Η προστασία από αστραπές αποτελεί βασική πτυχή των οργανισμών που εκμεταλλεύονται ευαίσθητο στον ηλεκτρικό εξοπλισμό, ειδικά στη βιομηχανία ραδιοτηλεοπτικών εκπομπών. Σχετικά με την πρώτη γραμμή άμυνας κατά της Lightning και της τάσης είναι το σύστημα γείωσης. Εκτός αν έχει σχεδιαστεί και εγκατασταθεί σωστά, οποιαδήποτε προστασία από την αύξηση δεν θα λειτουργήσει.
Μία από τις τοποθεσίες του TV Trans Transperts βρίσκεται στην κορυφή ενός βουνού ύψους 900 ποδιών και είναι γνωστή για την εμπειρία Lightning Surges. Πρόσφατα ανατέθηκε να διαχειριστώ όλους τους ιστότοπους του πομπού. Ως εκ τούτου, το πρόβλημα μου μεταδόθηκε.
Μια απεργία αστραπής το 2015 προκάλεσε διακοπή ρεύματος και η γεννήτρια δεν σταμάτησε να τρέχει για δύο διαδοχικές ημέρες. Κατά την επιθεώρηση, διαπίστωσα ότι η ασφάλεια του μετασχηματιστή χρησιμότητας είχε φουσκώσει. Παρατήρησα επίσης ότι ο πρόσφατα εγκατεστημένος οθόνης LCD αυτόματης μεταφοράς (ATS) είναι κενή. Η κάμερα ασφαλείας είναι κατεστραμμένη και το πρόγραμμα βίντεο από τον σύνδεσμο μικροκυμάτων είναι κενό.
Για να χειροτερέψουν τα πράγματα, όταν αποκαταστάθηκε η χρησιμότητα, η ATS εξερράγη. Προκειμένου να αναγκαστούμε να επαναπροσδιορίσουμε, αναγκάστηκα να αλλάξω το ATS με το χέρι. Η εκτιμώμενη απώλεια είναι μεγαλύτερη από 5.000 δολάρια.
Μυστηριωδώς, ο τριφασικός προστάτης Surge 480V της LEA δεν δείχνει καθόλου σημάδια εργασίας. Αυτό έχει προκαλέσει το ενδιαφέρον μου επειδή θα πρέπει να προστατεύει όλες τις συσκευές του ιστότοπου από τέτοια περιστατικά. Ευτυχώς, ο πομπός είναι καλός.
Δεν υπάρχει τεκμηρίωση για την εγκατάσταση του συστήματος γείωσης, οπότε δεν μπορώ να καταλάβω το σύστημα ή τη ράβδο γείωσης. Όπως φαίνεται από το Σχήμα 1, το έδαφος επί τόπου είναι πολύ λεπτό και το υπόλοιπο του εδάφους κάτω είναι κατασκευασμένο από βράχο Novaculite, όπως ένας μονωτήρας με βάση το πυρίτιο. Σε αυτό το έδαφος, οι συνήθεις ράβδοι εδάφους δεν θα λειτουργήσουν, πρέπει να καθορίσω αν έχουν εγκαταστήσει μια χημική ράβδο εδάφους και αν είναι ακόμα μέσα στην ωφέλιμη ζωή του.
Υπάρχουν πολλοί πόροι σχετικά με τη μέτρηση της αντίστασης στο έδαφος στο Διαδίκτυο. Για να γίνουν αυτές οι μετρήσεις, επέλεξα τον μετρητή αντοχής γείωσης Fluke 1625, όπως φαίνεται στο σχήμα 2. Πρόκειται για μια πολυλειτουργική συσκευή που μπορεί να χρησιμοποιήσει μόνο τη ράβδο γείωσης ή να συνδέσει τη ράβδο γείωσης στο σύστημα για τη μέτρηση γείωσης. Εκτός από αυτό, υπάρχουν σημειώσεις εφαρμογών, τις οποίες οι άνθρωποι μπορούν εύκολα να ακολουθήσουν για να έχουν ακριβή αποτελέσματα. Αυτό είναι ένα ακριβό μετρητή, οπότε νοικιάσαμε ένα για να κάνουμε τη δουλειά.
