Ukkossuojaus on keskeinen osa organisaatioita, jotka käyttävät herkkiä sähkölaitteita, erityisesti yleisradioalalla.Ensimmäiseen suojalinjaan salama- ja jännitepiikkejä vastaan liittyy maadoitusjärjestelmä.Ellei sitä ole suunniteltu ja asennettu oikein, mikään ylijännitesuoja ei toimi.
Yksi TV-lähetinpaikoistamme sijaitsee 900 jalkaa korkean vuoren huipulla, ja se tunnetaan kokeneensa salamoita.Minut määrättiin äskettäin hoitamaan kaikkia lähetinpisteitämme;siksi ongelma siirtyi minulle.
Vuoden 2015 salamanisku aiheutti sähkökatkon, eikä generaattori pysähtynyt kahteen peräkkäiseen päivään.Tarkastuksessa huomasin, että muuntajan sulake oli palanut.Huomasin myös, että juuri asennettu automaattisen siirtokytkimen (ATS) LCD-näyttö on tyhjä.Valvontakamera on vaurioitunut ja mikroaaltolinkin video-ohjelma on tyhjä.
Asiaa pahensi se, että kun sähkönsyöttö palautettiin, ATS räjähti.Jotta voisimme ilmaista uudelleen, minun oli pakko vaihtaa ATS manuaalisesti.Arvioitu tappio on yli 5000 dollaria.
Mystisesti LEA:n kolmivaiheinen 480 V ylijännitesuoja ei osoita toimimisen merkkejä.Tämä on herättänyt kiinnostukseni, koska sen pitäisi suojata kaikkia sivuston laitteita tällaisilta tapauksilta.Onneksi lähetin on hyvä.
Maadoitusjärjestelmän asennuksesta ei ole dokumentaatiota, joten en ymmärrä järjestelmää tai maadoitustankoa.Kuten kuvasta 1 nähdään, paikan päällä oleva maaperä on hyvin ohutta ja alla oleva muu maa on tehty novakuliittikivestä, kuten piidioksidipohjaisesta eristeestä.Tässä maastossa tavalliset maadoitussauvat eivät toimi, minun on selvitettävä, onko niihin asennettu kemiallinen maadoitussauva ja onko se vielä käyttöiässä.
Internetissä on paljon resursseja maavastusmittauksesta.Näitä mittauksia varten valitsin Fluke 1625 -maavastusmittarin, kuten kuvassa 2. Se on monitoimilaite, joka voi käyttää vain maadoitustankoa tai liittää maadoitustangon järjestelmään maadoitusmittaukseen.Tämän lisäksi on sovellushuomautuksia, joita ihmiset voivat helposti seurata saadakseen tarkkoja tuloksia.Tämä on kallis mittari, joten vuokrasimme sellaisen tekemään työtä.
Broadcast-insinöörit ovat tottuneet mittaamaan vastusten resistanssia, ja vain kerran saamme todellisen arvon.Maavastus on erilainen.Etsimme vastusta, jonka ympäröivä maa antaa, kun aaltovirta kulkee.
Käytin resistanssin mittauksessa "potentiaalisen pudotuksen" menetelmää, jonka teoria on selitetty kuvassa 1 ja kuvassa 2. 3-5.
Kuvassa 3 on tietyn syvyinen maadoitustanko E ja pino C, joka on tietyllä etäisyydellä maadoitussauvasta E. Näiden kahden väliin on kytketty jännitelähde VS, joka synnyttää virran E paalun C ja maadoitussauvan välille. maadoitettu sauva.Volttimittarilla voimme mitata jännitteen VM näiden kahden välillä.Mitä lähempänä E:tä ollaan, sitä pienemmäksi VM:n jännite tulee.VM on nolla maadoitussauvalla E. Toisaalta, kun mitataan jännite lähellä pinoa C, VM nousee korkeaksi.Osakkeella C VM on yhtä suuri kuin jännitelähde VS.Ohmin lain mukaisesti voimme käyttää VS:n aiheuttamaa jännitettä VM ja virtaa C saadakseen ympäröivän lian maaresistanssin.
Olettaen, että keskustelun vuoksi maadoitustangon E ja paalun C välinen etäisyys on 100 jalkaa ja jännite mitataan 10 jalan välein maatangosta E paaluun C. Jos piirrät tulokset, vastuskäyrän pitäisi näyttää tältä: Kuva 4.
