Η αντικεραυνική προστασία είναι μια βασική πτυχή των οργανισμών που χειρίζονται ευαίσθητο ηλεκτρικό εξοπλισμό, ειδικά στον κλάδο των ραδιοτηλεοπτικών εκπομπών.Σχετικό με την πρώτη γραμμή άμυνας έναντι κεραυνών και υπερτάσεων είναι το σύστημα γείωσης.Αν δεν σχεδιαστεί και εγκατασταθεί σωστά, οποιαδήποτε προστασία από υπερτάσεις δεν θα λειτουργήσει.
Ένας από τους δικτυακούς μας τόπους πομπών τηλεόρασης βρίσκεται στην κορυφή ενός βουνού ύψους 900 ποδιών και είναι γνωστός για την εμπειρία του κεραυνού.Πρόσφατα μου ανατέθηκε η διαχείριση όλων των τοποθεσιών πομπών μας.ως εκ τούτου, το πρόβλημα μεταδόθηκε σε μένα.
Ένας κεραυνός το 2015 προκάλεσε διακοπή ρεύματος και η γεννήτρια δεν σταμάτησε να λειτουργεί για δύο συνεχόμενες ημέρες.Μετά από έλεγχο, διαπίστωσα ότι η ασφάλεια του μετασχηματιστή κοινής ωφέλειας είχε καεί.Παρατήρησα επίσης ότι η πρόσφατα εγκατεστημένη οθόνη LCD με διακόπτη αυτόματης μεταφοράς (ATS) είναι κενή.Η κάμερα ασφαλείας έχει καταστραφεί και το πρόγραμμα βίντεο από τη σύνδεση μικροκυμάτων είναι κενό.
Για να γίνουν τα πράγματα χειρότερα, όταν αποκαταστάθηκε το ρεύμα κοινής ωφέλειας, το ATS εξερράγη.Για να ξαναπάμε αναγκάστηκα να αλλάξω ATS χειροκίνητα.Η εκτιμώμενη απώλεια είναι πάνω από $5.000.
Μυστηριωδώς, το τριφασικό προστατευτικό υπερτάσεων LEA 480V δεν δείχνει καθόλου σημάδια λειτουργίας.Αυτό μου κέντρισε το ενδιαφέρον γιατί θα πρέπει να προστατεύει όλες τις συσκευές στον ιστότοπο από τέτοια περιστατικά.Ευτυχώς, ο πομπός είναι καλός.
Δεν υπάρχει τεκμηρίωση για την εγκατάσταση του συστήματος γείωσης, επομένως δεν μπορώ να καταλάβω το σύστημα ή τη ράβδο γείωσης.Όπως φαίνεται από το Σχήμα 1, το έδαφος στην τοποθεσία είναι πολύ λεπτό, και το υπόλοιπο έδαφος κάτω είναι κατασκευασμένο από πέτρα Novaculite, σαν μονωτήρας με βάση το πυρίτιο.Σε αυτό το έδαφος, οι συνηθισμένες ράβδοι γείωσης δεν θα λειτουργήσουν, πρέπει να προσδιορίσω εάν έχουν εγκαταστήσει μια ράβδο χημικής γείωσης και αν είναι ακόμα εντός της ωφέλιμης ζωής της.
Υπάρχουν πολλοί πόροι σχετικά με τη μέτρηση της αντίστασης του εδάφους στο Διαδίκτυο.Για να κάνω αυτές τις μετρήσεις, επέλεξα τον μετρητή αντίστασης γείωσης Fluke 1625, όπως φαίνεται στο σχήμα 2. Είναι μια πολυλειτουργική συσκευή που μπορεί να χρησιμοποιήσει μόνο τη ράβδο γείωσης ή να συνδέσει τη ράβδο γείωσης στο σύστημα για μέτρηση γείωσης.Εκτός από αυτό, υπάρχουν σημειώσεις εφαρμογής, τις οποίες οι άνθρωποι μπορούν εύκολα να ακολουθήσουν για να λάβουν ακριβή αποτελέσματα.Αυτός είναι ένας ακριβός μετρητής, οπότε νοικιάσαμε έναν για να κάνουμε τη δουλειά.