Οι μηχανικοί εκπομπής είναι συνηθισμένοι στη μέτρηση της αντίστασης των αντιστάσεων και μόνο μία φορά, θα έχουμε την πραγματική τιμή. Η αντίσταση στο έδαφος είναι διαφορετική. Αυτό που ψάχνουμε είναι η αντίσταση που θα παρέχει το γύρω έδαφος όταν περνάει το ρεύμα υπερχείλισης.
Χρησιμοποίησα τη μέθοδο "δυνητικής πτώσης" κατά τη μέτρηση της αντίστασης, η θεωρία της οποίας εξηγείται στο σχήμα 1 και το σχήμα 2. 3 έως 5.
Στο σχήμα 3, υπάρχει μια ράβδο γείωσης ενός δεδομένου βάθους και ένα σωρό C με ορισμένη απόσταση από τη ράβδο του εδάφους Ε. Η πηγή τάσης VS συνδέεται μεταξύ των δύο, το οποίο θα δημιουργήσει ένα ρεύμα E μεταξύ του σωρού C και του ράβδος γείωσης. Χρησιμοποιώντας ένα βολτόμετρο, μπορούμε να μετρήσουμε την τάση VM μεταξύ των δύο. Όσο πιο κοντά είμαστε στο E, τόσο χαμηλότερη είναι η τάση VM. Το VM είναι μηδέν στη ράβδο του εδάφους Ε. Από την άλλη πλευρά, όταν μετράμε την τάση κοντά στο σωρό C, το VM γίνεται υψηλή. Στο Equity C, το VM είναι ίσο με την πηγή τάσης Vs. Μετά από το νόμο του Ohm, μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε το VM Tass Proltage και το ρεύμα C που προκαλείται από το VS για να αποκτήσει την αντίσταση στο έδαφος της γύρω βρωμιάς.
Υποθέτοντας ότι για χάρη της συζήτησης, η απόσταση μεταξύ της ράβδου γείωσης και του σωρού C είναι 100 πόδια και η τάση μετράται κάθε 10 πόδια από τη ράβδο γείωσης στο σωρό C. Εάν σχεδιάσετε τα αποτελέσματα, η καμπύλη αντίστασης πρέπει να μοιάζει με σχήμα 4.
Το πιο επίπεδη μέρος είναι η τιμή της αντίστασης στο έδαφος, η οποία είναι ο βαθμός επιρροής της ράβδου εδάφους. Πέρα από αυτό είναι μέρος της τεράστιας γης, και τα ρεύματα αύξησης δεν θα διεισδύουν πλέον. Λαμβάνοντας υπόψη ότι η σύνθετη αντίσταση είναι υψηλότερη και υψηλότερη αυτή τη στιγμή, αυτό είναι κατανοητό.
Εάν η ράβδο γείωσης έχει μήκος 8 πόδια, η απόσταση του σωρού C είναι συνήθως ρυθμισμένο σε 100 πόδια και το επίπεδο τμήμα της καμπύλης είναι περίπου 62 πόδια. Περισσότερες τεχνικές λεπτομέρειες δεν μπορούν να καλυφθούν εδώ, αλλά μπορούν να βρεθούν στο ίδιο σημείωμα της εφαρμογής από την Fluke Corp.
Η ρύθμιση που χρησιμοποιεί το Fluke 1625 φαίνεται στο σχήμα 5. Ο μετρητής αντίστασης γείωσης 1625 έχει τη δική του γεννήτρια τάσης, η οποία μπορεί να διαβάσει την τιμή αντίστασης απευθείας από το μετρητή. Δεν χρειάζεται να υπολογίσετε την τιμή OHM.
