Защитата на мълния е ключов аспект на организациите, работещи с чувствително електрическо оборудване, особено в индустрията за излъчване. Свързано с първата линия на защита срещу мълния и напрежението е системата за заземяване. Освен ако не е проектиран и инсталиран правилно, всяка защита от пренапрежение няма да работи.
Един от сайтовете ни за телевизионни предаватели е разположен на върха на планина с височина 900 фута и е известен с това, че изпитва мълния. Наскоро бях назначен да управлявам всички наши сайтове за предаватели; Следователно проблемът ми беше предаден.
Удар на мълния през 2015 г. предизвика прекъсване на електрозахранването и генераторът не спря да работи в продължение на два поредни дни. При проверка установих, че предпазителят на трансформатора на полезността е издухал. Също така забелязах, че наскоро инсталираният LCD дисплей за автоматично прехвърляне (ATS) е празен. Камерата за сигурност е повредена, а видео програмата от микровълновата връзка е празна.
За да се влошат нещата, когато мощността на полезността е била възстановена, ATS избухна. За да се повторно, бях принуден да превключвам ATS ръчно. Прогнозната загуба е над 5000 долара.
Мистериозно, трифазният протектор на Surge 480 Vea LEA изобщо не показва признаци на работа. Това предизвика интереса ми, защото трябва да защити всички устройства в сайта от подобни инциденти. За щастие, предавателят е добър.
Няма документация за инсталирането на заземяващата система, така че не мога да разбера системата или заземяващия прът. Както може да се види от фигура 1, почвата на място е много тънка, а останалата част от земята отдолу е направена от новакулитна скала, като изолатор на базата на силициев диоксид. В този терен обичайните наземни пръти няма да работят, трябва да определя дали са инсталирали химически заземен пръч и дали той все още е в полезния му живот.
В интернет има много ресурси за измерване на съпротивата на земята. За да направя тези измервания, избрах измерването на заземяването на Fluke 1625, както е показано на фигура 2. Това е многофункционално устройство, което може да използва само заземния прът или да свърже заземяващия прът към системата за измерване на заземяването. В допълнение към това има бележки за приложението, които хората лесно могат да следват, за да получат точни резултати. Това е скъп метър, така че ние наехме един, за да свършим работата.
Инженерите на излъчване са свикнали да измерват устойчивостта на резисторите и само веднъж ще получим действителната стойност. Съпротивата на земята е различна. Това, което търсим, е съпротивата, която околната земя ще осигури при преминаването на тока на пренапрежение.
Използвах метода на „потенциален спад“ при измерване на съпротивлението, която теорията на която е обяснена на фигура 1 и фигура 2. 3 до 5.
На фигура 3 има заземен прът e с дадена дълбочина и купчина С с определено разстояние от заземяващия прът E. Източникът на напрежението VS е свързан между двете, което ще генерира ток Е между купчината С и ТОГА заземен прът. Използвайки волтметър, можем да измерим VM на напрежението между двете. Колкото по -близо сме до E, толкова по -ниско става VM на напрежението. VM е нула при заземяващия прът E. От друга страна, когато измерваме напрежението, близо до купчината С, VM става високо. При акции C VM е равен на източника на напрежение Vs. След закона на Ом можем да използваме VM на напрежението и тока C, причинен от VS, за да получим съпротивлението на заземяването на заобикалящата мръсотия.
Ако приемем, че в името на дискусията, разстоянието между заземяващия прът Е и купчината С е 100 фута, а напрежението се измерва на всеки 10 фута от заземяващия прът до купчина С. Ако начертаете резултатите, кривата на съпротивление трябва да изглежда като фигура 4.
Най -плоската част е стойността на съпротивлението на земята, която е степента на влияние на земния прът. Отвъд това е част от огромната земя и пренапрежението вече няма да проникне. Като се има предвид, че импедансът става все по -висок и по -висок в този момент, това е разбираемо.
Ако земният прът е дълъг 8 фута, разстоянието на купчината С обикновено е настроено на 100 фута, а плоската част на кривата е около 62 фута. Тук не могат да бъдат разгледани повече технически подробности, но те могат да бъдат намерени в една и съща бележка за приложение от Fluke Corp.
Настройката, използваща Fluke 1625, е показана на фигура 5. 1625 заземяващ метър има свой собствен генератор на напрежение, който може да прочете стойността на съпротивлението директно от електромера; Не е необходимо да се изчислява стойността на ома.
Четенето е лесната част, а трудната част е задвижването на залозите на напрежението. За да се получи точно отчитане, заземяващият прът се изключва от заземяването на системата. От съображения за безопасност се уверяваме, че няма възможност за мълния или неизправност в момента на завършване, тъй като цялата система плава на земята по време на процеса на измерване.
Фигура 6: Lyncole System Xit заземен прът. Показаният изключен проводник не е основният конектор на заземяването на полето. Главно свързана под земята.
Оглеждайки се, намерих заземния прът (фигура 6), който наистина е химичен заземен прът, произведен от линколни системи. Заземяващият прът се състои от 8-инчов диаметър, 10-футов отвор, напълнен със специална глинена смес, наречена Lynconite. В средата на този отвор е куха медна тръба със същата дължина с диаметър 2 инча. Хибридният линконит осигурява много ниска устойчивост на заземяващия прът. Някой ми каза, че в процеса на инсталиране на този прът са били използвани експлозиви за приготвяне на дупки.
След като на земята се имплантира напрежението и токът на земята, от своя страна е свързана жица от всяка купчина, където стойността на съпротивлението се чете.