Οι μηχανικοί εκπομπής είναι συνηθισμένοι να μετρούν την αντίσταση των αντιστάσεων, και μόνο μία φορά, θα πάρουμε την πραγματική τιμή.Η αντίσταση του εδάφους είναι διαφορετική.Αυτό που αναζητούμε είναι η αντίσταση που θα παρέχει το περιβάλλον έδαφος όταν περάσει το ρεύμα υπέρτασης.
Χρησιμοποίησα τη μέθοδο της «δυνητικής πτώσης» κατά τη μέτρηση της αντίστασης, η θεωρία της οποίας εξηγείται στο Σχήμα 1 και στο Σχήμα 2. 3 έως 5.
Στο σχήμα 3, υπάρχει μια ράβδος γείωσης Ε δεδομένου βάθους και ένας σωρός C με μια ορισμένη απόσταση από τη ράβδο γείωσης Ε. Η πηγή τάσης VS συνδέεται μεταξύ των δύο, η οποία θα δημιουργήσει ένα ρεύμα Ε μεταξύ του σωρού C και του ράβδος γείωσης.Χρησιμοποιώντας ένα βολτόμετρο, μπορούμε να μετρήσουμε την τάση VM μεταξύ των δύο.Όσο πιο κοντά βρισκόμαστε στο Ε, τόσο χαμηλότερη είναι η τάση VM.Το VM είναι μηδέν στη ράβδο γείωσης E. Από την άλλη, όταν μετράμε την τάση κοντά στο σωρό C, το VM γίνεται υψηλό.Στην καθαρή θέση C, το VM είναι ίσο με την πηγή τάσης VS.Ακολουθώντας το νόμο του Ohm, μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε την τάση VM και το ρεύμα C που προκαλείται από το VS για να λάβουμε την αντίσταση γείωσης της γύρω βρωμιάς.
Υποθέτοντας ότι για λόγους συζήτησης, η απόσταση μεταξύ της ράβδου γείωσης Ε και του σωρού C είναι 100 πόδια και η τάση μετράται κάθε 10 πόδια από τη ράβδο γείωσης Ε έως τη σωρό Γ. Εάν σχεδιάσετε τα αποτελέσματα, η καμπύλη αντίστασης θα πρέπει να μοιάζει με το σχήμα 4.
Το πιο επίπεδο μέρος είναι η τιμή της αντίστασης γείωσης, που είναι ο βαθμός επιρροής της ράβδου γείωσης.Πέρα από αυτό είναι μέρος της αχανούς γης και τα ρεύματα κύματος δεν θα διεισδύουν πλέον.Λαμβάνοντας υπόψη ότι η αντίσταση γίνεται όλο και υψηλότερη αυτή τη στιγμή, αυτό είναι κατανοητό.
Εάν η ράβδος γείωσης έχει μήκος 8 πόδια, η απόσταση του σωρού C συνήθως ορίζεται στα 100 πόδια και το επίπεδο τμήμα της καμπύλης είναι περίπου 62 πόδια.Περισσότερες τεχνικές λεπτομέρειες δεν μπορούν να καλυφθούν εδώ, αλλά μπορούν να βρεθούν στην ίδια σημείωση εφαρμογής από την Fluke Corp.
Η ρύθμιση χρησιμοποιώντας 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 υπολογιστεί η τιμή ωμ.
