2036. In the case of induced voltages and rise of earth potential the
  2037. overvoltages can be calculated as indicted in [2] which also recommends the
  2038. maximum values which may be permitted under various conditions.
  2039. .sp 1P
  2040. .LP
  2041. 1.5.3
  2042.     \fIFault records\fR 
  2043. .sp 9p
  2044. .RT
  2045. .PP
  2046. The risk of overvoltages and overcurrents can only be properly
  2047. assessed in the light of experience. It is recommended that fault statistics 
  2048. be kept in a form which is convenient for that purpose. Faults due to overvoltages 
  2049. or overcurrents and faults due to failures of protective components should 
  2050. be separated from each other and from other component faults. 
  2051. .RT
  2052. .sp 1P
  2053. .LP
  2054. 1.6
  2055.     \fIDecision on protection\fR 
  2056. .sp 9p
  2057. .RT
  2058. .PP
  2059. 1.6.1
  2060. In considering the degree to which a telecommunications network
  2061. should withstand overvoltages, two classes of failure may be recognized:
  2062. .LP
  2063.     \(em
  2064.     minor failures affecting only small parts of the system.
  2065. These may be allowed to occur at a level acceptable to the Administration;
  2066. .LP
  2067.     \(em
  2068.      major breakdowns, fires, exchange failures, etc., which must, so far 
  2069. as possible, be avoided completely. 
  2070. .PP
  2071. Examples of conditions which may be permitted to cause minor
  2072. failures but not major breakdowns are given in Recommendation\ K.20. It is
  2073. desirable also that failure of a single protective device should not cause a
  2074. major breakdown.
  2075. .PP
  2076. 1.6.2
  2077. Particular attention should be given to overvoltage and
  2078. overcurrent protection for new types of exchange or subscribers' equipment 
  2079. to ensure that the benefits of its improved facilities are not lost due 
  2080. to 
  2081. unacceptable failures arising from exposure to overvoltages or overcurrents.
  2082. Such equipment may be inherently sensitive to these conditions and damage or
  2083. malfunction may affect large parts of a system.
  2084. .PP
  2085. 1.6.3
  2086. It should be noted that over\(hyprotection, by the provision of
  2087. unnecessary protective devices, is not only uneconomic but may actually 
  2088. worsen system performance since the devices themselves may have some liability 
  2089. to 
  2090. cause failures.
  2091. .PP
  2092. To avoid disturbances in telecommunication circuits caused by
  2093. activated protective devices, the striking voltage values and the numbers of
  2094. arrestors should be considered.
  2095. .PP
  2096. 1.6.4
  2097. In the light of the above considerations and the assessment of
  2098. risks in accordance with \(sc\ 1.5, a decision should be made on the protection 
  2099. to be provided in all parts of the system. Account should be taken of commercial 
  2100. considerations such as the cost of protective measures, the cost of repairs, 
  2101. relations with customers and the probable frequency of faults due to
  2102. overvoltage and overcurrent relative to the fault rate due to other causes.
  2103. .PP
  2104. The responsibility for making this decision and for ensuring the provision 
  2105. of any protective devices needed to coordinate lines and equipment 
  2106. should be clearly laid down.
  2107. .PP
  2108. It is necessary for manufacturers of equipment to know from the
  2109. operating Administration the conditions the equipment will need to resist 
  2110. and for line engineers to know the resistibility of the equipment which 
  2111. will be 
  2112. connected to the lines. The line engineer should also define the constraints
  2113. which equipment connected to the line will encounter, depending on the
  2114. standards of line protection provided.  Where parts of the network, such as
  2115. subscribers' apparatus, lines and switching centres may be under different
  2116. ownership, this coordination may require formal procedures such as the
  2117. production of local standards. Recommendations\ K.20 and\ K.21 give guidance 
  2118. for the preparation of these standards. 
  2119. .bp
  2120. .RT
  2121. .sp 2P
  2122. .LP
  2123. \fB2\fR     \fBProtection of lines\fR 
  2124. .sp 1P
  2125. .RT
  2126. .sp 1P
  2127. .LP
  2128. 2.1
  2129.     \fIProtective measures external to the conductors themselves\fR 
  2130. .sp 9p
  2131. .RT
  2132. .PP
  2133. 2.1.1
  2134. Telecommunication lines may be shielded from lightning to some
  2135. extent by adjacent earthed metal structures, e.g.\ power lines or electric
  2136. railway systems. Efficient metallic screens either in the form of cable
  2137. sheaths, cable ducts or lightning guard wires, reduce the effects of lightning 
  2138. surges and power line induction. In areas with a high risk of lightning 
  2139. strikes special cables with multiple screens and high strength insulation 
  2140. are often 
  2141. used. Bonding all metal work gives useful protection.
  2142. .PP
  2143. 2.1.2
  2144. Induction from power lines may be minimized by coordinating
  2145. the construction practices for the power and telecommunication lines. The 
  2146. level of induction may be reduced at its source by the installation of 
  2147. earth wires 
  2148. and current limiters in the power system.
  2149. .PP
  2150. 2.1.3
  2151. The likelihood of contacts occurring between power and
  2152. telecommunications lines is reduced if agreed standards of construction,
  2153. separation and insulation are followed. Economic considerations arise but 
  2154. it is often possible to benefit from jointly using trenches, poles and 
  2155. .LP
  2156. ducts, providing suitable safe practices are adopted. (See Recommendations\ 
  2157. K.5 and\ K.6.) It is particularly important to avoid contacts with high 
  2158. voltage 
  2159. power lines by a high standard of construction since, if such contacts 
  2160. occur, it may be very difficult to avoid serious consequences. 
  2161. .sp 1P
  2162. .LP
  2163. 2.2
  2164.     \fISpecial cables\fR 
  2165. .sp 9p
  2166. .RT
  2167. .PP
  2168. Special cables of high dielectric strength may be used where high overvoltages 
  2169. are likely to occur. 
  2170. .PP
  2171. Standard plastic insulated and sheathed cables have a higher
  2172. dielectric strength than paper insulated, lead\(hysheathed cables and are 
  2173. suitable for most situations where cables with extra thick insulation were 
  2174. formerly 
  2175. used. The use of cables with strengthened insulation may be justified in
  2176. situations where there is exceptional proximity or length of parallelism to
  2177. power lines, high rise of earth potential in the immediate neighbourhood of
  2178. power stations or extreme exposure to lightning due to high 
  2179. keraunic
  2180. level
  2181. and low 
  2182. soil conductivity
  2183. .
  2184. .PP
  2185. Other examples of the use of special cables are:
  2186. .RT
  2187. .LP
  2188.     \(em
  2189.     cables with metal sheaths which provide a good reduction
  2190. factor to screen circuits within the cable;
  2191. .LP
  2192.     \(em
  2193.     cables which carry circuits to exposed radio towers and which
  2194. must be able to carry lightning discharge currents without
  2195. damage;
  2196. .LP
  2197.     \(em
  2198.     all\(hydielectric (i.e.\ non\(hymetallic) optical fibre cables to
  2199. effect isolation between conductive lengths of cable.
  2200. .sp 1P
  2201. .LP
  2202. 2.3
  2203.     \fIUse of protective devices\fR 
  2204. .sp 9p
  2205. .RT
  2206. .PP
  2207. The use of protective devices may be desirable in the following
  2208. circumstances:
  2209. .RT
  2210. .PP
  2211. 2.3.1
  2212. They may be more economical than the special construction
  2213. described in \(sc\(sc\ 2.1 and 2.2. In this connection the cost of maintenance 
  2214. should not be overlooked since protective devices inevitably incur some 
  2215. maintenance 
  2216. expenditure whereas special cables, screening,\ etc., though initially
  2217. expensive, usually incur no continuing costs.
  2218. .PP
  2219. 2.3.2
  2220. Cables with extra thick insulation may themselves be undamaged
  2221. by overvoltages or overcurrents but they can nevertheless conduct such
  2222. conditions to other more vulnerable parts of the network. Extra protection 
  2223. is then required for the more vulnerable cables and is particularly important 
  2224. if these are large underground cables which are expensive to repair and 
  2225. affect 
  2226. service to many customers.
  2227. .PP
  2228. 2.3.3
  2229. Induced overvoltages from power or traction line faults may
  2230. still exceed levels permitted by the \fIDirectives\fR even after all practicable 
  2231. avoidance measures have been followed.
  2232. .sp 1P
  2233. .LP
  2234. 2.4
  2235.     \fIInstallation of\fR 
  2236. \fIprotective devices\fR 
  2237. .sp 9p
  2238. .RT
  2239. .PP
  2240. 2.4.1
  2241. To protect conductor insulation it is beneficial to bond all
  2242. metal sheaths, screens, etc., together, and to connect overvoltage protectors 
  2243. between the conductors and this bonded metal which should be connected 
  2244. to 
  2245. earth. This technique is particularly useful in districts of high 
  2246. soil
  2247. resistivity
  2248. as it avoids the need for expensive electrode systems for the protector 
  2249. earth connection. 
  2250. .bp
  2251. .PP
  2252. 2.4.2
  2253. Where protectors are used to reduce high voltages appearing in
  2254. telecommunication lines due to induction from power line fault currents, 
  2255. they should be fitted to all wires at suitable intervals and at both ends 
  2256. of the 
  2257. affected length of line, or as near to this as practicable.
  2258. .PP
  2259. 2.4.3
  2260. To protect underground cables against lightning surges
  2261. protective devices may be placed at the points of connection to overhead 
  2262. lines. The protective devices fitted at the MDF and at subscribers' terminals 
  2263. reduce the risk of damage to lines but their main function is to protect 
  2264. components 
  2265. having lower dielectric strength than the cables. See Recommendations\ K.20
  2266. and\ K.21.
  2267. .PP
  2268. 2.4.4
  2269. Connections for lines and earth to overvoltage protectors used
  2270. against lightning should be as short as possible to minimize surge voltage
  2271. levels between lines and the equipotential bond point.
  2272. .sp 1P
  2273. .LP
  2274. 2.5
  2275.     \fIPlanning of works\fR 
  2276. .sp 9p
  2277. .RT
  2278. .PP
  2279. The general considerations of \(sc\(sc\ 1.5 and 1.6 apply to the
  2280. protection of lines. To the greatest extent possible it is recommended 
  2281. that the protective measures applied to the line should be decided at the 
  2282. outset of a 
  2283. measures applied to the line should be decided at the outset of a project 
  2284. and should depend on the environment. It may be difficult and expensive 
  2285. to achieve a satisfactory standard of reliability from a line provided 
  2286. initially with 
  2287. insufficient protection.
  2288. .RT
  2289. .sp 1P
  2290. .LP
  2291. 2.6
  2292.     \fIRecommended policy\fR 
  2293. .sp 9p
  2294. .RT
  2295. .PP
  2296. Where lines in a telecommunications network are exposed to frequent or 
  2297. severe disturbances from power line faults or lightning, the voltage of 
  2298. these lines relative to local earth potential should be limited either by
  2299. connecting protective devices between the line conductors and earth or 
  2300. by using appropriate construction methods for the line. 
  2301. .RT
  2302. .sp 2P
  2303. .LP
  2304. \fB3\fR     \fBProtection of exchange and transmission equipment\fR 
  2305. .sp 1P
  2306. .RT
  2307. .sp 1P
  2308. .LP
  2309. 3.1
  2310.     \fINeed for protection external to the equipment\fR 
  2311. .sp 9p
  2312. .RT
  2313. .PP
  2314. Operating organizations should take account of the possible need to fit 
  2315. protection external to the equipment, bearing in mind the following 
  2316. considerations:
  2317. .RT
  2318. .PP
  2319. 3.1.1
  2320. A telecommunication line will give some protection to equipment
  2321. under certain conditions, e.g.:
  2322. .LP
  2323.     \(em
  2324.     a conductor may melt and disconnect an excessive current;
  2325. .LP
  2326.     \(em
  2327.     conductor insulation may break down and reduce an
  2328. overvoltage;
  2329. .LP
  2330.     \(em
  2331.     air\(hygaps in connection devices may break down and reduce
  2332. overvoltages.
  2333. .PP
  2334. 3.1.2
  2335. The increased robustness of plastic insulated cables has the
  2336. effect of increasing the levels of overvoltages and overcurrents which can
  2337. circulate in the lines and be applied to equipment. By contrast the use of
  2338. miniature electronic components in exchange and transmission equipment 
  2339. tends to increase its vulnerability to electrical disturbances. 
  2340. .PP
  2341. For these reasons, in districts exposed to frequent and serious
  2342. disturbances (lightning, power lines, soil of low conductivity), it is 
  2343. usually necessary to interpose protective devices of the types described 
  2344. in \(sc\ 1.3 
  2345. between the cable conductors and the equipment to which they are connected,
  2346. preferably on the MDF. This will prevent cables from the MDF to
  2347. equipment from having to carry heavy overcurrents.
  2348. .PP
  2349. The protective devices are fitted to the line side of the MDF to avoid 
  2350. the need to carry discharge currents in the MDF jumper field and to expose 
  2351. as little of the MDF wiring and terminal strips as possible to mains voltage 
  2352. in 
  2353. the event that a mains voltage line contact causes a series protective 
  2354. device to disconnect the line. 