Η ανάγνωση είναι το εύκολο μέρος και το δύσκολο κομμάτι οδηγεί τα μερίδια τάσης. Προκειμένου να ληφθεί μια ακριβής ανάγνωση, η ράβδος εδάφους αποσυνδέεται από το σύστημα γείωσης. Για λόγους ασφαλείας, διασφαλίζουμε ότι δεν υπάρχει πιθανότητα αστραπής ή δυσλειτουργίας κατά τη στιγμή της ολοκλήρωσης, επειδή ολόκληρο το σύστημα επιπλέει στο έδαφος κατά τη διάρκεια της διαδικασίας μέτρησης.
Εικόνα 6: Σύστημα Lyncole XIT Ground Rod. Το αποσυνδεδεμένο σύρμα που εμφανίζεται δεν είναι ο κύριος σύνδεσμος του συστήματος γείωσης πεδίου. Κυρίως συνδεδεμένο υπόγειο.
Κοιτάζοντας γύρω, βρήκα τη ράβδο εδάφους (Εικόνα 6), η οποία είναι πράγματι μια χημική ράβδο εδάφους που παράγεται από τα συστήματα Lyncole. Η ράβδο γείωσης αποτελείται από μια διάμετρο 8 ιντσών, τρύπα 10 ποδιών γεμάτη με ένα ειδικό μείγμα πηλού που ονομάζεται Lynconite. Στη μέση αυτής της οπής υπάρχει ένας κοίλος σωλήνας χαλκού του ίδιου μήκους με διάμετρο 2 ίντσες. Το υβριδικό lynconite παρέχει πολύ χαμηλή αντίσταση για τη ράβδο εδάφους. Κάποιος μου είπε ότι κατά τη διαδικασία εγκατάστασης αυτής της ράβδου χρησιμοποιήθηκαν εκρηκτικά για να φτιάξουν τρύπες.
Μόλις εμφυτευτούν η τάση και οι πασσάλοι ρεύματος στο έδαφος, συνδέεται ένα σύρμα από κάθε σωρό με το μετρητή με τη σειρά του, όπου διαβάζεται η τιμή αντίστασης.
Έχω μια τιμή αντίστασης στο έδαφος των 7 ohms, η οποία είναι μια καλή τιμή. Ο εθνικός ηλεκτρικός κώδικας απαιτεί το ηλεκτρόδιο εδάφους να είναι 25 ohms ή λιγότερο. Λόγω της ευαίσθητης φύσης του εξοπλισμού, η βιομηχανία τηλεπικοινωνιών απαιτεί συνήθως 5 ohms ή λιγότερο. Άλλα μεγάλα βιομηχανικά εργοστάσια απαιτούν χαμηλότερη αντοχή στο έδαφος.
Ως πρακτική, αναζητώ πάντα συμβουλές και ιδέες από ανθρώπους που είναι πιο έμπειροι σε αυτό το είδος εργασίας. Ζήτησα από την τεχνική υποστήριξη του Fluke για τις αποκλίσεις σε μερικές από τις αναγνώσεις που πήρα. Είπαν ότι μερικές φορές τα πονταρίσματα μπορεί να μην κάνουν καλή επαφή με το έδαφος (ίσως επειδή ο βράχος είναι σκληρός).
Από την άλλη πλευρά, η Lyncole Ground Systems, ο κατασκευαστής ράβδων εδάφους, δήλωσε ότι οι περισσότερες από τις αναγνώσεις είναι πολύ χαμηλές. Αναμένουν υψηλότερες αναγνώσεις. Ωστόσο, όταν διαβάζω άρθρα σχετικά με τις ράβδους εδάφους, συμβαίνει αυτή η διαφορά. Μια μελέτη που έλαβε μετρήσεις κάθε χρόνο για 10 χρόνια διαπίστωσε ότι το 13-40% των αναγνώσεις τους ήταν διαφορετικές από άλλες αναγνώσεις. Χρησιμοποίησαν επίσης τις ίδιες ράβδους εδάφους που χρησιμοποιήσαμε. Ως εκ τούτου, είναι σημαντικό να ολοκληρωθεί πολλαπλές αναγνώσεις.