Η ανάγνωση είναι το εύκολο κομμάτι και το δύσκολο είναι η ώθηση των διακυβεύσεων τάσης.Για να επιτευχθεί ακριβής ένδειξη, η ράβδος γείωσης αποσυνδέεται από το σύστημα γείωσης.Για λόγους ασφαλείας, φροντίζουμε να μην υπάρχει πιθανότητα κεραυνού ή δυσλειτουργίας τη στιγμή της ολοκλήρωσης, γιατί ολόκληρο το σύστημα επιπλέει στο έδαφος κατά τη διαδικασία μέτρησης.
Εικόνα 6: Ράβδος γείωσης συστήματος Lyncole System XIT.Το αποσυνδεδεμένο καλώδιο που εμφανίζεται δεν είναι ο κύριος σύνδεσμος του συστήματος γείωσης πεδίου.Συνδέεται κυρίως υπόγεια.
Κοιτάζοντας τριγύρω, βρήκα τη ράβδο γείωσης (Εικόνα 6), η οποία είναι πράγματι μια χημική ράβδος γείωσης που παράγεται από τη Lyncole Systems.Η ράβδος εδάφους αποτελείται από μια οπή διαμέτρου 8 ιντσών, 10 ποδιών γεμάτη με ένα ειδικό μείγμα αργίλου που ονομάζεται Lynconite.Στη μέση αυτής της τρύπας υπάρχει ένας κοίλος χάλκινος σωλήνας του ίδιου μήκους με διάμετρο 2 ίντσες.Το υβριδικό Lynconite παρέχει πολύ χαμηλή αντίσταση για τη ράβδο γείωσης.Κάποιος μου είπε ότι κατά τη διαδικασία τοποθέτησης αυτής της ράβδου χρησιμοποιήθηκαν εκρηκτικά για να ανοίξουν τρύπες.
Μόλις οι σωροί τάσης και ρεύματος εμφυτευθούν στο έδαφος, ένα καλώδιο συνδέεται από κάθε σωρό στον μετρητή με τη σειρά του, όπου διαβάζεται η τιμή αντίστασης.
Πήρα μια τιμή αντίστασης γείωσης 7 ohms, η οποία είναι μια καλή τιμή.Ο Εθνικός Ηλεκτρικός Κώδικας απαιτεί το ηλεκτρόδιο γείωσης να είναι 25 ohms ή λιγότερο.Λόγω της ευαίσθητης φύσης του εξοπλισμού, η βιομηχανία τηλεπικοινωνιών απαιτεί συνήθως 5 ohms ή λιγότερο.Άλλες μεγάλες βιομηχανικές εγκαταστάσεις απαιτούν χαμηλότερη αντίσταση εδάφους.
Ως πρακτική, αναζητώ πάντα συμβουλές και γνώσεις από άτομα που είναι πιο έμπειρα σε αυτό το είδος εργασίας.Ρώτησα την Τεχνική Υποστήριξη Fluke σχετικά με τις αποκλίσεις σε ορισμένες από τις μετρήσεις που έλαβα.Είπαν ότι μερικές φορές οι πάσσαλοι μπορεί να μην έχουν καλή επαφή με το έδαφος (ίσως επειδή ο βράχος είναι σκληρός).
Από την άλλη πλευρά, η Lyncole Ground Systems, η κατασκευάστρια ράβδων γείωσης, δήλωσε ότι οι περισσότερες μετρήσεις είναι πολύ χαμηλές.Περιμένουν υψηλότερες αναγνώσεις.Ωστόσο, όταν διαβάζω άρθρα σχετικά με τις ράβδους γείωσης, εμφανίζεται αυτή η διαφορά.Μια μελέτη που έκανε μετρήσεις κάθε χρόνο για 10 χρόνια διαπίστωσε ότι το 13-40% των μετρήσεων τους ήταν διαφορετικό από άλλες μετρήσεις.Χρησιμοποιούσαν επίσης τις ίδιες ράβδους γείωσης που χρησιμοποιήσαμε.Επομένως, είναι σημαντικό να ολοκληρώσετε πολλαπλές αναγνώσεις.