  2355. .RT
  2356. .PP
  2357. 3.1.3
  2358. In less exposed locations it may be that disturbances (voltages
  2359. and currents) have statistical characteristics of level and frequency so low
  2360. that in practice the risks do not exceed those resulting from the residual
  2361. effects indicated in \(sc\ 1.4 for exposed regions. Protective devices 
  2362. then serve no purpose and are an unnecessary expense. 
  2363. .sp 1P
  2364. .LP
  2365. 3.2
  2366.     \fINeed for equipment to have a minimum level of electrical\fR 
  2367. \fIrobustness\fR 
  2368. .sp 9p
  2369. .RT
  2370. .PP
  2371. In locations where lines are exposed and protective devices are
  2372. provided, the residual effects considered in \(sc\ 1 can cause overvoltages and
  2373. overcurrents to appear in the equipment. In less exposed environments the
  2374. disturbances described in \(sc\ 3.1.3 can cause similar effects. It is 
  2375. necessary 
  2376. for equipment to be designed to withstand these conditions and detailed
  2377. recommendations on the resistibility which equipment should possess are 
  2378. given in Recommendation K.20. 
  2379. .bp
  2380. .RT
  2381. .sp 1P
  2382. .LP
  2383. 3.3
  2384.     \fIEffect of switching conditions\fR 
  2385. .sp 9p
  2386. .RT
  2387. .PP
  2388. Since the configuration and interconnection of equipment connected to a 
  2389. given line is required to vary during the successive stages of connecting 
  2390. a call, it is important not to limit the study of protection solely to 
  2391. individual line equipments. Much equipment is common to all lines and can be
  2392. exposed to disturbances when connected to a particular line.
  2393. .PP
  2394. The effectiveness of the protection provided can be influenced by the reduction 
  2395. in the probability of exposure if the effective duration of the 
  2396. connection to lines is short. On the other hand common equipment should be
  2397. better protected since its failure risks more serious degradation in the
  2398. performance of the exchange or the district.
  2399. .RT
  2400. .sp 2P
  2401. .LP
  2402. \fB4\fR     \fBProtection of subscribers' terminal equipment\fR 
  2403. .sp 1P
  2404. .RT
  2405. .PP
  2406. The protection methods already set out for exchange equipment can often 
  2407. be usefully applied to subscribers' equipment. Detailed tests to 
  2408. determine the resistibility of subscriber equipment are given in
  2409. Recommendation\ K.21. It is also appropriate to consider the specific aspects
  2410. described below.
  2411. .RT
  2412. .sp 1P
  2413. .LP
  2414. 4.1
  2415.     \fIDegree of exposure\fR 
  2416. .sp 9p
  2417. .RT
  2418. .PP
  2419. Lines to installations near exchanges in urban or industrial zones are 
  2420. usually little exposed to surges on account of the screening effect of 
  2421. numerous nearby metallic structures as described in \(sc\ 2.1.
  2422. .PP
  2423. On the other hand, lines to installations remote from built\(hyup areas 
  2424. can be very exposed on account of their length, the absence of a protective 
  2425. environment, overhead construction at the subscriber's end and the high
  2426. resistivity of the soil. The mechanical robustness of the overhead cables at
  2427. the subscriber's end makes the effect of surges all the more serious since 
  2428. the line itself can carry higher voltages and currents. 
  2429. .RT
  2430. .sp 1P
  2431. .LP
  2432. 4.2
  2433.     \fIDielectric strength\fR 
  2434. .sp 9p
  2435. .RT
  2436. .PP
  2437. It is desirable to have a high dielectric strength for the
  2438. insulation between the conducting parts connected to the lines and all parts
  2439. accessible to the user.
  2440. .RT
  2441. .sp 1P
  2442. .LP
  2443. 4.3
  2444.     \fIUse of protectors\fR 
  2445. .sp 9p
  2446. .RT
  2447. .PP
  2448. Where telephone lines are exposed to frequent and severe
  2449. disturbances from power line faults or lightning, the voltage of the lines
  2450. relative to local earth potential should be limited by connecting protective
  2451. devices of the types described in \(sc\ 1.3 between the line conductors and
  2452. the earth terminal.
  2453. .PP
  2454. The terminal equipment dielectric strength should be chosen taking
  2455. account of the breakdown voltage of the protective device and the impedance 
  2456. of the protector\(hyline to earth connection. 
  2457. .RT
  2458. .sp 1P
  2459. .LP
  2460. 4.4\fR     \fICommon bonding\fR 
  2461. .sp 9p
  2462. .RT
  2463. .PP
  2464. At installations of subscriber terminal equipment a low resistance earth 
  2465. for overvoltage protectors may be unavailable, or the costs of procuring 
  2466. a suitable low\(hyresistance earth may be excessive compared to other installation 
  2467. costs. Furthermore, the terminal equipment may be located adjacent to earthed 
  2468. systems, such as water pipes, or may receive power from an electricity 
  2469. system. 
  2470. .PP
  2471. To minimize both equipment damage and exposure of the subscriber to
  2472. high voltages, even if the earth resistance is not sufficiently low, all
  2473. earthed systems, signalling earths and the power neutral should be bonded
  2474. .PP
  2475. together either directly or by means of a spark gap. Although this bonding 
  2476. may be expensive it allows the difficulty of providing a low resistance 
  2477. earth to be resolved and is a technique widely used. In some countries 
  2478. connection to the 
  2479. electricity system neutral is governed by national regulations, so that
  2480. agreement with the electrical Authority should be obtained.
  2481. .RT
  2482. .sp 1P
  2483. .LP
  2484. 4.5
  2485.     \fINational regulations\fR 
  2486. .sp 9p
  2487. .RT
  2488. .PP
  2489. Many countries have national standards covering the protection of users 
  2490. of telecommunications equipment not only from the risks associated with 
  2491. connection to the electricity mains but also from conditions which may 
  2492. appear on the telephone line. 
  2493. .bp
  2494. .RT
  2495. .sp 1P
  2496. .LP
  2497. 4.6
  2498.     \fIHigh cost of maintenance of subscribers' installations\fR 
  2499. .sp 9p
  2500. .RT
  2501. .PP
  2502. The cost of repairs at exposed terminal installations may be high by reason 
  2503. of the distance from the maintenance centre, transport delays and, 
  2504. possibly, the seriousness of the damage. Moreover, insufficient protection 
  2505. is the cause of repeated interruptions of service which are particularly 
  2506. damaging to the quality of service and the satisfaction of the customer. 
  2507. This justifies the granting of special attention to protection measures. 
  2508. .RT
  2509. .sp 2P
  2510. .LP
  2511.     \fBReferences\fR 
  2512. .sp 1P
  2513. .RT
  2514. .LP
  2515. [1]
  2516.      CCITT manual \fIThe protection of telecommunication lines and equipment\fR 
  2517. \fIagainst lightning discharges\fR , ITU, Geneva 1974, 1978. 
  2518. .LP
  2519. [2]
  2520.     CCITT \fIDirectives concerning the protection of telecommunications\fR 
  2521. \fIlines against harmful effects from electric power and electrified railway\fR 
  2522. \fIlines\fR , ITU, Geneva,\ 1988.
  2523. .sp 2P
  2524. .LP
  2525. \fBRecommendation\ K.12\fR 
  2526. .RT
  2527. .sp 2P
  2528. .ce 1000
  2529. \fBCHARACTERISTICS\ OF\ \fR \fBGAS\ DISCHARGE\ TUBES\ FOR\ THE\fR 
  2530. .EF '%    Volume\ IX\ \(em\ Rec.\ K.12''
  2531. .OF '''Volume\ IX\ \(em\ Rec.\ K.12    %'
  2532. .ce 0
  2533. .sp 1P
  2534. .ce 1000
  2535. \fBPROTECTION\ OF\ TELECOMMUNICATIONS\ INSTALLATIONS\fR 
  2536. .ce 0
  2537. .sp 1P
  2538. .ce 1000
  2539. \fI(Geneva, 1972, modified at Malaga\(hyTorremolinos, 1984\fR  |
  2540. \fIand at Melbourne, 1988)\fR 
  2541. .sp 9p
  2542. .RT
  2543. .ce 0
  2544. .sp 1P
  2545. .LP
  2546.     \fBIntroduction\fR 
  2547. .sp 1P
  2548. .RT
  2549. .PP
  2550. This Recommendation gives the basic requirements to be met by gas discharge 
  2551. tubes for the protection of exchange equipment, subscribers' lines 
  2552. and subscribers' equipment from over\(hyvoltages. It is intended to be used for
  2553. the harmonization of existing or future specifications issued by gas discharge 
  2554. tube manufacturers, telecommunication equipment manufacturers, or 
  2555. Administrations.
  2556. .PP
  2557. Only the minimum requirements are specified for essential
  2558. characteristics. As some users may be exposed to different environments 
  2559. or have different operating conditions, service objectives or economic 
  2560. constraints, 
  2561. .PP
  2562. these requirements may be modified or further requirements may be added to
  2563. adapt them to local conditions.
  2564. .PP
  2565. This Recommendation gives guidance on the use of gas discharge tubes to 
  2566. limit over\(hyvoltages on telecommunications lines. 
  2567. .RT
  2568. .sp 2P
  2569. .LP
  2570. \fB1\fR     \fBScope\fR 
  2571. .sp 1P
  2572. .RT
  2573. .PP
  2574. This Recommendation:
  2575. .RT
  2576. .LP
  2577.     a)
  2578.     gives the characteristics of gas discharge tubes used in
  2579. accordance with CCITT Recommendation\ K.11 for protection of
  2580. exchange equipment, subscribers' lines and subscribers' equipment
  2581. against over\(hyvoltages,
  2582. .LP
  2583.     b)
  2584.     deals with gas discharge tubes having 2 or 3 electrodes,
  2585. .LP
  2586.     c)
  2587.     does not deal with mountings and their effect on tube
  2588. characteristics. Characteristics given apply to gas discharge
  2589. tubes by themselves mounted only in the ways described for the
  2590. tests,
  2591. .LP
  2592.     d)
  2593.     does not deal with mechanical dimensions,
  2594. .LP
  2595.     e)
  2596.     does not deal with quality assurance requirements,
  2597. .LP
  2598.     f
  2599. )
  2600.     does not deal with gas discharge tubes which are
  2601. connected in series with voltage\(hydependent resistors in order to limit
  2602. follow\(hyon currents in electrical power systems,
  2603. .LP
  2604.     g)
  2605.      may not be sufficient for gas discharge tubes used on high frequency 
  2606. or multi\(hychannel systems. 
  2607. .sp 2P
  2608. .LP
  2609. \fB2\fR     \fBDefinitions\fR 
  2610. .sp 1P
  2611. .RT
  2612. .PP
  2613. Appendix I gives definitions of a number of terms used in
  2614. connection with gas discharge tubes. It includes some terms not used in this
  2615. Recommendation.
  2616. .bp
  2617. .RT
  2618. .sp 2P
  2619. .LP
  2620. \fB3\fR     \fBEnvironmental conditions\fR 
  2621. .sp 1P
  2622. .RT
  2623. .PP
  2624. Gas discharge tubes shall be capable of withstanding during storage the 
  2625. following conditions without damage: 
  2626. .RT
  2627. .LP
  2628.     \(em\ Temperature:
  2629.     \(em40 to +90 | (deC;
  2630. .LP
  2631.     \(em\ Relative\ humidity:
  2632.     up to 95%.
  2633. .PP
  2634. See also \(sc\(sc 7.5 and 7.7.
  2635. .sp 2P
  2636. .LP
  2637. \fB4\fR     \fBElectrical characteristics\fR 
  2638. .sp 1P
  2639. .RT
  2640. .PP
  2641. Gas discharge tubes should have the following characteristics when tested 
  2642. in accordance with \(sc\ 5. 
  2643. .PP
  2644. Paragraphs 4.1 to 4.5 apply to new gas discharge tubes and also, where 
  2645. quoted in \(sc\ 4.6, to tubes subjected to life tests. 
  2646. .RT
  2647. .sp 1P
  2648. .LP
  2649. 4.1
  2650.     \fISpark\(hyover voltages\fR (see \(sc\(sc 5.1, 5.2 and
  2651. Figures\ 1/K.12, 2/K.12 and 3/K.12)
  2652. .sp 9p
  2653. .RT
  2654. .PP
  2655. 4.1.1
  2656. Spark\(hyover voltages between the electrodes of a 2\(hyelectrode
  2657. tube or between either line electrode and the earth electrode of a 3\(hyelectrode 
  2658. tube shall be within the limits in Table\ 1/K.12. 
  2659. .LP
  2660. .sp 2
  2661. .ce
  2662. \fBH.T. [T1.12]\fR 
  2663. .T&
  2664. lw(42p) | lw(42p) | lw(42p) | lw(54p) | lw(48p) .
  2665.                 