Tasaisin osa on maadoitusvastuksen arvo, joka on maadoitustangon vaikutusaste.Sen ulkopuolella on osa valtavaa maapalloa, ja aaltovirrat eivät enää tunkeudu.Kun otetaan huomioon, että impedanssi kasvaa tällä hetkellä, tämä on ymmärrettävää.
Jos maadoitustanko on 8 jalkaa pitkä, paalun C etäisyys asetetaan yleensä 100 jalkaan ja käyrän tasainen osa on noin 62 jalkaa.Teknisiä yksityiskohtia ei voi käsitellä tässä, mutta ne löytyvät samasta Fluke Corp.
Asennus Fluke 1625:tä käyttäen on esitetty kuvassa 5. 1625 maadoitusvastusmittarissa on oma jännitegeneraattori, joka voi lukea vastusarvon suoraan mittarista;ohmin arvoa ei tarvitse laskea.
Lukeminen on helppo osa, ja vaikea osa on jännitteen ohjaaminen.Tarkan lukeman saamiseksi maadoitustanko irrotetaan maadoitusjärjestelmästä.Turvallisuussyistä varmistamme, ettei salaman tai toimintahäiriön mahdollisuutta ole valmistumishetkellä, koska koko järjestelmä kelluu maassa mittauksen aikana.
Kuva 6: Lyncole System XIT -maadoitustanko.Kuvassa oleva irrotettu johto ei ole maadoitusjärjestelmän pääliitin.Pääasiassa yhdistetty maan alle.
Katsellessani ympärilleni löysin maadoitustangon (kuva 6), joka on todellakin Lyncole Systemsin valmistama kemiallinen hiontatanko.Maadoitustanko koostuu halkaisijaltaan 8 tuuman, 10 jalan reiästä, joka on täytetty erityisellä saviseoksella nimeltä Lynconite.Tämän reiän keskellä on samanpituinen ontto kupariputki, jonka halkaisija on 2 tuumaa.Hybridi Lynconite tarjoaa erittäin alhaisen vastuksen maatangolle.Joku kertoi minulle, että tätä sauvaa asennettaessa käytettiin räjähteitä reikien tekemiseen.
Kun jännite- ja virtapaalut on istutettu maahan, jokaisesta paalusta liitetään johto vuorotellen mittariin, josta luetaan resistanssiarvo.
Sain maavastusarvon 7 ohmia, mikä on hyvä arvo.National Electrical Code edellyttää, että maadoituselektrodi on 25 ohmia tai vähemmän.Laitteiden herkkyydestä johtuen tietoliikenneteollisuus vaatii yleensä 5 ohmia tai vähemmän.Muut suuret teollisuuslaitokset vaativat alhaisempaa maavastusta.
Käytännössä kysyn aina neuvoja ja näkemyksiä ihmisiltä, jotka ovat kokeneempia tämän tyyppistä työtä.Kysyin Fluken tekniseltä tuelta joidenkin saamieni lukemien eroista.He sanoivat, että joskus paalut eivät ehkä saa hyvää kosketusta maahan (ehkä siksi, että kivi on kova).
Toisaalta maadoitustankoja valmistava Lyncole Ground Systems totesi, että suurin osa lukemista on erittäin alhaisia.He odottavat korkeampia lukemia.Kuitenkin, kun luen artikkeleita maatoista, tämä ero ilmenee.Tutkimuksessa, jossa mitattiin joka vuosi 10 vuoden ajan, havaittiin, että 13-40 % heidän lukemistaan poikkesi muista lukemista.He käyttivät myös samoja maasauvoja kuin mekin.Siksi on tärkeää suorittaa useita lukemia.
Pyysin toista sähköurakoitsijaa asentamaan vahvemman maadoitusjohdon liitännän rakennuksesta maadoitustankoon kuparivarkauksien estämiseksi tulevaisuudessa.He tekivät myös toisen maavastusmittauksen.Kuitenkin satoi muutama päivä ennen kuin he ottivat lukeman ja arvo, jonka he saivat, oli jopa alle 7 ohmia (otin lukeman, kun se oli erittäin kuiva).Näiden tulosten perusteella uskon, että maadoitustanko on edelleen hyvässä kunnossa.
Kuva 7: Tarkista maadoitusjärjestelmän pääkytkennät.Vaikka maadoitusjärjestelmä olisi kytketty maadoitustankoon, maadoitusvastuksen tarkistamiseen voidaan käyttää puristinta.
