اندازه گیری مقاومت کم زمین کلید یک سیستم زمینی صحیح است

حفاظت از رعد و برق جنبه اصلی سازمانهایی است که تجهیزات الکتریکی حساس به ویژه در صنعت پخش دارند. مربوط به خط اول دفاع در برابر صاعقه و ولتاژ ، سیستم زمینی است. مگر در مواردی که به درستی طراحی و نصب شود ، هیچ حفاظت از افزایشی کار نخواهد کرد.
یکی از سایت های فرستنده تلویزیونی ما در بالای کوهی به ارتفاع 900 فوت قرار دارد و به دلیل تجربه صاعقه مشهور است. من اخیراً به مدیریت همه سایت های فرستنده خود منصوب شده ام. بنابراین ، مشکل به من منتقل شد.
اعتصاب صاعقه در سال 2015 باعث قطع برق شد و ژنراتور برای دو روز متوالی متوقف نشد. پس از بازرسی ، فهمیدم که فیوز ترانسفورماتور ابزار دمیده شده است. من همچنین متوجه شدم که صفحه نمایش LCD سوئیچ انتقال اتوماتیک تازه نصب شده (ATS) خالی است. دوربین امنیتی آسیب دیده است و برنامه ویدیویی از لینک مایکروویو خالی است.
برای بدتر شدن اوضاع ، هنگامی که قدرت ابزار ترمیم شد ، ATS منفجر شد. برای اینکه ما دوباره هوا را دوباره پخش کنیم ، مجبور شدم ATS را به صورت دستی تغییر دهم. ضرر تخمین زده شده بیش از 5000 دلار است.
به طرز مرموزی ، محافظ افزایش سه فاز 480V LEA به هیچ وجه نشانه ای از کار را نشان نمی دهد. این امر علاقه من را برانگیخته است زیرا باید از همه دستگاه های موجود در سایت در برابر چنین حوادثی محافظت کند. خوشبختانه فرستنده خوب است.
هیچ مستندی برای نصب سیستم زمینی وجود ندارد ، بنابراین نمی توانم سیستم یا میله زمینی را درک کنم. همانطور که از شکل 1 مشاهده می شود ، خاک موجود در سایت بسیار نازک است و بقیه زمین زیر از سنگ نووآکولیت مانند یک عایق مبتنی بر سیلیس ساخته شده است. در این زمین ، میله های زمینی معمول کار نمی کنند ، من باید تعیین کنم که آیا آنها یک میله زمین شیمیایی نصب کرده اند و آیا هنوز در طول عمر مفید آن است.
منابع زیادی در مورد اندازه گیری مقاومت در برابر زمین در اینترنت وجود دارد. برای انجام این اندازه گیری ها ، من متر مقاومت در برابر زمین Fluke 1625 را انتخاب کردم ، همانطور که در شکل 2 نشان داده شده است. این یک وسیله چند منظوره است که می تواند فقط از میله زمین استفاده کند یا میله زمین را برای اندازه گیری زمینی به سیستم وصل کند. علاوه بر این ، یادداشت های کاربردی وجود دارد که افراد به راحتی می توانند از آنها برای بدست آوردن نتایج دقیق پیروی کنند. این یک متر گران است ، بنابراین ما یکی را برای انجام کار اجاره دادیم.
مهندسان پخش به اندازه گیری مقاومت در برابر مقاومت ها عادت کرده اند و فقط یک بار ، ما مقدار واقعی را دریافت خواهیم کرد. مقاومت زمین متفاوت است. آنچه ما به دنبال آن هستیم مقاومت است که هنگام عبور جریان از سطح اطراف آن فراهم می کند.
من هنگام اندازه گیری مقاومت از روش "افت بالقوه" استفاده کردم ، که تئوری آن در شکل 1 و شکل 2. 3 تا 5 توضیح داده شده است.
در شکل 3 ، یک میله زمینی E از یک عمق معین و یک شمع C با فاصله مشخصی از میله زمین وجود دارد. میله زمین با استفاده از ولت متر ، می توانیم ولتاژ VM را بین این دو اندازه گیری کنیم. هرچه به E نزدیکتر شویم ، ولتاژ VM پایین تر می شود. VM در Rod Ground E. صفر است. از طرف دیگر ، هنگامی که ولتاژ نزدیک به شمع C را اندازه می گیریم ، VM زیاد می شود. در سهام C ، VM برابر با منبع ولتاژ در مقابل است. به دنبال قانون اهم ، می توانیم از ولتاژ VM و C فعلی ناشی از VS برای به دست آوردن مقاومت زمین خاک اطراف استفاده کنیم.
با فرض اینکه به خاطر بحث ، فاصله بین میله زمین E و شمع C 100 فوت است و ولتاژ هر 10 فوت از میله زمین E تا شمع اندازه گیری می شود. اگر نتایج را ترسیم کنید ، منحنی مقاومت باید مانند شکل باشد 4
مسطح ترین قسمت مقدار مقاومت زمین است که میزان تأثیر میله زمین است. فراتر از آن بخشی از زمین وسیع است و جریانهای افزایشی دیگر نفوذ نخواهند کرد. با توجه به اینکه امپدانس در این زمان بیشتر و بالاتر می شود ، این قابل درک است.