Ζήτησα από έναν άλλο ηλεκτρικό εργολάβο να εγκαταστήσει μια ισχυρότερη σύνδεση εδάφους από το κτίριο στη ράβδο του εδάφους για να αποτρέψει την κλοπή χαλκού στο μέλλον. Εκτέλεσαν επίσης μια άλλη μέτρηση αντίστασης στο έδαφος. Ωστόσο, έβρεχε λίγες μέρες πριν πήραν την ανάγνωση και η αξία που πήρε ήταν ακόμη χαμηλότερη από 7 ohms (πήρα την ανάγνωση όταν ήταν πολύ ξηρή). Από αυτά τα αποτελέσματα, πιστεύω ότι η ράβδος εδάφους είναι ακόμα σε καλή κατάσταση.
Εικόνα 7: Ελέγξτε τις κύριες συνδέσεις του συστήματος γείωσης. Ακόμη και αν το σύστημα γείωσης είναι συνδεδεμένο με τη ράβδο γείωσης, μπορεί να χρησιμοποιηθεί ένας σφιγκτήρας για να ελέγξει την αντίσταση στο έδαφος.
Μετακόμισα τον καταστολέα των 480V σε ένα σημείο της γραμμής μετά την είσοδο της υπηρεσίας, δίπλα στον κύριο διακόπτη αποσύνδεσης. Ήταν σε μια γωνία του κτιρίου. Κάθε φορά που υπάρχει μια αύξηση αστραπής, αυτή η νέα τοποθεσία θέτει τον καταστολέα του κύματος στην πρώτη θέση. Δεύτερον, η απόσταση μεταξύ της και της ράβδου του εδάφους πρέπει να είναι όσο το δυνατόν συντομότερη. Στην προηγούμενη ρύθμιση, η ATS ήρθε μπροστά σε όλα και πήρε πάντα το προβάδισμα. Τα τριφασικά καλώδια που συνδέονται με τον καταστολέα της αύξησης και τη σύνδεση του εδάφους είναι μικρότερες για να μειωθούν η σύνθετη αντίσταση.
Επέστρεψα ξανά για να διερευνήσω μια παράξενη ερώτηση, γιατί ο καταστολέας των κύματος δεν λειτούργησε όταν το ATS εξερράγη κατά τη διάρκεια της αστραπής. Αυτή τη φορά, έλεγξα διεξοδικά όλες τις συνδέσεις εδάφους και ουδέτερες συνδέσεις όλων των πλαισίων διακόπτη κυκλώματος, γεννήτριες αντιγράφων ασφαλείας και πομπούς.
Βρήκα ότι η σύνδεση γείωσης του κύριου πίνακα διακόπτη λείπει! Αυτό είναι και το σημείο όπου ο καταστολέας υπερτάσεων και το ATS είναι γειωμένοι (γι 'αυτό και αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο ο καταστολέας υπερτάσεων δεν λειτουργεί).
Ήταν χαμένος επειδή ο κλέφτης του χαλκού έκοψε τη σύνδεση με τον πίνακα κάποια στιγμή πριν εγκατασταθεί το ATS. Οι προηγούμενοι μηχανικοί επισκευάστηκαν όλα τα καλώδια εδάφους, αλλά δεν μπόρεσαν να αποκαταστήσουν τη σύνδεση εδάφους στον πίνακα διακόπτη κυκλώματος. Το καλώδιο κοπής δεν είναι εύκολο να δει κανείς επειδή βρίσκεται στο πίσω μέρος του πίνακα. Διορθώθηκα αυτή τη σύνδεση και το έκανα πιο ασφαλές.
Εγκαταστάθηκε ένα νέο τριφασικό 480V ATS και χρησιμοποιήθηκαν τρεις πυρήνες TRERRITE Nautel Ferrite στην τριφασική είσοδο του ATS για πρόσθετη προστασία. Βεβαιώνω ότι ο μετρητής καταστολής υπερτάσεων λειτουργεί επίσης έτσι ώστε να γνωρίζουμε πότε συμβαίνει ένα συμβάν υπερχείλισης.
