قياس المقاومة الأرضية المنخفضة هو مفتاح نظام التأريض الصحيح

تعد حماية البرق جانبًا رئيسيًا للمؤسسات التي تعمل على تشغيل المعدات الكهربائية الحساسة ، وخاصة في صناعة البث. يتعلق خط الدفاع الأول ضد البرق والجهد هو نظام التأريض. ما لم يتم تصميمه وتثبيته بشكل صحيح ، فإن أي حماية للارتفاع لن تعمل.
يقع أحد مواقع جهاز الإرسال التلفزيوني لدينا في الجزء العلوي من جبل يبلغ ارتفاعه 900 قدم ويشتهر بتعرض لارتفاع البرق. تم تعيينني مؤخرًا لإدارة جميع مواقع المرسل الخاصة بنا ؛ لذلك ، تم نقل المشكلة لي.
تسبب ضربة الصواعق في عام 2015 في انقطاع التيار الكهربائي ، ولم يتوقف المولد عن الركض لمدة يومين متتاليين. عند التفتيش ، وجدت أن فتيل محول المرافق قد انفجر. لاحظت أيضًا أن شاشة LCD التلقائية التي تم تثبيتها حديثًا (ATS) هي فارغة. تتضرر كاميرا الأمان ، وبرنامج الفيديو من رابط الميكروويف فارغ.
ومما زاد الطين بلة ، عندما تم استعادة قوة الأداة المساعدة ، انفجرت ATS. من أجل إعادة الهواء ، اضطررت إلى تبديل ATS يدويًا. الخسارة المقدرة أكثر من 5000 دولار.
في ظروف غامضة ، لا يظهر حامي الارتفاع 480V LEA على الإطلاق. وقد أثار هذا اهتمامي لأنه يجب أن يحمي جميع الأجهزة في الموقع من هذه الحوادث. لحسن الحظ ، المرسل جيد.
لا توجد وثائق لتركيب نظام التأريض ، لذلك لا يمكنني فهم النظام أو قضيب التأريض. كما يتضح من الشكل 1 ، تكون التربة في الموقع رقيقة جدًا ، وبقية الأرض أدناه مصنوعة من صخرة Novaculite ، مثل عازل سيليكا. في هذه التضاريس ، لن تعمل قضبان الأرض المعتادة ، فأنا بحاجة إلى تحديد ما إذا كانت قد قامت بتثبيت قضيب أرضي كيميائي وما إذا كان لا يزال في غضون عمره المفيد.
هناك الكثير من الموارد حول قياس المقاومة الأرضية على الإنترنت. لإجراء هذه القياسات ، اخترت مقياس مقاومة الأرض 1625 ، كما هو مبين في الشكل 2. إنه جهاز متعدد الوظائف يمكنه استخدام قضيب الأرض فقط أو توصيل قضيب الأرض بالنظام لقياس التأريض. بالإضافة إلى ذلك ، هناك ملاحظات تطبيق ، يمكن للأشخاص متابعتها بسهولة للحصول على نتائج دقيقة. هذا متر باهظ الثمن ، لذلك استأجرنا واحد للقيام بهذه المهمة.
اعتاد مهندسو البث على قياس مقاومة المقاومات ، وفقط مرة واحدة ، سنحصل على القيمة الفعلية. مقاومة الأرض مختلفة. ما نبحث عنه هو المقاومة التي ستوفرها الأرض المحيطة عندما تمر تيار الطفرة.
لقد استخدمت طريقة "الانخفاض المحتمل" عند قياس المقاومة ، والتي تم شرح نظريةها في الشكل 1 والشكل 2. 3 إلى 5.
في الشكل 3 ، هناك قضيب أرضي من عمق معين وكومة C مع مسافة معينة من قضيب الأرض E. يتم توصيل مصدر الجهد VS بين الاثنين ، والتي ستولد تيار E بين الوبر C و قضيب الأرض. باستخدام مقياس الفولتميتر ، يمكننا قياس الجهد VM بين الاثنين. كلما اقتربنا من e ، انخفض الجهد VM. VM هو الصفر في ROD ROD E. من ناحية أخرى ، عندما نقيس الجهد القريب من Pile C ، يصبح VM مرتفعًا. في Equity C ، يساوي VM مصدر الجهد مقابل. بعد قانون أوم ، يمكننا استخدام الجهد VM والتيار C الناجم عن VS للحصول على مقاومة الأرض للأوساخ المحيطة.
على افتراض أنه من أجل المناقشة ، فإن المسافة بين قضيب الأرض E و Pile C هي 100 قدم ، ويتم قياس الجهد كل 10 أقدام من قضيب الأرض E إلى COB C. 4.