  2666. .TE
  2667. .nr PS 9
  2668. .RT
  2669. .ad r
  2670. \fBTable 1/K.12 [T1.12], p.\fR 
  2671. .sp 1P
  2672. .RT
  2673. .ad b
  2674. .RT
  2675. .PP
  2676. .sp 2
  2677. 4.1.2
  2678. For 3\(hyelectrode tubes, the spark\(hyover voltage between the line
  2679. electrodes shall not be less than the minimum d.c. spark\(hyover voltage in
  2680. Table\ 1/K.12.
  2681. .sp 1P
  2682. .LP
  2683. 4.2
  2684.     \fIHoldover voltages\fR (see \(sc 5.5 and Figures 4/K.12 and
  2685. 5/K.12)
  2686. .sp 9p
  2687. .RT
  2688. .PP
  2689. All types of tube shall have a 
  2690. current turn\(hyoff time
  2691. less than 150\ ms when subjected to one or more of the following tests 
  2692. according to the projected use: 
  2693. .RT
  2694. .PP
  2695. 4.2.1
  2696. 2\(hyelectrode tubes tested in a circuit equivalent to
  2697. Figure\ 4/K.12 where the test circuit components have the values in
  2698. Table\ 2/K.12.
  2699. .bp
  2700. .ce
  2701. \fBH.T. [T2.12]\fR 
  2702. .T&
  2703. lw(72p) | lw(36p) | lw(36p) | lw(36p) .
  2704.             
  2705. .TE
  2706. .nr PS 9
  2707. .RT
  2708. .ad r
  2709. \fBTable 2/K.12 [T2.12], p.\fR 
  2710. .sp 1P
  2711. .RT
  2712. .ad b
  2713. .RT
  2714. .PP
  2715. 4.2.2
  2716. 3\(hyelectrode tubes tested in a circuit equivalent to Figure\ 5/K.12 where 
  2717. components have the values in Table\ 3/K.12. 
  2718. .ce
  2719. \fBH.T. [T3.12]\fR 
  2720. .ce
  2721. TABLE\ 3/K.12
  2722. .ps 9
  2723. .vs 11
  2724. .nr VS 11
  2725. .nr PS 9
  2726. .TS
  2727. center box;
  2728. cw(60p) | cw(54p) | cw(60p) | cw(54p) .
  2729. Component    Test 1    Test 2    Test 3
  2730. _
  2731. .T&
  2732. cw(60p) | cw(54p) | cw(60p) | cw(54p) .
  2733. PS1    \ 52 V    \ 80 V    \ 135 V
  2734. _
  2735. .T&
  2736. cw(60p) | cw(54p) | cw(60p) | cw(54p) .
  2737. PS2    \ \ 0 V    \ \ 0 V    \ \ 52 V
  2738. _
  2739. .T&
  2740. cw(60p) | cw(54p) | cw(60p) | cw(54p) .
  2741. R3    260 \(*W    330 \(*W    1300 \(*W
  2742. _
  2743. .T&
  2744. cw(60p) | cw(54p) | cw(33p) | cw(27p) | cw(27p) | cw(27p) .
  2745. R2    \ua\d\u)\d    150 \(*W    272 \(*W | ub\d\u)\d    150 \(*W    272 \(*W | ub\d\u)\d
  2746. _
  2747. .T&
  2748. cw(60p) | cw(54p) | cw(33p) | cw(27p) | cw(27p) | cw(27p) .
  2749. C1    \ua\d\u)\d    100 nF    43 nF | ub\d\u)\d    100 nF    43 nF | ub\d\u)\d
  2750. _
  2751. .T&
  2752. cw(60p) | cw(54p) | cw(60p) | cw(54p) .
  2753. R4 | uc\d\u)\d    136 \(*W    136 \(*W    \ 136 \(*W
  2754. _
  2755. .T&
  2756. cw(60p) | cw(54p) | cw(60p) | cw(54p) .
  2757. C2 | uc\d\u)\d    \ 83 nF    \ 83 nF     {
  2758. \ \ 83 nF
  2759. \ua\d\u)\d
  2760. Components omitted in this test.
  2761. \ub\d\u)\d
  2762. Optional alternative.
  2763. \uc\d\u)\d
  2764. Optional.
  2765.  }
  2766. _
  2767. .TE
  2768. .nr PS 9
  2769. .RT
  2770. .ad r
  2771. \fBTable 3/K.12 [T3.12], p.\fR 
  2772. .sp 1P
  2773. .RT
  2774. .ad b
  2775. .RT
  2776. .sp 1P
  2777. .LP
  2778. 4.3
  2779.     \fIInsulation resistance\fR (see \(sc 5.3)
  2780. .sp 9p
  2781. .RT
  2782. .PP
  2783. Not less than 1000 Mohms initially.
  2784. .RT
  2785. .sp 1P
  2786. .LP
  2787. 4.4
  2788.     \fICapacitance\fR 
  2789. .sp 9p
  2790. .RT
  2791. .PP
  2792. Not greater than 20 pF.
  2793. .RT
  2794. .sp 1P
  2795. .LP
  2796. 4.5
  2797.     \fIImpulse transverse voltage \(em 3\(hyelectrode tubes\fR (see \(sc\ 5.9
  2798. and Figure 6/K.12)
  2799. .sp 9p
  2800. .RT
  2801. .PP
  2802. The difference in time not to exceed 200\ ns.
  2803. .bp
  2804. .RT
  2805. .LP
  2806. .sp 1P
  2807. .LP
  2808. 4.6
  2809.     \fILife tests\fR (\(sc\(sc 5.6, 5.7 and 5.8)
  2810. .sp 9p
  2811. .RT
  2812. .PP
  2813. The currents specified in \(sc\ 4.6.1 for the appropriate nominal
  2814. current rating of the tube shall be applied. After each current application,
  2815. the gas discharge tube shall be capable of meeting the requirements of 
  2816. \(sc\ 4.6.2. On completion of the number of current applications specified, 
  2817. the tube shall be capable of meeting the requirements of \(sc\ 4.6.3. 
  2818. .RT
  2819. .sp 1P
  2820. .LP
  2821. 4.6.1
  2822.     \fITest currents\fR 
  2823. .sp 9p
  2824. .RT
  2825. .PP
  2826. Gas discharge tubes intended for use only on main distribution
  2827. frames or similar situations where connection to lines is via cable pairs,
  2828. shall be subjected to the currents of Columns\ 2 and\ 3 of Table\ 4/K.12. Gas
  2829. discharge tubes intended for applications where they are directly connected 
  2830. to open wire lines will be designated EXT by the purchaser and shall be 
  2831. subjected to the currents of Columns\ 2, 3 and\ 4 of Table\ 4/K.12. 
  2832. .RT
  2833. .ce
  2834. \fBH.T. [T4.12]\fR 
  2835. .T&
  2836. lw(24p) | lw(36p) | lw(48p) | lw(60p) | lw(60p) .
  2837.                 
  2838. .TE
  2839. .nr PS 9
  2840. .RT
  2841. .ad r
  2842. \fBTable 4/K.12 [T4.12], p.\fR 
  2843. .sp 1P
  2844. .RT
  2845. .ad b
  2846. .RT
  2847. .sp 1P
  2848. .LP
  2849. 4.6.2
  2850.     \fIRequirements during life test\fR \v'2p'
  2851. .sp 9p
  2852. .RT
  2853. .LP
  2854.     Insulation resistance: not less than 10 Mohms.
  2855. .LP
  2856.     D.c. and impulse spark\(hyover voltage: not more than the relevant
  2857. value in \(sc\ 4.1.
  2858. .sp 1P
  2859. .LP
  2860. 4.6.3
  2861.     \fIRequirements after completion of life test\fR \v'2p'
  2862. .sp 9p
  2863. .RT
  2864. .LP
  2865.     Insulation resistance: not less than 100 Mohms (10 Mohms if
  2866. particularly specified by the purchaser).
  2867. .LP
  2868.     D.c. and 
  2869. impulse spark\(hyover voltage
  2870. : as in \(sc\ 4.1.
  2871. .LP
  2872.     Holdover voltage: as in \(sc\ 4.2.
  2873. .sp 2P
  2874. .LP
  2875. \fB5\fR     \fBTest methods\fR 
  2876. .sp 1P
  2877. .RT
  2878. .sp 1P
  2879. .LP
  2880. 5.1
  2881.     \fID.c. spark\(hyover voltage\fR (see \(sc 4.1 and Figures 1/K.12
  2882. and 2/K.12)
  2883. .sp 9p
  2884. .RT
  2885. .PP
  2886. The gas discharge tube shall be placed in darkness for at least
  2887. 24\ hours immediately prior to testing and tested in darkness with a voltage
  2888. which increases so slowly that the spark\(hyover voltage is independent of the
  2889. rate of rise of the applied voltage. Typically, a rate of rise of 100\ V/s is
  2890. used, but higher rates may be used if it can be shown that the spark\(hyover 
  2891. .PP
  2892. voltage is not significantly changed thereby. The tolerances on the wave\(hyshape 
  2893. of the rising test voltage are indicated in Figure\ 1/K.12. The voltage 
  2894. is 
  2895. measured across the open\(hycircuited terminals of the generator. \fIU\fR\d\fIm\fR\\d\fIa\fR\\d\fIx\fR\uof 
  2896. Figure\ 1/K.12 is any voltage greater than the maximum permitted 
  2897. d.c.\ spark\(hyover voltage of the gas discharge tube and less than three\ 
  2898. times the minimum permitted d.c. spark\(hyover voltage of the gas discharge 
  2899. tube. 
  2900. .bp
  2901. .PP
  2902. The test shall employ a suitable circuit such as that shown in
  2903. Figure\ 2/K.12. A minimum of 15\ minutes shall elapse between repetitions 
  2904. of the test, with either polarity, on the same gas discharge tube. 
  2905. .PP
  2906. Each pair of terminals of a 3\(hyelectrode gas discharge tube shall be
  2907. tested separately with the other terminal unterminated.
  2908. .PP
  2909. \fINote\fR \ \(em\ The use of Figure 1/K.12 may be explained as follows:
  2910. .PP
  2911. A single mask will do for all values of \fIU\fR\d\fIm\fR\\d\fIa\fR\\d\fIx\fR\uand 
  2912. the 
  2913. nominal rate of rise, provided that it is a suitable size for the display of
  2914. the waveform and that the scales of \fIU\fR and\ \fIT\fR of the waveform can be
  2915. adjusted. This follows because the Y\(hyaxis has arbitrary points marked\ 0
  2916. and\ \fIU\fR\d\fIm\fR\\d\fIa\fR\\d\fIx\fR\uwith 0.2\ \fIU\fR\d\fIm\fR\\d\fIa\fR\\d\fIx\fR\uat 
  2917. the appropriate point between them while the X\(hyaxis has arbitrary 
  2918. .PP
  2919. points marked 0 and \fIT\fR\d2\uwith \fIT\fR\d1\u(=\ 0.2\ \fIT\fR\d2\u), 
  2920. 0.9\ \fIT\fR\d1\u, 
  2921. 1.1\ \fIT\fR\d1\u, 0.9\ \fIT\fR\d2\u, 1.1\ \fIT\fR\d2\umarked at the appropriate 
  2922. points. The X and\ Y zeros need not coincide and, in fact, need not be 
  2923. shown at all. 
  2924. .PP
  2925. To compare a waveform trace with the mask, it is necessary to know the 
  2926. values of \fIU\fR\d\fIm\fR\\d\fIa\fR\\d\fIx\fR\uand the nominal rate of 
  2927. rise for the waveform in 
  2928. question. As an example, consider a waveform with \fIU\fR\d\fIm\fR\\d\fIa\fR\\d\fIx\fR\u\ 
  2929. =\ 750\ V and nominal rate of rise\ =\ 100\ V/sec. 
  2930. .PP
  2931. Then 0.2 \fIU\fR\d\fIm\fR\\d\fIa\fR\\d\fIx\fR\u= 150 V, \fIT\fR\d2\u= 7.5 
  2932. s, \fIT\fR\d1\u= 1.5 s. 
  2933. .PP
  2934. Hold the mask against the trace and adjust the vertical scale so that the 
  2935. 150\ V calibration is against 0.2\ \fIU\fR\d\fIm\fR\\d\fIa\fR\\d\fIx\fR\uand 
  2936. the 750\ V point 
  2937. against \fIU\fR\d\fIm\fR\\d\fIa\fR\\d\fIx\fR\u. Adjust the horizontal scale 
  2938. similarly for 
  2939. 1.5\ s\ =\ \fIT\fR\d1\uand 7.5\ s\ =\ \fIT\fR\d2\u. Slide the mask so that 
  2940. the 150\ V point on the trace is within the bottom boundary of the test 
  2941. window; the remainder of 
  2942. the trace up to\ 750\ V must be within the test window.