Siirsin 480 V ylijännitesuojan huoltoaukon jälkeiseen pisteeseen linjassa, pääkatkaisijan viereen.Se oli aikoinaan rakennuksen nurkassa.Aina kun tapahtuu salama, tämä uusi sijainti asettaa ylijännitesuojan etusijalle.Toiseksi sen ja maadoitustangon välisen etäisyyden tulee olla mahdollisimman lyhyt.Edellisessä järjestelyssä ATS oli kaiken edellä ja otti aina johdon.Ylijännitesuojaan liitetyt kolmivaiheiset johdot ja sen maadoitus on lyhennetty impedanssin vähentämiseksi.
Palasin takaisin tutkimaan outoa kysymystä, miksi ylijännitesuoja ei toiminut, kun ATS räjähti salamahuippujen aikana.Tällä kertaa tarkistin perusteellisesti kaikkien katkaisijapaneelien, varageneraattoreiden ja lähettimien maadoitus- ja nollaliitännät.
Huomasin, että pääkatkaisijapaneelin maadoitus puuttuu!Täällä myös ylijännitesuoja ja ATS on maadoitettu (joten tämä on myös syy siihen, miksi ylijännitesuoja ei toimi).
Se katosi, koska kuparivaras katkaisi yhteyden paneeliin joskus ennen ATS:n asennusta.Aiemmat insinöörit korjasivat kaikki maadoitusjohdot, mutta he eivät pystyneet palauttamaan maadoitusyhteyttä katkaisijapaneeliin.Katkaistua lankaa ei ole helppo nähdä, koska se on paneelin takana.Korjasin tämän yhteyden ja tein siitä turvallisemman.
Uusi kolmivaiheinen 480 V ATS asennettiin, ja ATS:n kolmivaihetulossa käytettiin kolmea Nautel-ferriittistä toroidisydäntä lisäsuojan lisäämiseksi.Varmistan, että myös ylijännitesuojalaskuri toimii, jotta tiedämme, milloin ylijännitetapahtuma tapahtuu.
Kun myrskykausi tuli, kaikki sujui hyvin ja ATS toimi hyvin.Napamuuntajan sulake palaa kuitenkin edelleen, mutta tällä kertaa ATS:ään ja muihin rakennuksen laitteisiin ei enää vaikuta ylijännite.
Pyydämme sähköyhtiötä tarkistamaan palaneen sulakkeen.Minulle kerrottiin, että paikka on kolmivaiheisen voimajohtopalvelun päässä, joten se on alttiimpi ylijänniteongelmille.Pylväät puhdistettiin ja napamuuntajien päälle asennettiin uusia laitteita (luulen, että ne ovat myös jonkinlainen ylijännitesuoja), mikä todella esti sulaketta palamasta.En tiedä tekivätkö he muita asioita voimajohdolla, mutta riippumatta siitä, mitä he tekevät, se toimii.
Kaikki tämä tapahtui vuonna 2015, ja sen jälkeen emme ole kohdanneet jännitepiikkiin tai ukkosmyrskyihin liittyviä ongelmia.
Jännitepiikkiongelmien ratkaiseminen ei ole joskus helppoa.On huolehdittava ja perusteellisesti varmistettava, että kaikki ongelmat otetaan huomioon johdotuksessa ja kytkennässä.Maadoitusjärjestelmien ja salamajännitteiden taustalla oleva teoria on tutkimisen arvoinen.On välttämätöntä ymmärtää täysin yksipistemaadoituksen, jännitegradienttien ja maapotentiaalin nousun ongelmat vikojen aikana, jotta voidaan tehdä oikeat päätökset asennusprosessin aikana.
John Marcon, CBTE CBRE, toimi äskettäin Victory Television Networkin (VTN) vt. pääinsinöörinä Little Rockissa, Arkansasissa.Hänellä on 27 vuoden kokemus radio- ja televisiolähettimistä ja muista laitteista, ja hän on myös entinen elektroniikka-alan opettaja.Hän on SBE-sertifioitu lähetys- ja televisiolähetysinsinööri, jolla on kandidaatin tutkinto elektroniikka- ja viestintätekniikasta.
Tilaa uutiskirjeemme täältä saadaksesi lisää tällaisia raportteja ja pysyäksesi ajan tasalla kaikista markkinoiden johtavista uutisista, ominaisuuksista ja analyyseista.
Vaikka FCC on vastuussa alkuperäisestä sekaannuksesta, Media Bureaulla on edelleen varoitus annettava luvanhaltijalle
© 2021 Future Publishing Limited, Quay House, The Ambury, Bath BA1 1UA.kaikki oikeudet pidätetään.Englannin ja Walesin yritysrekisterinumero 2008885.
Postitusaika: 14.7.2021