Ζήτησα από έναν άλλο εργολάβο ηλεκτρισμού να εγκαταστήσει μια ισχυρότερη σύνδεση καλωδίου γείωσης από το κτίριο στη ράβδο γείωσης για να αποτρέψει την κλοπή χαλκού στο μέλλον.Πραγματοποίησαν επίσης μια άλλη μέτρηση αντίστασης γείωσης.Ωστόσο, έβρεξε λίγες μέρες πριν πάρουν την ένδειξη και η τιμή που πήραν ήταν ακόμη χαμηλότερη από 7 ohms (την ένδειξη την πήρα όταν ήταν πολύ στεγνή).Από αυτά τα αποτελέσματα, πιστεύω ότι η ράβδος γείωσης είναι ακόμα σε καλή κατάσταση.
Εικόνα 7: Ελέγξτε τις κύριες συνδέσεις του συστήματος γείωσης.Ακόμα κι αν το σύστημα γείωσης είναι συνδεδεμένο στη ράβδο γείωσης, μπορεί να χρησιμοποιηθεί ένας σφιγκτήρας για τον έλεγχο της αντίστασης γείωσης.
Μετακίνησα τον καταστολέα υπερτάσεων 480V σε ένα σημείο της γραμμής μετά την είσοδο του σέρβις, δίπλα στον κεντρικό διακόπτη αποσύνδεσης.Κάποτε ήταν σε μια γωνιά του κτιρίου.Κάθε φορά που υπάρχει ένα κύμα κεραυνού, αυτή η νέα θέση βάζει τον καταστολέα υπέρτασης στην πρώτη θέση.Δεύτερον, η απόσταση μεταξύ αυτού και της ράβδου γείωσης πρέπει να είναι όσο το δυνατόν μικρότερη.Στην προηγούμενη ρύθμιση, η ATS μπήκε μπροστά σε όλα και πάντα πρωτοστάτησε.Τα τριφασικά καλώδια που συνδέονται με τον καταστολέα υπερτάσεων και η σύνδεσή του στη γείωση γίνονται πιο κοντά για μείωση της σύνθετης αντίστασης.
Επέστρεψα ξανά για να διερευνήσω μια περίεργη ερώτηση, γιατί ο καταστολέας υπερτάσεων δεν λειτούργησε όταν το ATS εξερράγη κατά τη διάρκεια της αστραπής.Αυτή τη φορά, έλεγξα διεξοδικά όλες τις συνδέσεις γείωσης και ουδέτερου όλων των πλαισίων διακοπτών κυκλώματος, εφεδρικών γεννητριών και πομπών.
Διαπίστωσα ότι λείπει η γείωση του πίνακα του κύριου διακόπτη!Εδώ είναι επίσης γειωμένο ο καταστολέας υπερτάσεων και το ATS (άρα αυτός είναι και ο λόγος για τον οποίο ο καταστολέας υπερτάσεων δεν λειτουργεί).
Χάθηκε επειδή ο κλέφτης χαλκού έκοψε τη σύνδεση με τον πίνακα κάποια στιγμή πριν εγκατασταθεί το ATS.Οι προηγούμενοι μηχανικοί επισκεύασαν όλα τα καλώδια γείωσης, αλλά δεν κατάφεραν να αποκαταστήσουν τη σύνδεση γείωσης στον πίνακα του διακόπτη κυκλώματος.Το κομμένο σύρμα δεν είναι εύκολο να το δει κανείς γιατί βρίσκεται στο πίσω μέρος του πίνακα.Διόρθωσα αυτή τη σύνδεση και την έκανα πιο ασφαλή.
Εγκαταστάθηκε ένα νέο τριφασικό ATS 480V και τρεις τοροειδής πυρήνες φερρίτη Nautel χρησιμοποιήθηκαν στην τριφασική είσοδο του ATS για πρόσθετη προστασία.Φροντίζω να λειτουργεί και ο μετρητής καταστολής υπερτάσεων, ώστε να γνωρίζουμε πότε συμβαίνει ένα συμβάν υπερτάσεων.