  2943. .RT
  2944. .sp 1P
  2945. .LP
  2946. 5.2
  2947.     \fIImpulse spark\(hyover voltage\fR (\(sc 4.1 and Figures 1/K.12
  2948. and 3/K.12)
  2949. .sp 9p
  2950. .RT
  2951. .PP
  2952. The gas discharge tube shall be placed in darkness for at least 
  2953. .PP
  2954. 15\ minutes immediately prior to testing and tested in darkness. The voltage
  2955. waveform measured across the open circuit test terminals shall have a nominal 
  2956. rate of rise selected from \(sc\ 4.1 and shall be within the enclosed limits 
  2957. indicated in Figure\ 1/K.12. Figure\ 3/K.12 shows a suggested arrangement for
  2958. testing with a voltage impulse having a nominal rate of rise of 1.0\ kV/\(*ms.
  2959. .PP
  2960. A minimum of 15 minutes shall elapse between repetitions of the test, with 
  2961. either polarity, on the same gas discharge tube. 
  2962. .PP
  2963. Each pair of terminals of a 3\(hyelectrode gas discharge tube shall be
  2964. tested separately with the other terminal unterminated.
  2965. .RT
  2966. .sp 1P
  2967. .LP
  2968. 5.3
  2969.     \fIInsulation resistance\fR (\(sc\ 4.3)
  2970. .sp 9p
  2971. .RT
  2972. .PP
  2973. The insulation resistance shall be measured from each terminal to every 
  2974. other terminal of the gas discharge tube. The measurement shall be made 
  2975. at an applied potential of at least 100\ V and not more than 90% of the 
  2976. minimum permitted d.c. spark\(hyover voltage. The measuring source shall 
  2977. be limited to a short circuit current of less than 10\ mA. Terminals of 
  2978. three\(hyelectrode gas 
  2979. discharge tubes not involved in the measurement shall be left
  2980. unterminated.
  2981. .RT
  2982. .LP
  2983. .sp 1P
  2984. .LP
  2985. 5.4
  2986.     \fICapacitance\fR (\(sc 4.4)
  2987. .sp 9p
  2988. .RT
  2989. .PP
  2990. The capacitance shall be measured between each terminal and every other 
  2991. terminal of the gas discharge tube. In measurements involving 3\(hyelectrode 
  2992. gas discharge tubes, the terminal not being tested shall be connected to 
  2993. a 
  2994. ground plane in the measuring instrument.
  2995. .RT
  2996. .sp 2P
  2997. .LP
  2998. 5.5
  2999.     \fIHoldover test\fR (\(sc 4.2)
  3000. .sp 1P
  3001. .RT
  3002. .sp 1P
  3003. .LP
  3004. 5.5.1
  3005.     \fI2\(hyelectrode gas discharge tube\fR (Figure 4/K.12)
  3006. .sp 9p
  3007. .RT
  3008. .PP
  3009. Tests shall be conducted using the circuit of Figure 4/K.12. Values of 
  3010. PS1, R2, R3 and\ C1 shall be selected for each test condition from 
  3011. Table\ 2/K.12. The current from the surge generator shall have an impulse
  3012. waveform of 100\ A, 10/1000 or\ 10/700 measured through a short circuit 
  3013. replacing the gas discharge tube under test. The polarity of the impulse 
  3014. current through the gas discharge tube shall be the same as the current 
  3015. from\ PS1. The time for current turn\(hyoff shall be measured for each 
  3016. direction of current passage 
  3017. through the gas discharge tube. Three impulses shall be applied at not 
  3018. greater than 1\(hyminute intervals and the current turn\(hyoff time measured 
  3019. for each 
  3020. impulse.
  3021. .bp
  3022. .RT
  3023. .LP
  3024. .sp 1P
  3025. .LP
  3026. 5.5.2
  3027.     \fI3\(hyelectrode gas discharge tube\fR (Figure 5/K.12)
  3028. .sp 9p
  3029. .RT
  3030. .PP
  3031. Tests shall be conducted using the circuit of Figure 5/K.12. Values of 
  3032. circuit components shall be selected from Table\ 3/K.12. The simultaneous 
  3033. currents that are applied to the gaps of the gas discharge tube shall have
  3034. impulse waveforms of 100\ A, 10/1000 or\ 10/700 measured through a short 
  3035. circuit replacing the gas discharge tube under test. The polarity of the 
  3036. impulse 
  3037. current through the gas discharge tube shall be the same as the current
  3038. from\ PS1 and\ PS2.
  3039. .PP
  3040. For each test condition, measurement of the time to current turn\(hyoff 
  3041. shall be made for both polarities of the impulse current. Three impulses 
  3042. in 
  3043. each direction shall be applied at intervals not greater than 1\ minute 
  3044. and the time to current turn\(hyoff measured for each impulse. 
  3045. .RT
  3046. .sp 1P
  3047. .LP
  3048. 5.6
  3049.     \fIImpulse life\fR \(em \fIall types of gas discharge tube\fR (\(sc 4.6)
  3050. .sp 9p
  3051. .RT
  3052. .PP
  3053. Fresh gas discharge tubes shall be used and impulse currents shall be applied 
  3054. as specified in Table\ 4/K.12, Column\ 3, for the relevant nominal 
  3055. current of the tube. Half the specified number of tests shall be carried out 
  3056. .PP
  3057. with one polarity followed by half with the opposite polarity. Alternatively, 
  3058. half the tubes in a sample may be tested with one polarity and the other 
  3059. half with the opposite polarity. The pulse repetition rate should be such 
  3060. as to 
  3061. prevent thermal accumulation in the gas discharge tube.
  3062. .PP
  3063. The voltage of the source shall exceed the maximum impulse spark\(hyover 
  3064. voltage of the gas discharge tube by not less than 50\ per cent. The specified 
  3065. impulse discharge current and waveform shall be measured with the gas discharge 
  3066. tube replaced with a short circuit. For 3\(hyelectrode gas discharge tubes, 
  3067. independent impulse currents each having the value specified in Table\ 
  3068. 4/K.12, Column\ 3, shall be discharged simultaneously from each electrode 
  3069. to the common electrode. 
  3070. .PP
  3071. The gas discharge tube shall be tested after each passage of impulse
  3072. discharge current or at less frequent intervals if agreed between the supplier 
  3073. and the purchaser to determine its ability to satisfy the requirements 
  3074. of 
  3075. \(sc\ 4.6.2.
  3076. .PP
  3077. On completion of the specified number of impulse currents the tube
  3078. shall be allowed to cool to ambient temperature and tested for compliance 
  3079. with \(sc\ 4.6.3. 
  3080. .RT
  3081. .sp 1P
  3082. .LP
  3083. 5.7
  3084.     \fIImpulse life \(em additional tests for tubes designated EXT\fR (\(sc\ 4.6)
  3085. .sp 9p
  3086. .RT
  3087. .PP
  3088. As in \(sc 5.6, but applying the conditions of Table 4/K.12,
  3089. column\ 4.
  3090. .RT
  3091. .sp 1P
  3092. .LP
  3093. 5.8
  3094.     \fIA.c. life\fR \(em \fIall types of tube\fR (\(sc\ 4.6)
  3095. .sp 9p
  3096. .RT
  3097. .PP
  3098. Fresh tubes shall be used and alternating currents applied as
  3099. specified in Table\ 4/K.12, Column\ 2, for the relevant nominal current of the
  3100. tube.
  3101. .PP
  3102. The time between applications should be such as to prevent thermal
  3103. accumulation in the tube. The rms a.c. voltage of the current source shall
  3104. exceed the maximum d.c. spark\(hyover voltage of the gas discharge tube by not
  3105. less than 50\ per cent.
  3106. .PP
  3107. The specified a.c. discharge current and duration shall be measured
  3108. with the gas discharge tube replaced with a short circuit. For 3\(hyelectrode 
  3109. gas discharge tubes, a.c. discharge currents each having the value specified 
  3110. in 
  3111. Table\ 4/K.12 shall be discharged simultaneously from each electrode to the
  3112. common electrode.
  3113. .PP
  3114. The gas discharge tube shall be tested after each passage of a.c.
  3115. discharge current to determine its ability to satisfy the requirements of
  3116. \(sc\ 4.6.2.
  3117. .PP
  3118. On completion of the specified number of current applications, the
  3119. tube shall be allowed to cool to ambient temperature and tested for compliance 
  3120. with \(sc\ 4.6.3. 
  3121. .RT
  3122. .sp 1P
  3123. .LP
  3124. 5.9
  3125.     \fIImpulse transverse voltage\fR (\(sc 4.5 and Figure 6/K.12)
  3126. .sp 9p
  3127. .RT
  3128. .PP
  3129. The duration of the transverse voltage shall be measured while an impulse 
  3130. voltage having a virtual steepness of impulse wavefront of 1\ kV/\(*ms 
  3131. is applied simultaneously to both discharge gaps. Measurement may be made 
  3132. with an arrangement as indicated in Figure\ 6/K.12. The difference in time 
  3133. between the spark\(hyover of the first gap and that of the second is specified 
  3134. in \(sc\ 4.5. 
  3135. .bp
  3136. .RT
  3137. .sp 2P
  3138. .LP
  3139. \fB6\fR     \fBRadiation\fR 
  3140. .sp 1P
  3141. .RT
  3142. .PP
  3143. The emerging radiation from any radioactive matter used to
  3144. pre\(hyionize the discharge gaps must be within the limits specified as 
  3145. admissible in the regulations concerning the protection from radiation 
  3146. which are issued by the country of the manufacturer as well as of the user. 
  3147. This provision applies both to individual and to a batch of gas discharge 
  3148. tubes (for example, when 
  3149. packed in a cardboard box for dispatch, storage,\ etc.).
  3150. .PP
  3151. The supplier of gas discharge tubes containing radioactive materials shall 
  3152. provide recommendations, complying with the International Atomic Energy 
  3153. Agency\ (IAEA) \*QRegulations for the safe transport of radio 
  3154. active materials\*U and with all other relevant international requirements, 
  3155. on the following 
  3156. matters:
  3157. .RT
  3158. .LP
  3159.     a)
  3160.     maximum number of items per package,
  3161. .LP
  3162.     b)
  3163.     maximum quantity per shipment,
  3164. .LP
  3165.     c)
  3166.     maximum quantity which may be stored together,
  3167. .LP
  3168.     d)
  3169.     any other storage requirements,
  3170. .LP
  3171.     e)
  3172.     handling precautions and requirements,
  3173. .LP
  3174.     f
  3175. )
  3176.     disposal arrangements.
  3177. .sp 2P
  3178. .LP
  3179. \fB7\fR     \fBEnvironmental tests\fR 
  3180. .sp 1P
  3181. .RT
  3182. .sp 1P
  3183. .LP
  3184. 7.1
  3185.     \fIRobustness of terminations\fR 
  3186. .sp 9p
  3187. .RT
  3188. .PP
  3189. The user shall specify a suitable test from International
  3190. Electrotechnical Commission\ (IEC) standard 
  3191. 68\(hy2\(hy21\ (1975) if
  3192. applicable.
  3193. .RT
  3194. .sp 1P
  3195. .LP
  3196. 7.2
  3197.     \fISolderability\fR 
  3198. .sp 9p
  3199. .RT
  3200. .PP
  3201. Soldering terminations shall meet the requirements of IEC standard 68\(hy2\(hy20 
  3202. (1979) Test Ta Method\ 1. 
  3203. .RT
  3204. .LP
  3205. .sp 1P
  3206. .LP
  3207. 7.3
  3208.     \fIResistance to soldering heat\fR 
  3209. .sp 9p
  3210. .RT
  3211. .PP
  3212. Gas discharge tubes with soldering terminations shall be capable of withstanding 
  3213. IEC standard 
  3214. 68\(hy2\(hy20\ (1979) Test\ Tb Method\ 1B. After recovery, the gas discharge 
  3215. tube shall be visually checked and show no signs of damage 
  3216. and its d.c. spark\(hyover shall be within the limits for that tube.
  3217. .RT
  3218. .sp 1P
  3219. .LP
  3220. 7.4
  3221.     \fIVibration\fR 
  3222. .sp 9p
  3223. .RT
  3224. .PP
  3225. A gas discharge tube shall be capable of withstanding IEC standard 68\(hy2\(hy6\ 
  3226. (1970) 10\(hy500\ Hz, 0.15\ mm displacement for 90\ minutes without damage. 
  3227. The user may select a more severe test from the document. At the end of the
  3228. test, the tube shall show no signs of damage and shall meet the d.c.\ spark\(hyover 
  3229. and insulation resistance requirements specified in \(sc\(sc\ 4.1 and\ 
  3230. 4.3. 
  3231. .RT
  3232. .sp 1P
  3233. .LP
  3234. 7.5
  3235.     \fIDamp heat cyclic\fR 
  3236. .sp 9p
  3237. .RT
  3238. .PP
  3239. A gas discharge tube shall be capable of withstanding IEC standard 68\(hy2\(hy4 
  3240. Test\ D Severity\ IV. At the end of the test, the tube shall meet the 
  3241. insulation resistance requirement specified in \(sc\ 4.3.
