Ochrana Lightningu je klíčovým aspektem organizací provozujících citlivá elektrická zařízení, zejména v odvětví vysílání. Systém uzemnění souvisí s první obrannou linií proti bleskovým a napěťovým přepětím. Pokud není nainstalována a nainstalována správně, nebude žádná ochrana přepětí fungovat.
Jedno z našich stránek televizních vysílačů se nachází na vrcholu hory o výšce 900 stop a je známá tím, že prožívá přepětí blesku. Nedávno jsem byl přidělen pro správu všech našich stránek vysílače; Problém byl proto přenesen mi.
Úder Lightning v roce 2015 způsobil výpadek napájení a generátor nepřestal běžet dva po sobě následující dny. Po inspekci jsem zjistil, že pojistka transformátoru užitkového motoru vyhodila. Také jsem si všiml, že nově nainstalovaný přepínač automatického přenosu (ATS) LCD je prázdný. Bezpečnostní kamera je poškozena a video program z mikrovlnného odkazu je prázdný.
Aby to bylo ještě horší, když byla obnovena energie, explodovala ATS. Abychom mohli znovu zasílat, byl jsem nucen ručně přepínat ATS. Odhadovaná ztráta je více než 5 000 $.
Záhadně, chrátel přepětí 480V LEA nevykazuje žádné známky práce vůbec. To vzbudilo můj zájem, protože by měla chránit všechna zařízení na webu před těmito incidenty. Naštěstí je vysílač dobrý.
Neexistuje žádná dokumentace pro instalaci uzemňovacího systému, takže nerozumím systému ani uzemňovací tyči. Jak je vidět z obrázku 1, půda na místě je velmi tenká a zbytek země je vyroben z novakulitové horniny, jako izolátor na bázi oxidu křemičitého. V tomto terénu nebudou fungovat obvyklé pozemní tyče, musím zjistit, zda nainstalovaly chemickou zemskou tyč a zda je stále v jeho užitečné životnosti.
Na internetu existuje mnoho zdrojů o měření pozemního odporu. Pro provedení těchto měření jsem vybral měřič pozemního odporu Fluke 1625, jak je znázorněno na obrázku 2. Jedná se o multifunkční zařízení, které může použít pouze zemní tyč nebo připojit zemnící tyč k systému pro uzemnění. Kromě toho existují poznámky k aplikacím, které lidé mohou snadno sledovat, aby dosáhli přesných výsledků. Jedná se o drahý měřič, takže jsme si pronajali jeden k práci.
Vysílací inženýři jsou zvyklí na měření odporu rezistorů a pouze jednou získáme skutečnou hodnotu. Pozemní odpor je jiný. Hledáme odpor, který okolní půda poskytne, když přepětí projde.
Při měření odporu jsem použil metodu „potenciálního poklesu“, jehož teorie je vysvětlena na obrázku 1 a na obrázku 2. 3 až 5.
Na obrázku 3 je zemní tyč e dané hloubky a hromada C s určitou vzdáleností od zemního tyče E. Zdroj napětí vs je připojen mezi těmito dvěma, což bude generovat proud e mezi hromadou C a zemní tyč. Pomocí voltmetru můžeme měřit napětí VM mezi nimi. Čím blíže jsme e, čím nižší se napětí VM stává. VM je nula na zemní tyč E. Na druhé straně, když měříme napětí blízko hromady C, VM se stává vysokým. Při vlastním kapitálu C se VM rovná zdroji napětí Vs. Podle Ohmova zákona můžeme použít napětí VM a proud C způsobený VS k získání pozemního odporu okolní nečistoty.
Za předpokladu, že pro diskusi je vzdálenost mezi zemnící tyč E a hromadou C 100 stop a napětí se měří každých 10 stop od zemního tyče E po hromadu C. Pokud vykreslujete výsledky, měla by křivka odporu vypadat jako postava jako postava 4.