الجزء الأكثر فلاط هو قيمة المقاومة الأرضية ، وهي درجة تأثير قضيب الأرض. أبعد من ذلك هو جزء من الأرض الشاسعة ، ولن تخترق التيارات الطفرة. بالنظر إلى أن المعاوقة ترتفع وأعلى في هذا الوقت ، فهذا أمر مفهوم.
إذا كان طول قضيب الأرض طوله 8 أقدام ، يتم ضبط مسافة الوبر C عادة على 100 قدم ، والجزء المسطح من المنحنى حوالي 62 قدمًا. لا يمكن تغطية المزيد من التفاصيل الفنية هنا ، ولكن يمكن العثور عليها في نفس مذكرة التطبيق من Fluke Corp.
يوضح الشكل 5 الإعداد باستخدام Fluke 1625. يحتوي مقياس مقاومة التأريض 1625 على مولد الجهد الخاص به ، والذي يمكنه قراءة قيمة المقاومة مباشرة من العداد ؛ ليست هناك حاجة لحساب قيمة أوم.
القراءة هي الجزء السهل ، والجزء الصعب هو قيادة حصص الجهد. من أجل الحصول على قراءة دقيقة ، يتم فصل قضيب الأرض عن نظام التأريض. لأسباب تتعلق بالسلامة ، نتأكد من عدم وجود إمكانية للبرق أو العطل في وقت الانتهاء ، لأن النظام بأكمله يطفو على الأرض أثناء عملية القياس.
الشكل 6: نظام Lyncole Xit Ground Rod. السلك غير المتصل ليس هو الموصل الرئيسي لنظام التأريض الميداني. متصل بشكل رئيسي تحت الأرض.
عند النظر حولها ، وجدت قضيب الأرض (الشكل 6) ، وهو بالفعل قضيب أرضي كيميائي تنتجه أنظمة Lyncole. يتكون قضيب الأرض من قطره 8 بوصات ، 10 أقدام مملوء بمزيج خاص الطين يسمى Lynconite. في منتصف هذا الثقب يوجد أنبوب نحاسي مجوف من نفس الطول بقطر 2 بوصة. يوفر Lynconite الهجين مقاومة منخفضة للغاية للقضيب الأرضي. أخبرني أحدهم أنه في عملية تثبيت هذا القضيب ، تم استخدام المتفجرات لصنع ثقوب.
بمجرد زرع الجهد والأكوام الحالية في الأرض ، يتم توصيل سلك من كل كومة إلى العداد بدوره ، حيث تتم قراءة قيمة المقاومة.
حصلت على قيمة مقاومة أرضية من 7 أوم ، وهي قيمة جيدة. يتطلب القانون الكهربائي الوطني أن يكون القطب الأرضي 25 أوم أو أقل. نظرًا للطبيعة الحساسة للمعدات ، تتطلب صناعة الاتصالات عادة 5 أوم أو أقل. النباتات الصناعية الكبيرة الأخرى تتطلب مقاومة أرضية أقل.
كممارسة ، أطلب دائمًا المشورة والرؤى من أشخاص أكثر خبرة في هذا النوع من العمل. لقد طلبت من Fluke Technical Support عن التناقضات في بعض القراءات التي حصلت عليها. قالوا إنه في بعض الأحيان قد لا تتواصل المخاطر بشكل جيد مع الأرض (ربما لأن الصخرة صعبة).
من ناحية أخرى ، ذكرت Lyncole Ground Systems ، الشركة المصنعة لقضبان الأرض ، أن معظم القراءات منخفضة للغاية. يتوقعون قراءات أعلى. ومع ذلك ، عندما قرأت مقالات حول قضبان الأرض ، يحدث هذا الاختلاف. وجدت دراسة أجرت قياسات كل عام لمدة 10 سنوات أن 13-40 ٪ من قراءاتها كانت مختلفة عن القراءات الأخرى. كما استخدموا نفس قضبان الأرض التي استخدمناها. لذلك ، من المهم إكمال قراءات متعددة.
طلبت من مقاول كهربائي آخر تثبيت اتصال سلك أرضي أقوى من المبنى إلى قضيب الأرض لمنع سرقة النحاس في المستقبل. كما أجروا قياس مقاومة أرضية أخرى. ومع ذلك ، فقد هطل الأمطار قبل أيام قليلة من أخذ القراءة وكانت القيمة التي حصلوا عليها أقل من 7 أوم (أخذت القراءة عندما كانت جافة للغاية). من هذه النتائج ، أعتقد أن قضيب الأرض لا يزال في حالة جيدة.
الشكل 7: تحقق من الاتصالات الرئيسية لنظام التأريض. حتى إذا كان نظام التأريض متصلاً بقضيب الأرض ، يمكن استخدام المشبك للتحقق من مقاومة الأرض.