  3242. .RT
  3243. .sp 1P
  3244. .LP
  3245. 7.6
  3246.     \fISealing\fR 
  3247. .sp 9p
  3248. .RT
  3249. .PP
  3250. A gas discharge tube shall be capable of passing IEC standard
  3251. 68\(hy2\(hy17\ (1978) Test\ Qk, severity 600\ hours, for fine leaks. Helium 
  3252. shall be 
  3253. used as the test gas. The fine leak rate shall be less than
  3254. 10\uD\dlF261\u7\d\ bar | (mu | m\u3\d | (mu | \uD\dlF261\u1\d.
  3255. .PP
  3256. The tube shall then be capable of passing the coarse leak test\ Qc
  3257. Method\ 1.
  3258. .bp
  3259. .RT
  3260. .sp 1P
  3261. .LP
  3262. 7.7
  3263.     \fILow temperature\fR 
  3264. .sp 9p
  3265. .RT
  3266. .PP
  3267. A gas discharge tube shall be capable of withstanding IEC standard 68\(hy2\(hy1\ 
  3268. Test\ Aa. \(em40 | (deC, duration 2\ hours, without damage. While at \(em40 | (deC 
  3269. the tube must meet the d.c. and impulse spark\(hyover requirements of\ 
  3270. \(sc\ 4.1. 
  3271. .RT
  3272. .sp 2P
  3273. .LP
  3274. \fB8\fR     \fBIdentification\fR 
  3275. .sp 1P
  3276. .RT
  3277. .sp 1P
  3278. .LP
  3279. 8.1
  3280.     \fIMarking\fR 
  3281. .sp 9p
  3282. .RT
  3283. .PP
  3284. Legible and permanent marking shall be applied to the tube as
  3285. necessary to ensure that the purchaser can determine the following information 
  3286. by inspection: 
  3287. .RT
  3288. .LP
  3289.     a)
  3290.     manufacturer,
  3291. .LP
  3292.     b)
  3293.     year of manufacture,
  3294. .LP
  3295.     c)
  3296.     type.
  3297. .PP
  3298. The purchaser may specify the codes to be used for this
  3299. marking.
  3300. .sp 1P
  3301. .LP
  3302. 8.2
  3303.     \fIDocumentation\fR 
  3304. .sp 9p
  3305. .RT
  3306. .PP
  3307. Documents shall be provided to the purchaser so that from the
  3308. information in \(sc\ 8.1 he can determine the following further
  3309. information:
  3310. .RT
  3311. .LP
  3312.     a)
  3313.     full characteristics as set out in this Recommendation,
  3314. .LP
  3315.     b)
  3316.      name of radioactive material used in the tube or statement that such 
  3317. material has not been used. 
  3318. .sp 2P
  3319. .LP
  3320. \fB9\fR     \fBOrdering information\fR 
  3321. .sp 1P
  3322. .RT
  3323. .PP
  3324. The following information should be supplied by the
  3325. purchaser:
  3326. .RT
  3327. .LP
  3328.     a)
  3329.     drawing giving all dimensions, finishes and termination
  3330. details (including numbers of electrodes and identifying
  3331. the earth electrode),
  3332. .LP
  3333.     b)
  3334.     nominal d.c. spark\(hyover voltage, chosen from \(sc\ 4.1.1,
  3335. .LP
  3336.     c)
  3337.     nominal current rating chosen from \(sc\ 4.6.1,
  3338. .LP
  3339.     d)
  3340.     the designation EXT if the tests of Table 4/K.12, column\ 4,  are required,
  3341. .LP
  3342.     e)
  3343.     holdover voltage tests required in \(sc\ 4.2,
  3344. .LP
  3345.     f
  3346. )
  3347.     marking codes required for \(sc 8.1,
  3348. .LP
  3349.     g)
  3350.     robustness of terminations \(em test required for \(sc 7.1,
  3351. .LP
  3352.     h)
  3353.     destruction characteristic, if required, including failure   mode (see\ Note),
  3354. .LP
  3355.     i)
  3356.     quality assurance requirements.
  3357. .PP
  3358. \fINote\fR \ \(em\ After passage of an alternating or impulse current of
  3359. value much higher than that shown in \(sc\ 4.6.1, the gas discharge tube may be
  3360. destroyed, i.e.\ its electrical characteristics may be greatly modified. Two
  3361. situations may occur:
  3362. .LP
  3363. 1)
  3364.     The gas discharge tube becomes in effect an insulator and presents a
  3365. higher dielectric strength than it had initially \(em\ that is to say, it
  3366. becomes open circuit.
  3367. .LP
  3368. 2)
  3369.     The gas discharge tube becomes of limited resistance \(em generally a low
  3370. value which does not allow normal operation of the line\ \(em that is to
  3371. say it becomes a short circuit. (This situation may be preferable
  3372. from the point of view of protection and maintenance.)
  3373. .LP
  3374. Test methods and the relations between the value and duration of the
  3375. destructive current are not detailed in this Recommendation nor is the 
  3376. state of the element after destruction. Administrations should cover their 
  3377. requirements in these respects in their own documentation. 
  3378. .bp
  3379. .LP
  3380. .rs
  3381. .sp 30P
  3382. .ad r
  3383. \fBFigure 1/K.12, p.11\fR 
  3384. .sp 1P
  3385. .RT
  3386. .ad b
  3387. .RT
  3388. .LP
  3389. .rs
  3390. .sp 17P
  3391. .ad r
  3392. \fBFigure 2/K.12, p.12\fR 
  3393. .sp 1P
  3394. .RT
  3395. .ad b
  3396. .RT
  3397. .LP
  3398. .bp
  3399. .LP
  3400. .rs
  3401. .sp 21P
  3402. .ad r
  3403. \fBFigure 3/K.12, p.13\fR 
  3404. .sp 1P
  3405. .RT
  3406. .ad b
  3407. .RT
  3408. .LP
  3409. .rs
  3410. .sp 25P
  3411. .ad r
  3412. \fBFigure 4/K.12, p.14\fR 
  3413. .sp 1P
  3414. .RT
  3415. .ad b
  3416. .RT
  3417. .LP
  3418. .bp
  3419. .LP
  3420. .rs
  3421. .sp 31P
  3422. .ad r
  3423. \fBFigure 5/K.12, p.15\fR 
  3424. .sp 1P
  3425. .RT
  3426. .ad b
  3427. .RT
  3428. .LP
  3429. .rs
  3430. .sp 17P
  3431. .ad r
  3432. \fBFigure 6/K.12, p.16\fR 
  3433. .sp 1P
  3434. .RT
  3435. .ad b
  3436. .RT
  3437. .LP
  3438. .bp
  3439. .ce 1000
  3440. APPENDIX\ I
  3441. .ce 0
  3442. .ce 1000
  3443. (to Recommendation K.12)
  3444. .sp 9p
  3445. .RT
  3446. .ce 0
  3447. .ce 1000
  3448. \fBDefinitions of terms associated with gas discharge tubes\fR 
  3449. .sp 1P
  3450. .RT
  3451. .ce 0
  3452. .LP
  3453. I.1
  3454.     \fBarc current\fR 
  3455. .sp 1P
  3456. .RT
  3457. .PP
  3458. The current which flows after spark\(hyover when the circuit
  3459. impedance allows a current that exceeds the glow\(hyto\(hyarc transition
  3460. current.
  3461. .RT
  3462. .sp 1P
  3463. .LP
  3464. I.2
  3465.     \fBarc voltage\fR 
  3466. .sp 9p
  3467. .RT
  3468. .PP
  3469. The voltage appearing across the terminals of the gas discharge
  3470. tube during the passage of the arc current.
  3471. .RT
  3472. .sp 1P
  3473. .LP
  3474. I.3
  3475.     \fBbreakdown\fR 
  3476. .sp 9p
  3477. .RT
  3478. .PP
  3479. See \*Qspark\(hyover\*U.
  3480. .RT
  3481. .sp 1P
  3482. .LP
  3483. I.4
  3484.     \fBcurrent turnoff time\fR 
  3485. .sp 9p
  3486. .RT
  3487. .PP
  3488. The time required for the gas discharge tube to return itself to a nonconducting 
  3489. state following a period of conduction. 
  3490. .RT
  3491. .LP
  3492. .sp 1P
  3493. .LP
  3494. I.5
  3495.     \fBdestruction characteristic\fR 
  3496. .sp 9p
  3497. .RT
  3498. .PP
  3499. The relationship between the value of the discharge current and
  3500. the time of flow until the gas discharge tube is mechanically destroyed 
  3501. (break, electrode short circuit). For periods of time between 1\ \(*ms 
  3502. and some ms, it is based on impulse discharge currents, and for periods 
  3503. of time of 0.1\ s and 
  3504. greater, it is based on alternating discharge currents.
  3505. .RT
  3506. .sp 1P
  3507. .LP
  3508. I.6
  3509.     \fBdischarge current\fR 
  3510. .sp 9p
  3511. .RT
  3512. .PP
  3513. The current that passes through a gas discharge tube when
  3514. spark\(hyover occurs.
  3515. .RT
  3516. .sp 1P
  3517. .LP
  3518. I.7
  3519.     \fBdischarge current, alternating\fR 
  3520. .sp 9p
  3521. .RT
  3522. .PP
  3523. The r.m.s. value of an approximately sinusoidal alternating
  3524. current passing through the gas discharge tube.
  3525. .RT
  3526. .sp 1P
  3527. .LP
  3528. I.8
  3529.     \fBdischarge current, impulse\fR 
  3530. .sp 9p
  3531. .RT
  3532. .PP
  3533. \fB
  3534. The peak value of the impulse current passing through the gas
  3535. discharge tube.
  3536. .RT
  3537. .sp 1P
  3538. .LP
  3539. I.9
  3540.     \fBdischarge voltage\fR 
  3541. .sp 9p
  3542. .RT
  3543. .PP
  3544. The voltage that appears across the terminals of a gas discharge tube during 
  3545. the passage of discharge current. Also referred to as \*Qresidual 
  3546. voltage\*U.
  3547. .RT
  3548. .LP
  3549. .sp 1P
  3550. .LP
  3551. I.10
  3552.     \fBdischarge voltage/current characteristic\fR 
  3553. .sp 9p
  3554. .RT
  3555. .PP
  3556. The variation of crest values of discharge voltage with respect to discharge 
  3557. current. 
  3558. .RT
  3559. .sp 1P
  3560. .LP
  3561. I.11
  3562.     \fBfollow current\fR 
  3563. .sp 9p
  3564. .RT
  3565. .PP
  3566. The current from the connected power source that passes through a gas discharge 
  3567. tube during and following the passage of discharge current. 
  3568. .RT
  3569. .sp 1P
  3570. .LP
  3571. I.12
  3572.     \fBgas discharge tube\fR 
  3573. .sp 9p
  3574. .RT
  3575. .PP
  3576. A gap, or several gaps, in an enclosed discharge medium, other
  3577. than air at atmospheric pressure, designed to protect apparatus or personnel, 
  3578. or both, from high transient voltages. Also referred to as \*Qgas tube 
  3579. surge 
  3580. arrester\*U.
  3581. .RT
  3582. .sp 1P
  3583. .LP
  3584. I.13
  3585.     \fBglow current\fR 
  3586. .sp 9p
  3587. .RT
  3588. .PP
  3589. The current which flows after spark\(hyover when circuit impedance
  3590. limits the discharge current to a value less than the glow\(hyto\(hyarc 
  3591. transition 
  3592. current.
  3593. .RT
  3594. .sp 1P
  3595. .LP
  3596. I.14
  3597.     \fBglow\(hyto\(hyarc transition current\fR 
  3598. .sp 9p
  3599. .RT
  3600. .PP
  3601. The current required for the gas discharge tube to pass from the glow mode 
  3602. into the arc mode. 
  3603. .bp
  3604. .RT
  3605. .sp 1P
  3606. .LP
  3607. I.15
  3608.     \fBglow voltage\fR 
  3609. .sp 9p
  3610. .RT
  3611. .PP
  3612. The voltage drop across the terminals of the gas discharge tube
  3613. during the passage of glow current.
  3614. .RT
  3615. .sp 1P
  3616. .LP
  3617. I.16
  3618.     \fBholdover voltage\fR 
  3619. .sp 9p
  3620. .RT
  3621. .PP
  3622. The maximum d.c. voltage across the terminals of a gas discharge tube under 
  3623. which it may be expected to clear and to return to the high 
  3624. impedance state after the passage of a surge, under specified circuit
  3625. conditions.
  3626. .RT
  3627. .sp 1P
  3628. .LP
  3629. I.17
  3630.     \fBimpulse spark\(hyover voltage/time curve\fR 
  3631. .sp 9p
  3632. .RT
  3633. .PP
  3634. The curve which relates the impulse spark\(hyover voltage to the time to 
  3635. spark over. 
  3636. .RT
  3637. .sp 1P
  3638. .LP
  3639. I.18
  3640.     \fBimpulse waveform\fR 
  3641. .sp 9p
  3642. .RT
  3643. .PP
  3644. An impulse waveform designated as \fIx\fR /\fIy\fR has a rise time of
  3645. \fIx\fR \ \(*ms and a decay time to half value of \fIy\fR \ \(*ms as standardized 
  3646. in 
  3647. IEC\ Publication\ 60.
  3648. .RT
  3649. .sp 1P
  3650. .LP
  3651. I.19
  3652.     \fBnominal alternating discharge current\fR 
  3653. .sp 9p
  3654. .RT
  3655. .PP
  3656. For currents with a frequency of 15 Hz to 62 Hz, the alternating discharge 
  3657. current which the gas discharge tube is designed to carry for a 
  3658. defined time.