Όταν ήρθε η σεζόν καταιγίδας, όλα πήγαν καλά και το ATS τρέχει καλά. Ωστόσο, η ασφάλεια μετασχηματιστών πόλων εξακολουθεί να φυσάει, αλλά αυτή τη φορά το ATS και όλοι οι άλλοι εξοπλισμοί στο κτίριο δεν επηρεάζονται πλέον από την αύξηση.
Ζητάμε από την εταιρεία ηλεκτρικής ενέργειας να ελέγξει την ασφάλεια. Μου είπαν ότι ο ιστότοπος βρίσκεται στο τέλος της τριφασικής υπηρεσίας μετάδοσης, οπότε είναι πιο επιρρεπής σε προβλήματα αύξησης. Καθαρίζουν τους πόλους και εγκατέστησαν κάποιο νέο εξοπλισμό στην κορυφή των μετασχηματιστών πόλων (πιστεύω ότι είναι επίσης ένα είδος κατασταλτικού κύματος), πράγμα που εμπόδισε την καύση της ασφάλειας. Δεν ξέρω αν έκαναν άλλα πράγματα στη γραμμή μεταφοράς, αλλά ανεξάρτητα από το τι κάνουν, λειτουργεί.
Όλα αυτά συνέβησαν το 2015, και έκτοτε, δεν αντιμετωπίσαμε προβλήματα που σχετίζονται με υπερτάσεις τάσης ή καταιγίδες.
Η επίλυση των προβλημάτων αύξησης της τάσης δεν είναι μερικές φορές εύκολη. Πρέπει να ληφθεί μέριμνα και να διασφαλιστεί ότι θα ληφθούν υπόψη όλα τα προβλήματα στην καλωδίωση και τη σύνδεση. Η θεωρία πίσω από τα συστήματα γείωσης και οι υπεράκτιες αστραπές αξίζει να μελετηθούν. Είναι απαραίτητο να κατανοήσουμε πλήρως τα προβλήματα της γείωσης ενός σημείου, των κλίσεων τάσης και των αυξήσεων του εδάφους κατά τη διάρκεια των σφαλμάτων προκειμένου να ληφθούν οι σωστές αποφάσεις κατά τη διάρκεια της διαδικασίας εγκατάστασης.
Ο John Marcon, CBTE CBRE, υπηρέτησε πρόσφατα ως επικεφαλής μηχανικός στο Victory Television Network (VTN) στο Little Rock του Αρκάνσας. Έχει 27 χρόνια εμπειρίας σε πομπούς ραδιοφωνικών και τηλεοπτικών εκπομπών και άλλου εξοπλισμού και είναι επίσης πρώην επαγγελματίας καθηγητής ηλεκτρονικών ειδών. Είναι μηχανικός εκπομπής και τηλεοπτικής εκπομπής με πιστοποίηση SBE με πτυχίο στην ηλεκτρονική και την μηχανική επικοινωνίας.
Για περισσότερες τέτοιες αναφορές και για να μείνετε ενημερωμένοι με όλες τις κορυφαίες ειδήσεις, τα χαρακτηριστικά και την ανάλυση της αγοράς, εγγραφείτε στο ενημερωτικό μας δελτίο εδώ.
Παρόλο που η FCC είναι υπεύθυνη για την αρχική σύγχυση, το γραφείο των μέσων ενημέρωσης εξακολουθεί να έχει προειδοποίηση για να εκδοθεί στον δικαιοδόχο
© 2021 Future Publishing Limited, Quay House, The Ambury, Bath BA1 1UA. Όλα τα δικαιώματα διατηρούνται. Αγγλία Αγγλίας και Εταιρείας της Ουαλίας 2008885.
Χρόνος δημοσίευσης: Ιουλ-14-2021