Nejplatnější část je hodnota odolnosti proti pozemnímu, což je stupeň vlivu pozemní tyče. Kromě toho je součástí obrovské země a přepěťové proudy již nebudou proniknout. Vzhledem k tomu, že impedance se v tuto chvíli zvyšuje a vyšší, je to pochopitelné.
Pokud je pozemní tyč dlouhá 8 stop, vzdálenost hromady C je obvykle nastavena na 100 stop a plochá část křivky je asi 62 stop. Zde nelze zakrýt více technických podrobností, ale lze je nalézt ve stejné aplikační poznámce od Fluke Corp.
Nastavení pomocí Fluke 1625 je znázorněno na obrázku 5. Měřič uzemňovací odpory 1625 má svůj vlastní generátor napětí, který může číst hodnotu odporu přímo z měřiče; Není třeba vypočítat hodnotu OHM.
Čtení je snadná část a obtížná část je řízení napěťových sázek. Za účelem získání přesného čtení je pozemní tyč odpojen od uzemňovacího systému. Z bezpečnostních důvodů se ujišťujeme, že v době dokončení není možné blesk nebo poruchu, protože celý systém se během procesu měření vznáší na zemi.
Obrázek 6: Lyncole System Xit Ground Rod. Zobrazený odpojený vodič není hlavním konektorem systému uzemnění pole. Hlavně připojené podzemí.
Když jsem se rozhlédl, našel jsem zemnící tyč (obrázek 6), což je skutečně chemická zemní tyč produkovaná Lyncole Systems. Zlomek se skládá z průměru 8 palců 10 stop naplněné speciální hliněnou směsí zvanou Lynconite. Uprostřed této díry je dutá měděná trubice stejné délky s průměrem 2 palců. Hybridní lynconite poskytuje velmi nízkou odolnost pro zemní tyč. Někdo mi řekl, že v procesu instalace této tyče byly výbušniny použity k výrobě děr.
Jakmile jsou hromady napětí a proudu implantovány do země, z každé hromady k měřiči je připojen drát, kde se čte hodnota odporu.
Dostal jsem hodnotu pozemního odporu 7 ohmů, což je dobrá hodnota. Národní elektrický kód vyžaduje, aby pozemní elektroda byla 25 ohmů nebo méně. Vzhledem k citlivé povaze zařízení vyžaduje telekomunikační průmysl obvykle 5 ohmů nebo méně. Jiné velké průmyslové rostliny vyžadují nižší odolnost proti pozemnímu pozemku.
Jako praxe vždy hledám rady a poznatky od lidí, kteří mají zkušenost s tímto typem práce. Zeptal jsem se technické podpory Fluke o nesrovnalostech v některých odečtech, které jsem dostal. Řekli, že někdy sázky nemusí navázat dobrý kontakt se zemí (snad proto, že skála je těžká).
Na druhé straně, Lyncole Ground Systems, výrobce pozemních tyčí, uvedl, že většina hodnot je velmi nízká. Očekávají vyšší hodnoty. Když však četl články o pozemních tyčích, dochází k tomuto rozdílu. Studie, která probíhala měření každý rok po dobu 10 let, zjistila, že 13-40% jejich čtení se lišilo od ostatních hodnot. Použili také stejné pozemní tyče, které jsme použili. Proto je důležité dokončit více čtení.
Požádal jsem jiného elektrického dodavatele, aby nainstaloval silnější připojení odzemního drátu z budovy k zemnímu prutu, aby se v budoucnu zabránilo krádeži mědi. Provedli také další měření pozemního odporu. Pršelo však několik dní předtím, než si vzali čtení a hodnota, kterou dostali, byla ještě nižší než 7 ohmů (čtení jsem si vzal, když bylo velmi suché). Z těchto výsledků se domnívám, že pozemní tyč je stále v dobrém stavu.
Obrázek 7: Zkontrolujte hlavní spojení uzemňovacího systému. I když je uzemňovací systém připojen k zemnímu tyčce, může být použita svorka ke kontrole odolnosti proti země.