  3659. .RT
  3660. .LP
  3661. .sp 1P
  3662. .LP
  3663. I.20
  3664.     \fBnominal d.c. spark\(hyover voltage\fR 
  3665. .sp 9p
  3666. .RT
  3667. .PP
  3668. The voltage specified by the manufacturer to designate the gas
  3669. discharge tube (type designation) and to indicate its application with 
  3670. respect to the service conditions of the installation to be protected. 
  3671. Tolerance limits of the d.c. spark\(hyover voltage are also referred to 
  3672. the nominal d.c. spark\(hyover voltage. 
  3673. .RT
  3674. .sp 1P
  3675. .LP
  3676. I.21
  3677.     \fBnominal impulse discharge current\fR 
  3678. .sp 9p
  3679. .RT
  3680. .PP
  3681. The peak value of the impulse current with a defined wave shape
  3682. with respect to time for which the gas discharge tube is rated.
  3683. .RT
  3684. .sp 1P
  3685. .LP
  3686. I.22
  3687.     \fBresidual voltage\fR 
  3688. .sp 9p
  3689. .RT
  3690. .PP
  3691. See \*Qdischarge voltage\*U.
  3692. .RT
  3693. .sp 1P
  3694. .LP
  3695. I.23
  3696.     \fBspark\(hyover\fR 
  3697. .sp 9p
  3698. .RT
  3699. .PP
  3700. An electrical breakdown of a discharge gap of a gas discharge
  3701. tube. Also referred to as \*Qbreakdown\*U.
  3702. .RT
  3703. .sp 1P
  3704. .LP
  3705. I.24
  3706.     \fBspark\(hyover voltage\fR 
  3707. .sp 9p
  3708. .RT
  3709. .PP
  3710. The voltage which causes spark\(hyover when applied across the
  3711. terminals of a gas discharge tube.
  3712. .RT
  3713. .LP
  3714. .sp 1P
  3715. .LP
  3716. I.25
  3717.     \fBspark\(hyover voltage, a.c.\fR 
  3718. .sp 9p
  3719. .RT
  3720. .PP
  3721. The minimum r.m.s. value of sinusoidal voltage at frequencies
  3722. between 15\ Hz and 62\ Hz that results in spark\(hyover.
  3723. .RT
  3724. .sp 1P
  3725. .LP
  3726. I.26
  3727.     \fBspark\(hyover voltage, d.c.\fR 
  3728. .sp 9p
  3729. .RT
  3730. .PP
  3731. The voltage at which the gas discharge tube sparks over with
  3732. slowly increasing d.c. voltage.
  3733. .RT
  3734. .sp 1P
  3735. .LP
  3736. I.27
  3737.     \fBspark\(hyover voltage, impulse\fR 
  3738. .sp 9p
  3739. .RT
  3740. .PP
  3741. The highest voltage which appears across the terminals of a gas
  3742. discharge tube in the period between the application of an impulse of given
  3743. waveshape and the time when current begins to flow.
  3744. .RT
  3745. .sp 1P
  3746. .LP
  3747. I.28
  3748.     \fBtransverse voltage\fR 
  3749. .sp 9p
  3750. .RT
  3751. .PP
  3752. For a gas discharge tube with several gaps, the difference of the discharge 
  3753. voltages of the gaps assigned to the two conductors of a 
  3754. telecommunications circuit during the passage of discharge
  3755. current.
  3756. .bp
  3757. .RT
  3758. .sp 2P
  3759. .LP
  3760. \fBRecommendation\ K.13\fR 
  3761. .RT
  3762. .sp 2P
  3763. .ce 1000
  3764. \fBINDUCED\ VOLTAGES\ IN\ CABLES\ WITH\fR 
  3765. .EF '%    Volume\ IX\ \(em\ Rec.\ K.13''
  3766. .OF '''Volume\ IX\ \(em\ Rec.\ K.13    %'
  3767. .ce 0
  3768. .sp 1P
  3769. .ce 1000
  3770. \fBPLASTIC\(hyINSULATED\ CONDUCTORS\fR 
  3771. .ce 0
  3772. .sp 1P
  3773. .ce 1000
  3774. \fI(Geneva, 1972)\fR 
  3775. .sp 9p
  3776. .RT
  3777. .ce 0
  3778. .sp 1P
  3779. .PP
  3780. According to [1], when a fault occurs on a power line near a
  3781. telecommunication cable having all its circuits terminated by transformers, 
  3782. the permissible induced longitudinal voltage in the cable conductors should 
  3783. not 
  3784. exceed 60% of the voltage used to check the dielectric strength of the 
  3785. cable, as required by individual specifications for checks of the breakdown 
  3786. strength between the cable conductors and the sheath. This induced voltage 
  3787. is generally 1200\ V r.m.s. value for paper\(hyinsulated conductors (60% 
  3788. of 2000\ V). The 
  3789. \fIDirectives\fR give no indication of the frequency of occurrence of such a
  3790. voltage or of its permissible duration. In order that such voltages do not
  3791. endanger line maintenance staff, the safety precautions for staff given 
  3792. in\ [2] must be observed. 
  3793. .sp 1P
  3794. .RT
  3795. .LP
  3796. .PP
  3797. Plastic\(hyinsulated cables can have a much higher 
  3798. dielectric
  3799. strength
  3800. than paper\(hyinsulated cables. Moreover, this dielectric strength is retained 
  3801. following the mechanical stresses that occur during the laying of the cable. 
  3802. There should thus be no danger of breakdown of the insulation between the 
  3803. conductors and the metal sheath when it is subjected to induced logitudinal 
  3804. e.m.f. sufficiently below the breakdown voltage of the cable. A sufficient 
  3805. safety margin is ensured if induced voltages are kept below 60% of the 
  3806. voltage used for checking the dielectric strength of the cable as given 
  3807. in the 
  3808. individual specifications; this voltage is, of course, related to the
  3809. breakdown voltage
  3810. .
  3811. .PP
  3812. At very little extra expense, sleeves and joints can be made to have the 
  3813. same dielectric strength as the insulation between the conductors and the 
  3814. metallic sheath, although transformers and terminal equipments must be 
  3815. suitably protected when their dielectric strength is not up to the conditions 
  3816. concerned.
  3817. .PP
  3818. If the source of the induced longitudinal e.m.f. is a high\(hyreliability 
  3819. power line, as defined in the \fIDirectives\fR , there is only a very small 
  3820. probability that staff will be in contact with a line at the precise moment   
  3821. .PP
  3822. when such a voltage of short duration occurs in the telecommunication cable.
  3823. Any danger to staff is very slight given due observation of the safety
  3824. precautions for maintenance staff working on telephone lines in which high
  3825. voltages may be induced by neighbouring electricity lines.
  3826. .PP
  3827. For a cable not having its circuits terminated by transformers the
  3828. above conditions also apply provided that surge voltages are prevented from
  3829. reaching the telecommunication equipment by the striking of the lightning
  3830. protectors installed at the ends of the circuits.
  3831. .RT
  3832. .sp 2P
  3833. .LP
  3834.     \fIFor these reasons, the CCITT is unanimously of the opinion that:\fR 
  3835. .sp 1P
  3836. .RT
  3837. .PP
  3838. \fB1\fR 
  3839. It is possible to make telecommunication cables with
  3840. conductors that are insulated from each other and from the metallic sheath 
  3841. by high breakdown strength plastics. For such cables, when there is a fault 
  3842. on a neighbouring electricity line, the value of induced longitudinal e.m.f. 
  3843. that 
  3844. can be allowed is that which does not exceed 60% of the test voltage applied
  3845. between the conductors and the metallic sheath for checking the dielectric
  3846. strength (this test voltage, which is given in the individual cable
  3847. specifications, is related to the breakdown voltage) provided the following
  3848. conditions are observed:
  3849. .sp 9p
  3850. .RT
  3851. .LP
  3852.     a)
  3853.      circuits in such cables are terminated at their ends and at branching 
  3854. points on transformers or are provided with 
  3855. lightning
  3856. protectors
  3857. ;
  3858. .LP
  3859.     b)
  3860.      equipment, joints and cableheads associated with such cables must have 
  3861. a dielectric strength at least equal to that of the 
  3862. insulation between the conductors and the metallic cable sheath
  3863. of the cable, given that the transformers mentioned in a) above
  3864. must be provided with lightning protectors when their dielectric
  3865. strength does not meet the required conditions;
  3866. .LP
  3867.     c)
  3868.     the power line causing the induction must meet the
  3869. conditions for high\(hyreliability power lines given in\ [1];
  3870. .LP
  3871.     d)
  3872.     staff working on telecommunication cables must take the
  3873. safety precautions specified in\ [2].
  3874. .PP
  3875. \fB2\fR 
  3876. \fR When the circuits of such a cable are connected direct to the telecommunication 
  3877. equipment, that is, when no transformers or lightning 
  3878. protectors are inserted, and when the condition laid down in \(sc\ 1c) 
  3879. above is\fI\fR fulfilled, the maximum permissible induced longitudinal 
  3880. e.m.f. should be 
  3881. 650\ V.
  3882. .bp
  3883. .sp 9p
  3884. .RT
  3885. .sp 2P
  3886. .LP
  3887.     \fBReferences\fR 
  3888. .sp 1P
  3889. .RT
  3890. .LP
  3891. [1]
  3892.      CCITT manual \fIDirectives concerning the protection of telecommunication\fR 
  3893. \fIlines against harmful effects from electric power and electrified railway\fR 
  3894. \fIlines\fR , Vol.\ VI, ITU, Geneva, 1988.
  3895. .LP
  3896. [2]
  3897.     \fIIbid.\fR , Vol.\ VII.
  3898. .sp 2P
  3899. .LP
  3900. \fBRecommendation\ K.14\fR 
  3901. .RT
  3902. .sp 2P
  3903. .sp 1P
  3904. .ce 1000
  3905. \fBPROVISION\ OF\ A\ \fR \fBMETALLIC\ SCREEN\ IN\ PLASTIC\(hySHEATHED\ 
  3906. CABLES\fR 
  3907. .EF '%    Volume\ IX\ \(em\ Rec.\ K.14''
  3908. .OF '''Volume\ IX\ \(em\ Rec.\ K.14    %'
  3909. .ce 0
  3910. .sp 1P
  3911. .ce 1000
  3912. \fI(Geneva, 1972; modified at Malaga\(hyTorremolinos, 1984)\fR 
  3913. .sp 9p
  3914. .RT
  3915. .ce 0
  3916. .sp 1P
  3917. .PP
  3918. A metal sheath provides a cable with 
  3919. electrostatic
  3920. screening
  3921. and a degree of magnetic screening. A plastic sheath has no
  3922. intrinsic screening properties. Some plastic\(hysheathed cables, for example 
  3923. those with paper\(hyinsulated cores, incorporate a metal screen as a water 
  3924. barrier. Such a metal screen, which is usually in the form of a longitudinally 
  3925. applied 
  3926. .sp 1P
  3927. .RT
  3928. .LP
  3929. aluminium tape, provides the same screening properties as a nonferrous metal
  3930. sheath of the same longitudinal conductivity. The tape must, however, be
  3931. connected to the telephone exchange earth electrode systems at its ends 
  3932. and/or to conveniently located earthing points, such as metal cable sheaths, 
  3933. along its length. It is also important that at jointing points the tape 
  3934. be extended 
  3935. through by connections of very low resistance. Although the degree of screening 
  3936. provided by the tape may be small at 50\ Hz, it can be considerable at 
  3937. frequencies which give rise to noise interference. The presence of a screen 
  3938. on a cable also reduces the induction arising from the high\(hyfrequency 
  3939. components of transients caused by 
  3940. power\(hyline
  3941. switching and also induced
  3942. transients from lightning strokes; such transient induced voltages are of
  3943. increasing importance with the increasing use of miniaturized telecommunication 
  3944. equipment with very small thermal capacity. 
  3945. .PP
  3946. On the basis of the above considerations and experience with the use of 
  3947. plastic\(hysheathed cables, 
  3948. .LP
  3949. .sp 2P
  3950. .LP
  3951.     \fIthe CCITT recommends that the following provisions be observed:\fR 
  3952. .sp 1P
  3953. .RT
  3954. .PP
  3955. \fB1\fR 
  3956. Since plastic\(hysheathed subscriber distribution cables without a screen 
  3957. give satisfaction for distribution from the exchange to subscribers, they 
  3958. may be used in localities where there are no alternating current 
  3959. electrified railways
  3960. . However, account must always be taken of the risk of noise interference 
  3961. that may arise in the vicinity of electric railways, 
  3962. especially those with 
  3963. thyristor
  3964. controlled equipment in the
  3965. locomotives. Consideration should also be given to possible interference by
  3966. radio transmitters which operate in the same frequency range as the circuits 
  3967. in the plastic\(hysheathed cable. 
