Salamasuojaus on tärkeä osa organisaatioita, jotka käyttävät herkkiä sähkölaitteita, etenkin lähetysteollisuudessa. Maadoitusjärjestelmä on ensimmäiseen puolustuslinjaan salamannopeaa vastaan. Ellei suunniteltu ja asennettu oikein, mikä tahansa lisäyssuojaus ei toimi.
Yksi TV-lähettimien sivustoistamme sijaitsee 900 jalkaa korkean vuoren yläosassa ja tunnetaan olevan salamannopea. Minut nimitettiin äskettäin hallitsemaan kaikkia lähettimien sivustoja; Siksi ongelma välitettiin minulle.
Vuoden 2015 salamalakko aiheutti sähkökatkon, ja generaattori ei lopettanut juoksemista kahta peräkkäistä päivää. Tarkastuksen jälkeen huomasin, että apuohjelman muuntaja sulake oli puhallettu. Huomasin myös, että äskettäin asennettu automaattinen siirtokytkin (ATS) LCD -näyttö on tyhjä. Turvakamera on vaurioitunut, ja videoohjelma mikroaaltolinkistä on tyhjä.
Pahemman tilanteen vuoksi, kun hyötyvoima palautettiin, ATS räjähti. Jotta meistä olisi uudelleen, minut pakotettiin vaihtamaan ATS: n manuaalisesti. Arvioitu tappio on yli 5000 dollaria.
Salaperäisesti Lea-kolmivaiheinen 480 V: n ylijännitesuojaus ei osoita mitään merkkejä toiminnasta. Tämä on herättänyt kiinnostukseni, koska sen pitäisi suojata kaikki sivuston laitteet tällaisilta tapauksissa. Onneksi lähetin on hyvä.
Maadoitusjärjestelmän asentamiselle ei ole dokumentaatiota, joten en ymmärrä järjestelmää tai maadoitustankoa. Kuten kuviosta 1 voidaan nähdä, maaperä paikan päällä on erittäin ohut, ja loput alla olevasta maasta on valmistettu novaculite-kalliosta, kuten piidioksidipohjaisesta eristyksestä. Tällä maastossa tavanomaiset maavarat eivät toimi, minun on selvitettävä, onko he asentanut kemiallisen maadan ja onko se edelleen sen käyttöiän sisällä.
Internetissä on paljon resursseja maan vastarinnan mittaamisesta. Näiden mittausten tekemiseksi valitsin Fluke 1625 -maapallon vastusmittarin, kuten kuviossa 2 esitetään. Se on monitoiminen laite, joka voi käyttää vain maavaraa tai kytkeä maadan järjestelmään maadoitusmittausta varten. Tämän lisäksi on olemassa sovellushuomautuksia, joita ihmiset voivat helposti seurata saadakseen tarkkoja tuloksia. Tämä on kallis mittari, joten vuokrasimme työn.
Broadcast Engineers on tottunut mittaamaan vastusvastuksen vastus, ja vain kerran saamme todellisen arvon. Maankestävyys on erilainen. Etsimme vastustuskykyä, jonka ympäröivä maa tarjoaa, kun ylitysvirta kulkee.
Käytin ”potentiaalisen pudotuksen” menetelmää mittaamalla resistenssiä, jonka teoria selitetään kuviossa 1 ja kuviossa 2. 3 - 5.
Kuviossa 3 on tietyn syvyyden ja kasan ja C -C: n jauhettua etäisyyden sauva E. Jännitteen lähde VS on kytketty näiden kahden väliin, mikä tuottaa virran E kasan C välillä ja Maatanko. Voltimetriä käyttämällä voimme mitata jännitteen VM näiden kahden välillä. Mitä lähempänä olemme E, sitä alhaisempi jännite VM tulee. VM on nolla maadassa E. Toisaalta, kun mitataan jännitteen lähellä kasaan C, VM tulee korkeaksi. Osake C: ssä VM on yhtä suuri kuin jännitelähde Vs. Ohmin lain mukaisesti voimme käyttää jännitteen VM ja VS: n aiheuttamaa virtaa C: tä ympäröivän lian maankestävyyden saamiseksi.
Olettaen, että keskustelun vuoksi maadan E ja kasan C välinen etäisyys on 100 jalkaa ja jännite mitataan joka 10 metrin päässä jauhettua e -kasaan C. Jos piirrät tulokset, vastuskäyrän tulisi näyttää kuviolta 4.