Получих стойност на съпротивлението на земята от 7 ома, което е добра стойност. Националният електрически кодекс изисква наземният електрод да бъде 25 ома или по -малко. Поради чувствителния характер на оборудването, телекомуникационната индустрия обикновено изисква 5 ома или по -малко. Други големи индустриални централи изискват по -ниска устойчивост на земята.
Като практика винаги търся съвет и прозрения от хора, които са по -опитни в този тип работа. Попитах техническата поддръжка на Fluke за несъответствията в някои от четенията, които получих. Те казаха, че понякога залозите може да не осъществяват добър контакт със земята (може би защото скалата е трудна).
От друга страна, Lyncole Ground Systems, производителят на заземяващи пръти, заяви, че повечето от показанията са много ниски. Те очакват по -високи показания. Въпреки това, когато чета статии за наземните пръти, тази разлика се случва. Проучване, което прави измервания всяка година в продължение на 10 години, установи, че 13-40% от показанията им са различни от другите показания. Те също използваха същите заземени пръти, които използвахме. Ето защо е важно да се завършат множество показания.
Помолих друг електрически изпълнител да инсталира по -силна връзка на заземяването от сградата към заземния прът, за да предотврати кражбата на мед в бъдеще. Те също извършиха още едно измерване на наземното съпротивление. Въпреки това, валеше няколко дни, преди да вземат четенето и стойността, която получиха, беше дори по -ниска от 7 ома (взех четенето, когато беше много сухо). От тези резултати вярвам, че наземният прът все още е в добро състояние.
Фигура 7: Проверете основните връзки на заземяващата система. Дори ако системата за заземяване е свързана към заземния прът, за проверка на съпротивлението на земята може да се използва скоба.
Преместих 480V супресор на пренапрежение до точка в линията след входа на обслужването, до основния превключвател за изключване. Преди беше в ъгъл на сградата. Всеки път, когато има скок на мълния, това ново място поставя на първо място супресорът на пренапрежение. Второ, разстоянието между него и наземния прът трябва да бъде възможно най -кратко. В предишното споразумение ATS идва пред всичко и винаги пое преднината. Трифазните проводници, свързани с супресора на пренапрежение и неговата заземяваща връзка, са по-къси за намаляване на импеданса.
Върнах се отново, за да проуча странен въпрос, защо супресорът на пренапрежение не работи, когато ATS избухна по време на мълнията. Този път добре проверих всички заземени и неутрални връзки на всички панели на прекъсвачите, резервни генератори и предаватели.
Открих, че наземната връзка на основния панел на прекъсвача липсва! Тук също са заземяващи потискането на пренапрежение и ATS (така че това е и причината, поради която супресорът на пренапрежение не работи).
Той беше загубен, защото медният крадец отряза връзката с панела някъде преди да бъде инсталиран ATS. Предишните инженери ремонтираха всички заземени проводници, но те не успяха да възстановят заземяването на заземяването към панела на прекъсвача. Изрязаният проводник не е лесно да се види, защото е на гърба на панела. Поправих тази връзка и я направих по -сигурен.
Инсталиран е нов трифазен 480V ATS и в трифазния вход на ATS за допълнителна защита са използвани три фазови феритни тороидни ядра. Уверявам се, че броячът на подтискането на пренапрежение също работи, така че да знаем кога се появи събитие на пренапрежение.
Когато дойде сезонът на бурята, всичко мина добре и ATS вървеше добре. Въпреки това, предпазителят на трансформатора на полюсите все още духа, но този път ATS и цялото друго оборудване в сградата вече не са засегнати от скока.
Молим Power Company да провери издухания предпазител. Казаха ми, че сайтът е в края на трифазната услуга за преносната линия, така че е по-предразположен към пренапрежение на проблемите. Те почистиха стълбовете и инсталираха ново оборудване отгоре на полюсните трансформатори (вярвам, че те също са някакъв вид подтискащ пренапрежение), което наистина попречи на предпазителя да изгори. Не знам дали са направили други неща на предавателната линия, но без значение какво правят, това работи.
Всичко това се случи през 2015 г. и оттогава не сме се сблъсквали с проблеми, свързани с скокове на напрежението или гръмотевични бури.
Решаването на проблеми с пренапрежението на напрежението понякога не е лесно. Трябва да се внимава и задълбочено, за да се гарантира, че всички проблеми се вземат предвид при окабеляването и връзката. Теорията зад заземяващите системи и гръмотевичните скокове си струва да се изучава. Необходимо е да се разберат напълно проблемите на заземяването с една точка, градиентите на напрежението и потенциала на земята се повишават по време на неизправности, за да се вземат правилни решения по време на процеса на инсталиране.
Джон Марсън, CBTE CBRE, наскоро беше изпълняващ длъжността главен инженер в телевизионната мрежа на Victory (VTN) в Little Rock, Арканзас. Той има 27 -годишен опит в радио и телевизионни предаватели и друго оборудване, а също така е бивш учител по професионална електроника. Той е сертифициран от SBE излъчване и телевизионно излъчване с бакалавърска степен по електроника и комуникационно инженерство.
За повече такива доклади и за да бъдем в течение с всички наши водещи на пазара новини, функции и анализ, моля, регистрирайте се за нашия бюлетин тук.
Въпреки че FCC е отговорен за първоначалното объркване, медийното бюро все още има предупреждение да бъде издадено на лицензополучателя
© 2021 Future Publishing Limited, Quay House, The Ambury, Bath Ba1 1UA. Всички права запазени. Регистрационен номер на Англия и Уелс Компания 2008885.
Време за публикация: юли-14-2021