Όταν ήρθε η εποχή της καταιγίδας, όλα πήγαν καλά και το ATS λειτουργούσε καλά.Ωστόσο, η ασφάλεια του μετασχηματιστή πόλου εξακολουθεί να φυσάει, αλλά αυτή τη φορά το ATS και όλος ο άλλος εξοπλισμός στο κτίριο δεν επηρεάζονται πλέον από την υπέρταση.
Ζητάμε από την εταιρεία ηλεκτρισμού να ελέγξει την καμένη ασφάλεια.Μου είπαν ότι ο ιστότοπος βρίσκεται στο τέλος της υπηρεσίας τριφασικής γραμμής μεταφοράς, επομένως είναι πιο επιρρεπής σε προβλήματα υπερτάσεων.Καθάρισαν τους στύλους και τοποθέτησαν νέο εξοπλισμό πάνω από τους μετασχηματιστές πόλων (πιστεύω ότι είναι και κάποιου είδους καταστολέας υπερτάσεων), που πραγματικά εμπόδισε την ασφάλεια να καεί.Δεν ξέρω αν έκαναν άλλα πράγματα στη γραμμή μεταφοράς, αλλά ό,τι και να κάνουν, δουλεύει.
Όλα αυτά συνέβησαν το 2015 και έκτοτε δεν έχουμε αντιμετωπίσει προβλήματα που να σχετίζονται με υπερτάσεις ή καταιγίδες.
Η επίλυση προβλημάτων υπέρτασης τάσης μερικές φορές δεν είναι εύκολη.Πρέπει να ληφθεί μέριμνα και να διασφαλιστεί ότι όλα τα προβλήματα λαμβάνονται υπόψη στην καλωδίωση και τη σύνδεση.Η θεωρία πίσω από τα συστήματα γείωσης και τις αστραπιαίες υπερτάσεις αξίζει να μελετηθεί.Είναι απαραίτητο να κατανοήσουμε πλήρως τα προβλήματα της γείωσης ενός σημείου, των κλίσεων τάσης και των αυξήσεων του δυναμικού γείωσης κατά τη διάρκεια βλαβών, προκειμένου να ληφθούν οι σωστές αποφάσεις κατά τη διαδικασία εγκατάστασης.
Ο John Marcon, CBTE CBRE, υπηρέτησε πρόσφατα ως Επικεφαλής Μηχανικός στο Victory Television Network (VTN) στο Little Rock του Αρκάνσας.Έχει 27 χρόνια εμπειρία σε πομπούς ραδιοφωνικών και τηλεοπτικών εκπομπών και άλλο εξοπλισμό, ενώ είναι επίσης πρώην επαγγελματίας καθηγητής ηλεκτρονικών.Είναι πιστοποιημένος από το SBE μηχανικός εκπομπής και τηλεοπτικών εκπομπών με πτυχίο στη μηχανική ηλεκτρονικών και επικοινωνιών.
Για περισσότερες τέτοιες αναφορές και για να παραμένετε ενημερωμένοι με όλα τα κορυφαία νέα, τις δυνατότητες και τις αναλύσεις μας στην αγορά, εγγραφείτε στο ενημερωτικό μας δελτίο εδώ.
Αν και η FCC είναι υπεύθυνη για την αρχική σύγχυση, το Media Bureau εξακολουθεί να έχει μια προειδοποίηση που πρέπει να εκδοθεί στον κάτοχο άδειας
© 2021 Future Publishing Limited, Quay House, The Ambury, Bath BA1 1UA.Όλα τα δικαιώματα διατηρούνται.Αριθμός μητρώου εταιρείας Αγγλίας και Ουαλίας 2008885.
Ώρα δημοσίευσης: Ιουλ-14-2021