Littein osa on maankestävyyden arvo, joka on maatangon vaikutusaste. Sen lisäksi on osa laajaa maata, ja ylijännitysvirrat eivät enää tunkeudu. Kun otetaan huomioon, että impedanssi on nousemassa tällä hetkellä korkeammaksi, tämä on ymmärrettävää.
Jos jauharata on 8 jalkaa pitkä, kasan C etäisyys asetetaan yleensä 100 jalkaan ja käyrän tasainen osa on noin 62 jalkaa. Täällä ei voida käsitellä enemmän teknisiä yksityiskohtia, mutta ne löytyvät samasta Fluke Corp: n sovellushuomautuksesta.
Asennus Fluke 1625: llä on esitetty kuvassa 5. 1625 -maadoitusvastusmittarilla on oma jännitegeneraattori, joka voi lukea vastusarvon suoraan mittarista; Ohm -arvoa ei tarvitse laskea.
Lukeminen on helppoa, ja vaikea osa on jännitetankojen ajaminen. Tarkan lukemisen saamiseksi maadoitus on irrotettu maadoitusjärjestelmästä. Turvallisuussyistä varmistamme, että salaman tai toimintahäiriöiden mahdollisuuksia ei ole valmistumishetkellä, koska koko järjestelmä kelluu maassa mittausprosessin aikana.
Kuva 6: Lyncole System Xit -pohjavarsi. Esitetty irrotettu johdin ei ole kentän maadoitusjärjestelmän pääliitin. Pääasiassa kytketty maan alla.
Ympärilleni löysin maatilan (kuva 6), joka on todellakin lynkoolijärjestelmien tuottama kemiallinen maa -sauva. Maatanko koostuu halkaisijaltaan 8 tuuman, 10 jalan reikästä, joka on täytetty erityisellä saviseoksella, nimeltään Lynconite. Tämän reiän keskellä on ontto kupariputki, jonka pituus on samanpituus, jonka halkaisija on 2 tuumaa. Hybridi -lynoniitti tarjoaa erittäin alhaisen vastustuskyvyn maapalloille. Joku kertoi minulle, että tämän sauvan asennusprosessissa räjähteitä käytettiin reikien valmistukseen.
Kun jännitteet ja virtapaalut on istutettu maahan, langa on kytketty jokaisesta paalusta mittariin vuorotellen, missä vastusarvo luetaan.
Sain maanvastuksen arvon 7 ohmia, mikä on hyvä arvo. Kansallinen sähkökoodi vaatii maaelektrodin olevan 25 ohmia tai vähemmän. Laitteiden herkän luonteen vuoksi televiestintäteollisuus vaatii yleensä 5 ohmia tai vähemmän. Muut suuret teollisuuskasvit vaativat alhaisemman maankestävyyden.
Käytännössä etsin aina neuvoja ja oivalluksia ihmisiltä, jotka ovat kokeneempia tämän tyyppisissä työssä. Kysyin Fluken teknisestä tuesta eräistä eräistä lukemistani lukemista. He sanoivat, että joskus panokset eivät välttämättä ole hyviä kosketuksia maahan (ehkä siksi, että kallio on vaikeaa).
Toisaalta Lyncole Ground Systems, Maantankojen valmistaja, totesi, että suurin osa lukemista on erittäin alhainen. He odottavat korkeampia lukemia. Kuitenkin, kun luin artikkeleita maatangoista, tämä ero tapahtuu. Tutkimuksessa, joka otti mittaukset vuosittain 10 vuoden ajan, havaittiin, että 13–40% heidän lukemistaan oli erilainen kuin muut lukemat. He käyttivät myös samoja maatangoja, joita käytimme. Siksi on tärkeää suorittaa useita lukemia.
Pyysin toista sähköurakoitsijaa asentamaan voimakkaamman maadoitusjohtoyhteyden rakennuksesta maadoilleen kuparinvarkauksien estämiseksi tulevaisuudessa. He suorittivat myös toisen maapallon vastusmittauksen. Satoi kuitenkin muutama päivä ennen kuin he ottivat lukemisen ja heidän saamansa arvo oli jopa 7 ohmia (otin lukemisen, kun se oli erittäin kuiva). Näistä tuloksista uskon, että maatanko on edelleen hyvässä kunnossa.
Kuva 7: Tarkista maadoitusjärjestelmän pääyhteydet. Vaikka maadoitusjärjestelmä olisi kytketty maadaan, puristimen avulla voidaan tarkistaa maaperän vastus.