اگر میله زمین 8 فوت طول داشته باشد ، معمولاً فاصله شمع C تا 100 پا تنظیم می شود و قسمت صاف منحنی حدود 62 فوت است. جزئیات فنی بیشتری را نمی توان در اینجا پوشش داد ، اما آنها را می توان در همان یادداشت کاربردی از Fluke Corp. یافت.
تنظیم با استفاده از Fluke 1625 در شکل 5 نشان داده شده است. کنتور مقاومت زمینی 1625 دارای ژنراتور ولتاژ خاص خود است که می تواند مقدار مقاومت را مستقیماً از متر بخواند. نیازی به محاسبه مقدار اهم نیست.
خواندن بخش آسان است و بخش دشوار رانندگی سهام ولتاژ است. به منظور به دست آوردن یک خواندن دقیق ، میله زمین از سیستم زمینی جدا می شود. به دلایل ایمنی ، ما اطمینان حاصل می کنیم که در زمان اتمام امکان رعد و برق یا نقص وجود ندارد ، زیرا کل سیستم در طی فرآیند اندازه گیری روی زمین شناور است.
شکل 6: میله زمین XIT سیستم Lyncole. سیم قطع شده نشان داده شده اتصال اصلی سیستم زمینی میدان نیست. عمدتا به زیر زمین متصل است.
با نگاه به اطراف ، میله زمین را پیدا کردم (شکل 6) ، که در واقع یک میله زمینی شیمیایی است که توسط سیستم های Lyncole تولید شده است. میله زمینی از یک سوراخ 8 اینچی و سوراخ 10 فوت پر شده با مخلوط خاک رس مخصوص به نام Lynconite تشکیل شده است. در وسط این سوراخ یک لوله مس توخالی با همان طول با قطر 2 اینچ قرار دارد. لینکونیت هیبریدی مقاومت بسیار کمی برای میله زمین فراهم می کند. شخصی به من گفت که در روند نصب این میله ، از مواد منفجره برای ایجاد سوراخ استفاده شده است.
هنگامی که ولتاژ و شمع های جریان در زمین کاشته می شوند ، یک سیم از هر شمع به نوبه خود به نوبه خود وصل می شود ، جایی که مقدار مقاومت خوانده می شود.
من یک مقدار مقاومت در برابر زمین 7 اهم دریافت کردم که این یک ارزش خوب است. کد الکتریکی ملی نیاز به الکترود زمین 25 اهم یا کمتر دارد. با توجه به ماهیت حساس تجهیزات ، صنعت ارتباطات از راه دور معمولاً به 5 اهم یا کمتر نیاز دارد. سایر گیاهان بزرگ صنعتی نیاز به مقاومت در برابر زمین پایین دارند.
به عنوان یک عمل ، من همیشه به دنبال مشاوره و بینش از افرادی هستم که در این نوع کار با تجربه تر هستند. من در مورد اختلافات در برخی از خوانش هایی که دریافت کردم ، از پشتیبانی فنی Fluke پرسیدم. آنها گفتند که گاهی اوقات ممکن است سهام با زمین ارتباط خوبی نداشته باشد (شاید به این دلیل که سنگ سخت است).
از طرف دیگر ، سیستم های زمینی Lyncole ، تولید کننده میله های زمینی ، اظهار داشت که بیشتر قرائت ها بسیار کم است. آنها انتظار خوانش بالاتری دارند. با این حال ، هنگامی که من مقالاتی در مورد میله های زمینی می خوانم ، این تفاوت رخ می دهد. مطالعه ای که هر سال به مدت 10 سال اندازه گیری می کرد ، نشان داد که 13-40 ٪ از خوانش های آنها با سایر قرائت ها متفاوت است. آنها همچنین از همان میله های زمینی که استفاده کردیم استفاده کردند. بنابراین ، تکمیل چندین قرائت مهم است.
من از یک پیمانکار الکتریکی دیگر خواستم که اتصال سیم زمینی قوی تر را از ساختمان به میله زمین نصب کند تا در آینده از سرقت مس جلوگیری کند. آنها همچنین اندازه گیری مقاومت زمین دیگری را انجام دادند. با این حال ، چند روز قبل از خواندن آنها باران باران و مقداری که دریافت کردند حتی از 7 اهم نیز پایین تر بود (وقتی خیلی خشک بود خواندن را گرفتم). از این نتایج ، من معتقدم که میله زمین هنوز در شرایط خوبی است.
شکل 7: اتصالات اصلی سیستم زمینی را بررسی کنید. حتی اگر سیستم زمینی به میله زمین وصل شود ، می توان از یک گیره برای بررسی مقاومت زمین استفاده کرد.