Po vchodu do služby jsem posunul supresor 480V do bodu v řádku vedle hlavního spínače odpojení. Bývalo to v rohu budovy. Kdykoli dojde k přepětí blesku, toto nové umístění dává přepětí potlačující. Za druhé, vzdálenost mezi ním a zemní tyč by měla být co nejkratší. V předchozím uspořádání přišla ATS před všechno a vždy se ujala vedení. Třífázové dráty spojené s potlačováním přepětí a jeho pozemní spojení jsou zkráceny, aby se snížila impedance.
Vrátil jsem se znovu, abych prozkoumal podivnou otázku, proč supresor přepětí nefungoval, když ATS explodoval během přepětí blesku. Tentokrát jsem důkladně zkontroloval všechny pozemní a neutrální připojení všech panelů jističe, záložních generátorů a vysílačů.
Zjistil jsem, že pozemní připojení panelu jističe hlavního obvodu chybí! To je také místo, kde jsou uzemněny supresor a ATS (proto je to také důvod, proč přepětí potlačení nefunguje).
Byl ztracen, protože zloděj mědi přerušil spojení s panelem někdy před instalací ATS. Předchozí inženýři opravili všechny pozemní dráty, ale nemohli obnovit pozemní připojení k panelu jističe. Řezaný drát není snadné vidět, protože je na zadní straně panelu. Opravil jsem toto spojení a učinil jsem to bezpečnější.
Byla nainstalována nová třífázová 480V ATS a na třífázovém vstupu ATS byla použita tři Nautel Ferrite toroidální jádra pro další ochranu. Ujišťuji se, že pult přepětí potlačení funguje také, abychom věděli, kdy dojde k přepěťové události.
Když přišla bouřková sezóna, všechno šlo dobře a ATS běžel dobře. Pojistka transformátoru tyče však stále fouká, ale tentokrát ATS a všechna ostatní zařízení v budově již nejsou ovlivněny nárůstem.
Žádáme energetickou společnost, aby zkontrolovala foukanou pojistku. Bylo mi řečeno, že web je na konci třífázové služby přenosové vedení, takže je náchylnější k přepěťovým problémům. Vyčistili sloupy a nainstalovali nějaké nové vybavení na vrchol pólových transformátorů (věřím, že jsou také nějaký druh přepětí potlačující), což skutečně zabránilo spálení pojistky. Nevím, jestli na přenosové lince udělali jiné věci, ale bez ohledu na to, co dělají, funguje to.
To vše se stalo v roce 2015 a od té doby jsme se nesetkali s žádnými problémy souvisejícími s napěťovými přepětími nebo bouřkami.
Řešení problémů s napětím napětí není někdy snadné. Je třeba dbát a důkladně, aby se zajistilo, že všechny problémy budou brány v úvahu při zapojení a připojení. Teorie za uzemňovacími systémy a přepětí blesku stojí za to studovat. Je nutné plně porozumět problémům s jednobodovým uzemněním, gradienty napětí a pozemního potenciálu během poruch, aby se během procesu instalace přijala správná rozhodnutí.
John Marcon, CBTE CBRE, nedávno působil jako úřadující hlavní inženýr ve Victory Television Network (VTN) v Little Rock v Arkansasu. Má 27 let zkušeností s vysílači rozhlasového a televizního vysílání a dalšího vybavení a je také bývalým učitelkou elektroniky. Je certifikovaným vysíláním a televizním vysíláním s certifikací SBE s bakalářským titulem v oboru elektroniky a komunikační inženýrství.
Pro více takových zpráv a pro udržení aktuálních informací se všemi našimi tržními zprávami, funkcemi a analýzou se prosím zaregistrujte do našeho zpravodaje zde.
Ačkoli FCC je zodpovědný za počáteční zmatek, Media Bureau má stále varování, které má být vydáno držiteli licence
© 2021 Future Publishing Limited, Quay House, Ambury, Bath BA1 1UA. Všechna práva vyhrazena. Registrační číslo Anglie a Walesu 2008885.
Čas příspěvku: Jul-14-2021
