¿Enterrar un cable lo protege?

TL;DR: ¿Enterrar un cable proporciona protección? Es decir, ¿es un cable blindado en el aire equivalente a un cable sin blindaje enterrado ~ 6 pulgadas en el suelo?

Long: Soy técnico en una universidad. No tengo capacitación formal en ingeniería eléctrica, pero una de mis tareas es diseñar un sistema de monitoreo ambiental para el campo. Los sensores de voltaje analógico (termopares) serán leídos por un dispositivo en el campo, y la señal pasará ~100 m a un registrador de datos a través de cables enterrados poco profundos. Al seleccionar estos cables, me preocupaba la caída de voltaje (ya que la señal del termopar es un voltaje muy bajo para empezar) y el blindaje del cable (ya que hay líneas de transmisión de energía en el área y fuente de alimentación de CA para el registrador de datos en la misma caja). ). Le pedí consejo a un técnico con más experiencia, y me aconsejó que en esta aplicación se preocuparía por ambas cosas.

Sin embargo, cuando me acerqué al gerente del proyecto sobre esto, me dijeron que no me preocupara por la caída de voltaje (sin dar ninguna razón) y que enterrar un cable sin blindaje era "lo mismo que protegerlo". Puedo pedir un cable sin blindaje y no perder más tiempo en el problema... pero me preocupa que el gerente solo esté tratando de ahorrar dinero y que esto pueda volver a mordernos (es decir, crearé más trabajar para mí mismo) en el futuro.

También soy generalmente curioso. ¿Tiene razón al decir que un cable blindado y un cable no blindado enterrado a menos de 6 pulgadas en el suelo son equivalentes?

*Editar para agregar detalles: el sitio es un bosque de pinos con suelo predominantemente arenoso bien drenado (seco). No tengo mucha experiencia para continuar, pero diría que es bastante silencioso para EM. Hay una línea de alta potencia a unos 200 m de los termopares y 120 V CA que pasa por cables de extensión exteriores; las líneas de 120 V están ubicadas en el mismo lugar y, en algunos casos, funcionarán junto a los TC.

** Editar para aclarar: no me preocupa la caída de voltaje en el termopar en sí. Me preocupa la caída del cable de 100 m que transportará la señal desde el lector de voltaje del termopar (un multiplexor Campbell Scientific AM16/32B) hasta el registrador de datos (un Campbell CR1000).

¿Qué tipo de entorno EMI es su área? Para darle algunos ejemplos: bajo el agua será bastante silencioso, el taller de soldadura por arco es muy ruidoso. Mencionaste " sistema de monitoreo ambiental para el campo ". ¿Es literalmente un campo agrícola?
No tengo la experiencia suficiente para calificarlo bien, pero voy a decir tranquilo. Es un bosque manejado - parcelas de 1 hectárea, cada una con diferentes densidades de árboles. No hay actividad eléctrica dentro del bosque que no sea el suministro de CA principal (120 V, 60 Hz) que se ejecuta en los recintos electrónicos (básicamente, un cable de extensión grande que se extiende ~ 200 m hacia el bosque desde las líneas eléctricas del borde de la carretera).

Respuestas (2)

Se debe en gran parte al contenido de humedad.

Coloque un cable sin blindaje en unas pocas pulgadas de arena seca con aún más pulgadas de arena seca debajo y se verá en gran medida como un cable sin blindaje colocado sobre el suelo con respecto a los campos eléctricos que podría generar. Tal vez las pérdidas dieléctricas reduzcan los valores de campo E de alta frecuencia.

En cuanto a los campos magnéticos, apenas se verán disminuidos.

El contenido de agua dificulta la vida de los campos E y el agua salada protege mucho mejor que el agua del grifo. Por eso es tan difícil usar ondas de radio bajo el agua. La penetración es muy pobre excepto en frecuencias muy bajas.