  3968. .sp 9p
  3969. .RT
  3970. .PP
  3971. \fB2\fR 
  3972. Trunk and junction cables should contain a screen which can have the form 
  3973. of an aluminium\(hytape 
  3974. water barrier
  3975. . Cables provided with a screen having a conductance of the order of half 
  3976. that of a cable having the same core diameter, but with a 
  3977. lead sheath
  3978. , have given complete
  3979. satisfaction where there are no risks of severe magnetic induction.
  3980. .sp 9p
  3981. .RT
  3982. .PP
  3983. \fB3\fR 
  3984. If a 
  3985. plastic\(hysheathed cable
  3986. is provided with a screen of a conductance equivalent to that of a conventional 
  3987. lead\(hysheathed cable, then in the presence of induction the plastic\(hysheathed 
  3988. cable can be used in entirely the same circumstances as the lead\(hysheathed 
  3989. cable. 
  3990. .sp 9p
  3991. .RT
  3992. .LP
  3993. .PP
  3994. \fB4\fR 
  3995. If the effect of the screen according to \(sc\(sc\ 2 and 3\ above is not 
  3996. sufficient to limit the magnetic induction at mains frequencies, or to 
  3997. these harmonics arising from neighbouring power lines or electric railways, 
  3998. to permissible values the screening factor can be improved by increasing: 
  3999. .sp 9p
  4000. .RT
  4001. .PP
  4002. 4.1
  4003. the inductance of the 
  4004. metal sheath
  4005. , if necessary, by a
  4006. lapping of steel tapes;
  4007. .PP
  4008. 4.2
  4009. the conductance of the existing screen by additional metal tapes or wires 
  4010. which are arranged below the screen. 
  4011. .PP
  4012. An improved screening effect may also become necessary if there is the 
  4013. risk of noise interference
  4014. in the vicinity of electric railways
  4015. equipped with thyristor controlled devices.
  4016. .bp
  4017. .PP
  4018. \fB5\fR 
  4019. The screen must be connected to the earth electrode systems of the telecommunication 
  4020. centres. In the case of subscribers' cables the remote end should be connected 
  4021. to a suitable earth. It is also important for the 
  4022. screen of the cable to be extended through at cable joints by means of
  4023. connections of very low resistance.
  4024. .sp 9p
  4025. .RT
  4026. .PP
  4027. \fB6\fR 
  4028. In view of the increase in the number of electrical
  4029. installations and the level of harmonics resulting from new techniques, 
  4030. it is to be expected that the effects of interference will become worse. 
  4031. This being so, it may be extremely useful to improve the 
  4032. screening effect
  4033. of
  4034. plastic\(hycovered cables as indicated above.
  4035. .sp 9p
  4036. .RT
  4037. .PP
  4038. \fB7\fR 
  4039. If cables have to be laid in areas where there is a danger of atmospheric 
  4040. discharges, attention is drawn to the importance of the metallic 
  4041. screen and of its construction in the protection of cables against lightning
  4042. and also to the importance of the interconnections between the screen and 
  4043. other structures. (See the manual cited in\ [1].) 
  4044. .sp 9p
  4045. .RT
  4046. .sp 2P
  4047. .LP
  4048. \fB8\fR     \fBScreening factor\fR 
  4049. .sp 1P
  4050. .RT
  4051. .PP
  4052. The following considerations enable the screening factor at the
  4053. mains frequency to be determined fairly accurately for all types of cable
  4054. regardless of the outer plastic covering used. In particular, they show 
  4055. how the screening factor to be used in practice may vary depending on the 
  4056. conditions in which the cable is used. 
  4057. .RT
  4058. .LP
  4059. .sp 1P
  4060. .LP
  4061. 8.1
  4062.     \fIGeneral\fR 
  4063. .sp 9p
  4064. .RT
  4065. .PP
  4066. The screening effect produced by the metal screen of a cable mainly depends on:
  4067. .RT
  4068. .LP
  4069.     \(em
  4070.     the frequency of the induced e.m.f. The limitation of this
  4071. e.m.f. mains frequency (16 | /3\ Hz, 50\ Hz, 60\ Hz) is therefore a
  4072. determining factor in the choice of a cable from the standpoint
  4073. of safety of staff and installations. On the other hand, the
  4074. screening factor at higher frequencies should also be taken into
  4075. account in seeking to protect equipment against interference. A
  4076. substantial reduction of the induced e.m.f. at the mains
  4077. frequency may suffice for complete protection;
  4078. .LP
  4079.     \(em
  4080.     the level of induced e.m.f. per unit length in the case of
  4081. screens made by ferromagnetic material. The screening effect of
  4082. such a cable is optimum for a given value of induced e.m.f. per
  4083. unit length, so that a cable designed for the reduction of high
  4084. induced e.m.f. per unit length may be of no practical use for
  4085. protection against low induced e.m.f.  per unit length. The   
  4086. .LP
  4087. composition of the screen must be adapted to the level of the
  4088. induced e.m.f. per unit length;
  4089. .LP
  4090.     \(em
  4091.     the quality of its earthing. The screening effect is
  4092. determined by the value of the current circulating in the metal
  4093. screen. The resistance of the parts ensuring current flow
  4094. between screen and earth is therefore decisive. For cables with
  4095. an insulating plastic outer covering, if earth connections are
  4096. provided only at the ends, they must be of very low resistance:
  4097. the sheath should preferably be earthed at intervals along the
  4098. line. When the plastic outer covering is conductive, the sheath
  4099. is in practice continuously earthed;
  4100. .LP
  4101.     \(em
  4102.     the length of the induced section of the link to be
  4103. protected.
  4104. It is easier to improve the screening effect when this
  4105. section is long. The concept of length in this case relates
  4106. to the quality of earthing required.
  4107. .sp 1P
  4108. .LP
  4109. 8.1.1
  4110.     \fIThe screening factor\fR (for explanation of symbols, see
  4111. Appendix\ I)
  4112. .sp 9p
  4113. .RT
  4114. .PP
  4115. The following most frequently used screening factors are defined in the 
  4116. \fIDirectives:\fR 
  4117. .RT
  4118. .LP
  4119.     \(em
  4120.     Nominal screening factor, \fIk\fR\d\fIn\fR\u(see Figure\ 1/K.14). This
  4121. factor can easily be measured in a laboratory and is used to
  4122. qualify the efficiency of the screening effect.
  4123. .LP
  4124. .rs
  4125. .sp 9P
  4126. .ad r
  4127. \fBFigure 1/K.14, p.\fR 
  4128. .sp 1P
  4129. .RT
  4130. .ad b
  4131. .RT
  4132. .LP
  4133. .bp
  4134. .LP
  4135.     \(em
  4136.     Screening factor related to distant earth,
  4137. \fIk\fR\d\fIf\fR\\d\fIf\fR\\d`\u(see\ Figure\ 2/K.14). This factor must 
  4138. be taken into account in 
  4139. ensuring protection against danger and interference, the
  4140. conductors of the subscriber pairs being connected at their
  4141. terminals to a neutral earth through certain parts of the
  4142. equipments, without transformers.
  4143. .LP
  4144. .rs
  4145. .sp 8P
  4146. .ad r
  4147. \fBFigure 2/K.14, p.\fR 
  4148. .sp 1P
  4149. .RT
  4150. .ad b
  4151. .RT
  4152. .LP
  4153.     \(em
  4154.      Screening factor related to the sheath \fIk\fR\d\fIf\fR\\d\fIm\fR\u(see\ 
  4155. Figure\ 3/K.14). This factor must be taken into 
  4156. consideration in cases where the only accessible earths are
  4157. those used for earthing the screen. This relates to cables
  4158. connecting telecommunication centres to one another, their
  4159. screens being connected to the earths of the centres.
  4160. .LP
  4161. .rs
  4162. .sp 9P
  4163. .ad r
  4164. \fBFigure 3/K.14, p.\fR 
  4165. .sp 1P
  4166. .RT
  4167. .ad b
  4168. .RT
  4169. .PP
  4170. The \fIDirectives\fR contain very detailed explanations and formulas for 
  4171. the accurate calculation of these factors in a wide variety of situations. 
  4172. On the other hand, these screening factors can be evaluated on the basis 
  4173. of 
  4174. simple expressions which often provide an adequate degree of accuracy. These
  4175. expressions differ according to whether the outer cable covering is insulative 
  4176. or conductive and use the constants and variables listed in Appendix\ I. 
  4177. .LP
  4178. .sp 1P
  4179. .LP
  4180. 8.2
  4181.     \fICables with insulating outer covering\fR 
  4182. .sp 9p
  4183. .RT
  4184. .PP
  4185. The outer covering of the metallic cable sheath is made of an
  4186. insulating plastic material. To obtain a screening effect, this sheath 
  4187. must be earthed at both ends and possibly at points in between. 
  4188. .RT
  4189. .sp 1P
  4190. .LP
  4191. 8.2.1
  4192.     \fICalculation of the screening factor\fR 
  4193. .sp 9p
  4194. .RT
  4195. .PP
  4196. The screening factor can then be calculated by means of the
  4197. expressions (see also the \fIDirectives\fR , Vol.\ II):
  4198. \v'6p'
  4199. .RT
  4200. .ce 1000
  4201. \fIk\fR \d\fIff\fR  | 
  4202. \u =
  4203. @ left | { fIZ\fR~$$Ei:\fIE\fR~:\fIi\fR~_~\fIL\fR~+~\fIW\fR~ | \fI~\dA\u\fR~+~\fIW\fR~ | \fI~\dB\u\fR } over { \fIZ\fR~$$Ei:\fIE\fR~:\fIe\fR~_~\fIL\fR~+~~~\fIZ~\ds\u\fR~\fIL\fR~+~\fIW\fR~ | \fI~\dA\u\fR~+~\fIW\fR~ | \fI~\dB\u\fR } right | @ 
  4204. .ce 0
  4205. .ad r
  4206. (8\(hy1)
  4207. \v'7p'
  4208. .ad b
  4209. .RT
  4210. .ce 1000
  4211. .sp 1
  4212. \fIk\fR \d\fIfm\fR \u =
  4213. @ left | { fIZ\fR~$$Ei:\fIE\fR~:\fIi\fR~_~\fIL\fR } over { \fIZ\fR~$$Ei:\fIE\fR~:\fIe\fR~_~\fIL\fR~+~\fIZ~\ds\u\fR~\fIL\fR~+~~\fIW\fR~ | \fI~\dA\u\fR~+~\fIW\fR~ | \fI~\dB\u\fR } right | @ 
  4214. .ce 0
  4215. .ad r
  4216. (8\(hy2)
  4217. \v'1P'
  4218. \v'1p'
  4219. .ad b
  4220. .RT
  4221. .LP
  4222. .sp 1
  4223. .PP
  4224. Strictly speaking, the use of these expressions presupposes that the sheath 
  4225. is earthed only at the ends. It may be assumed, however, that in 
  4226. fairly comparable situations only the earths near the ends have any influence 
  4227. on the screening effect. The expression thus gives a good approximation 
  4228. of the screening effect in the case of intermediate earths. 
  4229. .PP
  4230. As a general consequence, earthing connections at intermediate points tend 
  4231. to improve \fIk\fR\d\fIf\fR\\d\fIf\fR\\d`\u, but, on the other hand, make 
  4232. \fIk\fR\d\fIf\fR\\d\fIm\fR\uworse. 
  4233. .bp
  4234. .RT
  4235. .sp 1P
  4236. .LP
  4237. 8.2.2
  4238.     \fIInfluence of length\fR 
  4239. .sp 9p
  4240. .RT
  4241. .PP
  4242. When the earths of a sheath required to obtain a screening factor \fIk\fR\d\fIf\fR\\d\fIf\fR\\d`\uclose 
  4243. to nominal value \fIk\fR\d\fIn\fR\uhave a resistance value 
  4244. which
  4245. makes earthing very difficult, the link may be considered to be \*Qshort\*U. 
  4246. In the contrary case, it is regarded as \*Qlong\*U. 
  4247. .PP
  4248. \fINote\fR \ \(em\ \*QLink\*U is held to mean the cable length actually 
  4249. subjected 
  4250. to induction.
  4251. .RT
  4252. .sp 1P
  4253. .LP
  4254. 8.2.2.1
  4255.     \fI\*QLong\*U links\fR 
  4256. .sp 9p
  4257. .RT
  4258. .PP
  4259. Scrutiny of Equations (8\(hy1) and (8\(hy2) shows that for very long
  4260. links, screening factors \fIk\fR\d\fIf\fR\\d\fIf\fR\\d`\uand \fIk\fR\d\fIf\fR\\d\fIm\fR\uare 
  4261. close to 
  4262. \fIk\fR\d\fIn\fR\u. This is true of
  4263. lengths in excess of about
  4264. \v'6p'
  4265. .RT
  4266. .sp 1P
  4267. .ce 1000
  4268. 10 
  4269. @ { \fIW\fR~ | \fI~\dA\u\fR~+~\fIW\fR~ | \fI~\dB\u\fR } over { fIZ\fR~$$Ei:\fIE\fR~:\fIi\fR~_ } @ 
  4270. .ce 0
  4271. .sp 1P
  4272. .LP
  4273. .sp 1
  4274. .PP
  4275. In this case, a non\(hyarmoured cable (\fIZ\fR
  4276. \u\fIE\fR\d\fI\fI\d\fIe\fR\uclose to
  4277. \fIZ\fR
  4278. \u\fIE\fR\d\fI\fI\d\fIi\fR\u) may be used. Moreover, the longer the link, the
  4279. higher the resistance value of the sheath earthing may be.