لقد قمت بنقل القامع 480V للارتداد إلى حد ما في الخط بعد مدخل الخدمة ، بجانب مفتاح الفصل الرئيسي. كانت في زاوية المبنى. كلما كانت هناك زيادة في البرق ، فإن هذا الموقع الجديد يضع قمع الطفرة في المقام الأول. ثانياً ، يجب أن تكون المسافة بينه وبين قضيب الأرض أقصر قدر الإمكان. في الترتيب السابق ، جاء ATS أمام كل شيء واتخذ دائمًا زمام المبادرة. الأسلاك ثلاثية الطور المتصلة بمثبط الطفرة وتوصيله الأرضي أقصر للحد من المعاوقة.
عدت مرة أخرى للتحقيق في سؤال غريب ، لماذا لم ينجح مثبط الصدمة عندما انفجرت ATS أثناء طفرة البرق. هذه المرة ، قمت بفحص جميع الاتصالات الأرضية والمحايدة لجميع لوحات قاطع الدائرة ، ومولدات النسخ الاحتياطي ، والمجالات.
لقد وجدت أن الاتصال الأرضي للوحة قاطع الدائرة الرئيسية مفقودة! هذا هو المكان الذي يتم فيه تأريض مثبط الطفرة و ATS (لذلك هذا هو أيضًا السبب وراء عدم عمل مثبط الزيادة).
لقد ضاع لأن اللص النحاسي قطع الاتصال باللوحة في وقت ما قبل تثبيت ATS. قام المهندسون السابقون بإصلاح جميع الأسلاك الأرضية ، لكنهم لم يتمكنوا من استعادة الاتصال الأرضي بلوحة قاطع الدائرة. ليس من السهل رؤيته السلك المقطوع لأنه على ظهر اللوحة. لقد أصلحت هذا الاتصال وجعلته أكثر أمانًا.
تم تثبيت ATS 480V ATS الجديدة ثلاثية الطور ، واستخدمت ثلاثة نوى حلقيات ناوتل فيرايت في المدخلات ثلاثية الطور من ATS لحماية إضافية. أتأكد من أن عداد القامع للارتفاع يعمل أيضًا حتى نعرف عند حدوث حدث زيادة.
عندما جاء موسم العاصفة ، سار كل شيء على ما يرام وكان ATS يعمل بشكل جيد. ومع ذلك ، لا يزال فتيل محول القطب ينفخ ، لكن هذه المرة لم تعد ATS وجميع المعدات الأخرى في المبنى تتأثر بالزيادة.
نطلب من شركة الطاقة التحقق من المصهر المنفجر. قيل لي إن الموقع في نهاية خدمة خط النقل من ثلاث مراحل ، لذلك فهو أكثر عرضة للمشاكل. قاموا بتنظيف الأعمدة وقاموا بتركيب بعض المعدات الجديدة فوق محولات القطب (أعتقد أنها أيضًا نوع من مثبطات الطفرة) ، والتي منعت بالفعل الصمامات من الاحتراق. لا أعرف ما إذا كانوا قد فعلوا أشياء أخرى على خط النقل ، ولكن بغض النظر عن ما يفعلونه ، فهو يعمل.
حدث كل هذا في عام 2015 ، ومنذ ذلك الحين ، لم نواجه أي مشاكل تتعلق بزيادة الجهد أو العواصف الرعدية.
في بعض الأحيان يكون حل مشاكل زيادة الجهد أمرًا سهلاً. يجب توخي الحذر وشامل لضمان أخذ جميع المشكلات في الاعتبار في الأسلاك والاتصال. النظرية وراء أنظمة التأريض والبرق تستحق الدراسة. من الضروري فهم مشكلات التأريض المفرد وتدرجات الجهد وإمكانات الأرض تمامًا خلال الأعطال من أجل اتخاذ القرارات الصحيحة أثناء عملية التثبيت.
عمل John Marcon ، CBTE CBRE ، في الآونة الأخيرة منصب كبير المهندسين بالنيابة في شبكة تلفزيون Victory (VTN) في ليتل روك ، أركنساس. لديه 27 عامًا من الخبرة في أجهزة الإذاعة الإذاعية والتلفزيونية وغيرها من المعدات ، وهو أيضًا مدرس إلكترونيات محترف سابق. وهو مهندس إذاعي معتمد من SBE وتلفزيون مع درجة البكالوريوس في هندسة الإلكترونيات والاتصالات.
لمزيد من هذه التقارير ، والبقاء على اطلاع دائم بجميع الأخبار والميزات والتحليلات الرائدة في السوق ، يرجى الاشتراك في النشرة الإخبارية هنا.
على الرغم من أن لجنة الاتصالات الفيدرالية مسؤولة عن الارتباك الأولي ، إلا أن مكتب الإعلام لا يزال لديه تحذير ليصدر للمرخص له
© 2021 Future Publishing Limited ، Quay House ، The Ambury ، Bath BA1 1UA. جميع الحقوق محفوظة. رقم تسجيل شركة إنجلترا وويلز 2008885.