Edité la pregunta para proporcionar más detalles del sitio; básicamente, parece que tenemos el peor de los casos para protegernos del suelo. ¿Hay alguna manera de probar la interferencia EM en el cable? Supongo que lo más simple sería mirar la señal de un cable blindado frente a un cable no blindado... suponiendo que solo pueda permitirme un cable no blindado, ¿aparecería EMI como una gran cantidad de ruido en la señal?
¿Puedes ser claro acerca de cuáles son tus preocupaciones? ¿Es este EM producido por su cable o EM recibido por su cable? ¿Qué ancho de banda de señal quieres?
Mi preocupación es que varias personas me han dicho que las señales de termopar necesitan protección (por ejemplo, @WhatRoughBeast a continuación), pero mi jefe no quiere un cable blindado por alguna razón, así que quería entender cuál es exactamente el riesgo, qué tan grave es. y cómo detectar el problema si ocurre con un cable sin blindaje. Es una señal de CC, así que no creo que tenga un ancho de banda... ¿verdad? No hay una onda regular, aunque las fluctuaciones en la temperatura medida por los termopares probablemente estarán en una escala horaria, con un ciclo diario. El problema potencial se recibe EM, por ejemplo, de las líneas de alimentación de CA.
Si el ancho de banda es realmente bajo como usted dice, entonces el filtrado debería eliminar la captación de ruido, pero asegúrese de que su amplificador de entrada tenga protección en caso de que se presente una falla importante.
¡Gracias por la inmersión profunda aquí! Una última duda aclaratoria: En el ing. eléctrico. léxico, ¿el término "señal" generalmente se refiere solo a la corriente cíclica? Por ejemplo, si tuviera un sensor que emitiera un solo voltaje de CC (por ejemplo, 50 mV) y nunca cambiara (tal vez un sensor inútil, pero por el bien del argumento...) "señal" seguiría siendo un término apropiado para usar para referirme a ese voltaje? Y si es así, ¿se seguiría diciendo que esa señal tiene un "ancho de banda"?
Todo lo útil tiene ancho de banda. Si su señal tuviera un ancho de banda cero, luego de activar el sensor, tomaría un tiempo infinito para alcanzar su valor establecido. La señal se aplica a la corriente y el voltaje y no a una forma de onda de potencia; tenga en cuenta que lo llamo forma de onda.

Caída de voltaje - no hay problema. Si bien los voltajes de TC son bajos, también son de baja impedancia y los acondicionadores de TC generalmente son de alta impedancia, por lo que debería haber poco efecto.

Blindaje - Umm, eso es un problema. Dios mío, sí. Sus cables TC actuarán como una antena, y con un recorrido tan largo, esperaría todo tipo de captación. Por lo menos, optaría por pares protegidos, con el escudo conectado a tierra en el acondicionador. Definitivamente no confiaría en el efecto protector de la tierra, a menos que tal vez estés trabajando en un pantano. Este artículo sugiere convertir a un bucle de corriente de 4-20 mA para distancias superiores a 150 pies. Además, si está utilizando TC comerciales, debe buscar sensores sin conexión a tierra. Estos responderán más lentamente, pero darán menos dolor en presencia de cosas como bucles de tierra.

No estaba familiarizado con el término "acondicionador", pero creo que nuestro conjunto de multiplexor/registrador cumple esa función: el TC se lee en terminales de alta impedancia, con un termistor en esos terminales para proporcionar compensación de temperatura de unión. Puedo malinterpretar su respuesta, pero he editado la pregunta para aclarar el punto: el termopar no funciona durante ~ 100 m, un multiplexor lee el voltaje a ~ 30 m, luego la señal se transporta ~ 100 m en Cable de cobre. Creo que su punto sobre el cable largo que actúa como antena sigue siendo correcto. Nuestros TC son caseros y no tienen conexión a tierra.
Le mencionaré a mi jefe los acondicionadores de TC industriales: dependiendo de su costo, pueden ser una mejor manera de medir los TC que nuestro método actual (usando un multiplexor CampbellSci).