  4280. .PP
  4281. This need not be taken into account in the choice of a cable, which
  4282. can be based on the curve of values of nominal screening factor \fIk\fR\d\fIn\fR\ufor 
  4283. different values of induced e.m.f., since the efficiency obtained will 
  4284. be very similar. 
  4285. .RT
  4286. .sp 1P
  4287. .LP
  4288. 8.2.2.2
  4289.     \fI\*QShort\*U links\fR 
  4290. .sp 9p
  4291. .RT
  4292. .PP
  4293. In this case, the value of \fIZ\fR
  4294. \u\fIE\fR\d\fI\fI\d\fIi\fR\u\fIL\fR is
  4295. approximately the same order of magnitude as the sum of the extreme terminal
  4296. earth values 
  4297. \fIW\fR  |
  4298. \fI
  4299. \dA\u\fR \ +
  4300. \fIW\fR  |
  4301. \fI
  4302. \dB\u\fR .  Screening factors
  4303. \fIk\fR\d\fIf\fR\\d\fIf\fR\\d`\u\fR and \fIk\fR\d\fIf\fR\\d\fIm\fR\umay 
  4304. be calculated by means of Equations\ (8\(hy1) and\ (8\(hy2). 
  4305. .PP
  4306. Armoured cables must be used to protect such links, and the screening effect 
  4307. is then provided through the increase in the value of impedance 
  4308. \fIZ\fR
  4309. \u\fIE\fR\d\fI\fI\d\fIe\fR\uobtained by using material with high magnetic
  4310. permeability for the outer part of the sheath.
  4311. .PP
  4312. To evaluate \fIk\fR\d\fIf\fR\\d\fIf\fR\\d`\uand \fIk\fR\d\fIf\fR\\d\fIm\fR\uby 
  4313. means of 
  4314. Equations\ (8\(hy1) and\ (8\(hy2), it is necessary to know the curve of 
  4315. variations of \fIZ\fR 
  4316. \u\fIE\fR\d\fI\fI\d\fIe\fR\uas a function of the current flowing through 
  4317. the sheath (Figure\ 4/K.14). 
  4318. .PP
  4319. The calculation then calls for some simple successive approximations for 
  4320. evaluating \fIZ\fR \fI\fI\d\fIe\fR\u\fI\fI 
  4321. \u\fIE\fR\dafter choosing a value of
  4322. \fIW\fR  |
  4323. \fI
  4324. \dA\u\fR and 
  4325. \fIW\fR  |
  4326. \fI
  4327. \dB\u\fR corresponding to earths which may be expected to be feasible in 
  4328. view of the 
  4329. ground resistivity at the ends of the link.
  4330. .RT
  4331. .LP
  4332. .rs
  4333. .sp 19P
  4334. .ad r
  4335. \fBFigure 4/K.14, p.\fR 
  4336. .sp 1P
  4337. .RT
  4338. .ad b
  4339. .RT
  4340. .LP
  4341. .bp
  4342. .sp 1P
  4343. .LP
  4344. 8.3
  4345.     \fICables with conductive outer covering\fR 
  4346. .sp 9p
  4347. .RT
  4348. .PP
  4349. The outer covering of the metallic cable sheath is made of a
  4350. conductive plastic material providing electrical contact between the sheath 
  4351. and the earth surrounding the cable. 
  4352. .PP
  4353. Intermediate connections of the sheath to the earth other than at the ends 
  4354. will be unnecessary if the resistivity of the conductive material is close 
  4355. to or better than that of the surrounding earth (values of about 50\ \(*W\ 
  4356. \(mu\ m are easily obtained). 
  4357. .PP
  4358. The current flowing through the sheath varies along the link,
  4359. particularly near the terminals, and in the middle part remains at a value 
  4360. very close to \fII\fR\d\fIM\fR\u\ =\ \fIe\fR /(\fIZ\fR 
  4361. \u\fIE\fR\d\fI\fI\d\fIe\fR\u\ +\ \fIZ\fR\d\fIs\fR\u), corresponding   to
  4362. the current which would circulate in the sheath if it were completely earthed 
  4363. (earths with zero resistance value). 
  4364. .PP
  4365. To calculate screening factor \fIk\fR\d\fIf\fR\\d\fIf\fR\\d`\u, we can 
  4366. thus use an 
  4367. equivalence consisting in replacing this cable by one with a sheath connected 
  4368. to the earth at each end by zero resistance earths and of a length equal 
  4369. to 
  4370. that of the link\ \fIL\fR , shortened at each end by a length\ \fIl\fR 
  4371. such that 
  4372. | | fIP\fR \ |  \fIl\fR \ =\ 1.
  4373. .PP
  4374. This means that the cable has a nominal screening factor on a shorter length 
  4375. equal to \fIL\fR \ \(em\ 2\fIl\fR . 
  4376. .PP
  4377. \fIk\fR\d\fIf\fR\\d\fIf\fR\\d`\ucan then be evaluated approximately by 
  4378. means of the following expression: 
  4379. \v'6p'
  4380. .RT
  4381. .LP
  4382. .ce 1000
  4383. \fIk\fR \d\fIff\fR  | 
  4384. \u = \fIk
  4385. \dn\u\fR 
  4386. @ left ( 1~\(em~ { \fIl\fR } over { fIL\fR } right ) @  +
  4387. @ { \fIl\fR } over { fIL\fR } @ 
  4388. .ce 0
  4389. .ad r
  4390. (8\(hy3)
  4391. .ad b
  4392. .RT
  4393. .LP
  4394. .sp 1
  4395. In the same way, \fIk\fR\d\fIf\fR\\d\fIm\fR\ucan be expressed by:
  4396. \v'6p'
  4397. .sp 1P
  4398. .ce 1000
  4399. \fIk\fR \d\fIfm\fR \u = \fIk
  4400. \dn\u\fR 
  4401. @ left ( 1~\(em~ { \fIl\fR } over { fIL\fR } right ) @ 
  4402. .ce 0
  4403. .sp 1P
  4404. .PP
  4405. .sp 1
  4406. Equation (8\(hy3) is not applicable in cases where the earthing of
  4407. the metallic sheath is really excellent. The link is then considered to be
  4408. \*Qlong\*U and \fIk\fR\d\fIf\fR\\d\fIf\fR\\d`\u\ =\ \fIk\fR\d\fIf\fR\\d\fIm\fR\u\ 
  4409. =\ \fIk\fR\d\fIn\fR\u. 
  4410. .PP
  4411. The parameters required for the calculation are those of the cable
  4412. (\fIZ\fR
  4413. \u\fIE\fR\d\fI\fI\d\fIe\fR\u, \fIZ\fR
  4414. \u\fIE\fR\d\fI\fI\d\fIi\fR\u), the induced e.m.f.  per unit
  4415. length and the admittance per unit length\ \fIY\fR of the sheath in relation 
  4416. to the earth, which may be chosen according to ground resistivities between 
  4417. 1\ S and 
  4418. 10\ S (1\ S should be chosen if nothing is known about earthing quality).
  4419. .RT
  4420. .sp 1P
  4421. .LP
  4422. 8.3.1
  4423.     \fIInfluence of length\fR 
  4424. .sp 9p
  4425. .RT
  4426. .PP
  4427. The remarks relating to cables with insulating covering are also
  4428. applicable in this case.
  4429. .RT
  4430. .sp 1P
  4431. .LP
  4432. 8.3.2
  4433.     \fI\*QLong\*U links\fR 
  4434. .sp 9p
  4435. .RT
  4436. .PP
  4437. The screening factor is close to \fIk\fR\d\fIn\fR\u. The cable may or
  4438. may not be armoured, according to the results required.
  4439. .RT
  4440. .sp 1P
  4441. .LP
  4442. 8.3.3
  4443.     \fI\*QShort\*U links\fR 
  4444. .sp 9p
  4445. .RT
  4446. .PP
  4447. Screening factor \fIk\fR\d\fIf\fR\\d`\umay be estimated by means of Equation\ 
  4448. (8\(hy3). The cable should be armoured in most cases. 
  4449. .EF '%    ''
  4450. .OF '''    %'
  4451. .RT
  4452. .sp 1P
  4453. .LP
  4454. 8.4
  4455.     \fIDetermination of cable parameters\fR 
  4456. .sp 9p
  4457. .RT
  4458. .PP
  4459. If the nominal screening factor and impedance per unit length 
  4460. .PP
  4461. \fIZ\fR
  4462. \u\fIE\fR\d\fI\fI\d\fIi\fR\ucan be measured by means of the 
  4463. arrangement described  in
  4464. the \fIDirectives\fR (Vol.\ IX), determination of impedance per unit
  4465. length \fIZ\fR
  4466. \u\fIE\fR\d\fI\fI\d\fIe\fR\u
  4467. can\ be based:
  4468. .RT
  4469. .LP
  4470.     \(em
  4471.     either on a calculation based on the phaser diagram, plotted
  4472. from the measured parameters \fII\fR , \fIU\fR\d\fIo\fR\\d\fIi\fR\uand\ 
  4473. \fIU\fR\d\fIo\fR\\d\fIe\fR\u; 
  4474. .LP
  4475.     \(em
  4476.     or on the measurement of the voltage \fIU\fR\d\fIo\fR\\d\fIe\fR\uappearing
  4477. between the end of a conducting wire laid on the outside of the
  4478. sheath and reference point\ 3, the other end of the wire being
  4479. connected to the sheath (Figure\ 5/K.14).
  4480. .PP
  4481. For certain cables with screens consisting of several
  4482. non\(hyferromagnetic, highly\(hyconductive layers, these parameters can 
  4483. be measured more approximately by a coaxial\(hytype measuring device. 
  4484. .bp
  4485. .LP
  4486. .rs
  4487. .sp 25P
  4488. .ad r
  4489. \fBFigure 5/K.14, p.\fR 
  4490. .sp 1P
  4491. .RT
  4492. .ad b
  4493. .RT
  4494. .ce 1000
  4495. APPENDIX\ I
  4496. .ce 0
  4497. .ce 1000
  4498. (to Recommendation K.14)
  4499. .sp 9p
  4500. .RT
  4501. .ce 0
  4502. .ce 1000
  4503. \fBLetter symbols used in Recommendation K.14\fR 
  4504. .sp 1P
  4505. .RT
  4506. .ce 0
  4507. .LP
  4508.     \fIZ\fR
  4509. \u\fIE\fR\d\fI\fI\d\fIi\fR\u | 
  4510.     Internal impedance per unit length with
  4511. external return. For power frequencies, this value is close to
  4512. resistance per unit length for direct current.
  4513. .sp 1P
  4514. .RT
  4515. .LP
  4516.     \fIZ\fR
  4517. \u\fIE\fR\d\fI\fI\d\fIe\fR\u | 
  4518.     External impedance with external return per unit length.
  4519. .LP
  4520.     \fIZ\fR\d\fIs\fR\u | 
  4521.     Ground return impedance per unit length.
  4522. .LP
  4523.     \fIY\fR  | 
  4524.     Admittance per unit length of the sheath\(hyearth circuit.
  4525. .LP
  4526.     \fIP\fR  | 
  4527.     Propagation constant of the sheath\(hyearth circuit.
  4528. .LP
  4529.     \fIK\fR  | 
  4530.     Characteristic impedance of the sheath\(hyearth circuit.
  4531. .LP
  4532.     \fIW\fR  |
  4533. \fI
  4534. \dA\u\fR ,
  4535. \fIW\fR  |
  4536. \fI
  4537. \dB\u\fR  | 
  4538.     Impedance value of earths at the
  4539. ends of the sheath.
  4540. .LP
  4541.     \fIL\fR  | 
  4542.     Length of link subject to induction.
  4543. .LP
  4544.     \fIe\fR  | 
  4545.     Induced e.m.f. per unit length.
  4546. .LP
  4547.     \fIE\fR  | 
  4548.     Total induced e.m.f.
  4549. .LP
  4550.     \fII\fR  | 
  4551.     Current flowing through the sheath.
  4552. \v'1P'
  4553. .sp 2P
  4554. .LP
  4555.     \fBReference\fR 
  4556. .sp 1P
  4557. .RT
  4558. .LP
  4559. [1]
  4560.     CCITT manual \fIThe protection of telecommunication lines and\fR 
  4561. \fIequipment against lightning discharges\fR , Chapter\ 4, \(sc\ 2.1, ITU,
  4562. Geneva,\ 1974, 1978.
  4563. .LP
  4564. .bp
  4565.