من سرکوبگر افزایش 480V را به یک نقطه از خط بعد از ورودی سرویس ، در کنار سوئیچ اصلی قطع ارتباط منتقل کردم. قبلاً در گوشه ای از ساختمان قرار داشت. هر زمان که یک افزایش صاعقه وجود داشته باشد ، این مکان جدید سرکوبگر افزایش را در وهله اول قرار می دهد. دوم ، فاصله بین آن و میله زمین باید تا حد امکان کوتاه باشد. در ترتیب قبلی ، ATS در مقابل همه چیز قرار گرفت و همیشه رهبری می کرد. سیم های سه فاز متصل به سرکوبگر افزایش یافته و اتصال زمینی آن برای کاهش امپدانس کوتاهتر ساخته شده است.
من دوباره برگشتم تا یک سؤال عجیب را بررسی کنم ، چرا سرکوبگر افزایش کار وقتی ATS در هنگام افزایش صاعقه منفجر شد ، کار نکرد. این بار ، من تمام اتصالات زمینی و خنثی تمام پانل های قطع کننده مدار ، ژنراتورهای پشتیبان و فرستنده ها را کاملاً بررسی کردم.
فهمیدم که اتصال زمین پانل اصلی قطع کننده مدار وجود ندارد! این همچنین جایی است که سرکوبگر افزایش و ATS پایه گذاری شده است (بنابراین این به همین دلیل است که سرکوبگر افزایشی کار نمی کند).
این گم شد زیرا دزد مس مدتی قبل از نصب ATS اتصال به صفحه را قطع کرد. مهندسان قبلی تمام سیم های زمینی را تعمیر کردند ، اما نتوانستند اتصال زمین را به پنل قطع کننده مدار بازگردانند. دیدن سیم بریده آسان نیست زیرا در پشت پانل قرار دارد. من این اتصال را برطرف کردم و آن را ایمن تر کردم.
ATS سه فاز 480 ولت جدید نصب شد و از سه هسته توروئیدی Nautel Ferrite در ورودی سه فاز ATS برای محافظت بیشتر استفاده شد. من اطمینان می دهم که پیشخوان سرکوبگر Surge نیز به گونه ای کار می کند که می دانیم چه زمانی یک واقعه افزایش می یابد.
وقتی فصل طوفان فرا رسید ، همه چیز خوب پیش رفت و ATS به خوبی اجرا شد. با این حال ، فیوز ترانسفورماتور قطب هنوز در حال دمیدن است ، اما این بار ATS و سایر تجهیزات موجود در ساختمان دیگر تحت تأثیر این افزایش قرار نمی گیرند.
ما از شرکت برق می خواهیم فیوز دمیده شده را بررسی کند. به من گفته شد که این سایت در پایان سرویس خط انتقال سه فاز است ، بنابراین مستعد ابتلا به مشکلات افزایش یافته است. آنها قطب ها را تمیز کردند و برخی از تجهیزات جدید را در بالای ترانسفورماتورهای قطب نصب کردند (من معتقدم که آنها همچنین نوعی سرکوبگر افزایش یافته هستند) ، که واقعاً مانع از سوزاندن فیوز می شود. من نمی دانم که آیا آنها کارهای دیگری را در خط انتقال انجام داده اند ، اما مهم نیست که آنها چه کاری انجام می دهند ، کار می کند.
همه این موارد در سال 2015 اتفاق افتاد و از آن زمان ، ما با هیچ مشکلی در رابطه با افزایش ولتاژ یا رعد و برق روبرو نشده ایم.
حل مشکلات افزایش ولتاژ گاهی اوقات آسان نیست. برای اطمینان از اینکه همه مشکلات در سیم کشی و اتصال در نظر گرفته شده است ، باید مراقبت و کامل انجام شود. تئوری سیستم های زمینی و افزایش رعد و برق ارزش مطالعه دارد. لازم است تا مشکلات مربوط به پایه گذاری تک نقطه ای ، شیب ولتاژ و افزایش پتانسیل زمین در حین گسل ها را به طور کامل درک کنیم تا در طی مراحل نصب تصمیمات مناسب را بگیریم.
جان مارکون ، CBTE CBRE ، اخیراً به عنوان مهندس ارشد بازیگری در شبکه تلویزیونی پیروزی (VTN) در لیتل راک ، آرکانزاس خدمت کرده است. وی 27 سال تجربه در فرستنده های پخش رادیو و تلویزیونی و تجهیزات دیگر دارد و همچنین معلم سابق الکترونیک حرفه ای است. وی یک مهندس پخش و پخش تلویزیونی با مجوز SBE با مدرک لیسانس مهندسی الکترونیک و ارتباطات است.
برای گزارش های بیشتر ، و برای به روز ماندن با تمام اخبار ، ویژگی ها و تجزیه و تحلیل های پیشرو در بازار ، لطفاً برای خبرنامه ما در اینجا ثبت نام کنید.
اگرچه FCC مسئول سردرگمی اولیه است ، اما دفتر رسانه هنوز هشدار دهنده ای برای صادر کننده به مجوز دارد
© 2021 انتشارات آینده محدود ، خانه Quay ، Ambury ، Bath Ba1 1ua. کلیه حقوق محفوظ است. شماره ثبت شرکت انگلیس و ولز 2008885.