Siirrin 480 V: n ylijännitteen tukahduttajan linjan pisteeseen palvelun sisäänkäynnin jälkeen, pääyhteyskytkimen vieressä. Se oli aiemmin rakennuksen nurkassa. Aina kun salama on nousua, tämä uusi sijainti asettaa ensisijaisesti ylijännitesopimuksen. Toiseksi sen ja maatangon välisen etäisyyden tulisi olla mahdollisimman lyhyt. Edellisessä järjestelyssä ATS tuli kaiken eteen ja otti aina johdon. Kolmivaiheiset johdot, jotka on kytketty yli ylijäämävaimennukseen ja sen maayhteyteen, tehdään lyhyempi impedanssin vähentämiseksi.
Palasin takaisin tutkimaan omituista kysymystä, miksi ylijännitesopressori ei toiminut, kun ATS räjähti salaman nousun aikana. Tällä kertaa tarkistin perusteellisesti kaikki katkaisijapaneelien, varmuuskopiogeneraattoreiden ja lähettimien kaikki maa- ja neutraalit liitännät.
Huomasin, että pääkatkaisijapaneelin maayhteys puuttuu! Täällä myös ylijännitesopimus ja ATS ovat maadoitettuja (joten tämä on myös syy siihen, miksi ylijännitesopressori ei toimi).
Se katosi, koska kuparisarka leikkasi yhteyden paneeliin joskus ennen ATS: n asentamista. Aikaisemmat insinöörit korjasivat kaikki maajohdot, mutta he eivät pystyneet palauttamaan maayhteyttä katkaisijapaneeliin. Leikkausjohtoa ei ole helppo nähdä, koska se on paneelin takana. Korjasin tämän yhteyden ja tein sen turvallisemmaksi.
Asennettiin uusi kolmivaiheinen 480 V: n ATS ja ATS: n kolmivaiheisessa tuloksessa käytettiin kolmea nautel-ferriittikoroidista ytimää lisäsuojausta varten. Varmistan, että myös ylijännitesopimuslaskuri toimii niin, että tiedämme, kun ylitystapahtuma tapahtuu.
Kun myrskykausi tuli, kaikki meni hyvin ja ATS juoksi hyvin. Napamuuntajan sulake kuitenkin puhaltaa, mutta tällä kertaa ATS ja kaikki muut rakennuksen laitteet eivät enää vaikuta.
Pyydämme sähköyhtiötä tarkistamaan puhallettu sulake. Minulle kerrottiin, että sivusto on kolmivaiheisen siirtojohtopalvelun lopussa, joten se on alttiimpi lisäongelmiin. He puhdistivat pylväät ja asensivat joitain uusia laitteita navan muuntajien päälle (uskon, että ne ovat myös jonkinlainen ylijännitesäiliö), mikä todella esti sulaketta palaamisesta. En tiedä tekevätkö he muita asioita siirtolinjalla, mutta riippumatta siitä, mitä he tekevät, se toimii.
Kaikki tämä tapahtui vuonna 2015, ja siitä lähtien emme ole kohdanneet mitään jännitteen nousuun tai ukkosmyrskyyn liittyviä ongelmia.
Jännitteen lisäysongelmien ratkaiseminen ei joskus ole helppoa. Varo on huolehdittava ja perusteellinen, jotta kaikki ongelmat otetaan huomioon johdotuksessa ja yhteydessä. Maadoitusjärjestelmien ja salaman nousun taustalla on opiskelun arvoinen. On tarpeen ymmärtää täysin yhden pisteen maadoituksen, jännitegradienttien ja maapallon potentiaalin ongelmat vikojen aikana, jotta asennusprosessin aikana tehdään oikeita päätöksiä.
John Marcon, CBTE CBRE, toimi äskettäin näyttelijäinsinöörinä Victory Television Network (VTN) Little Rockissa, Arkansasissa. Hänellä on 27 vuoden kokemus radio- ja televisiolähetyslähettimistä ja muista laitteista, ja hän on myös entinen ammattimainen elektroniikan opettaja. Hän on SBE-sertifioitu lähetys- ja televisiolähetysinsinööri, jolla on kandidaatin tutkinto elektroniikan ja viestintätekniikan suunnittelussa.
Saat lisää tällaisia raportteja ja pysyäksesi ajan tasalla kaikista markkinoiden johtavista uutisista, ominaisuuksista ja analyyseistämme, kirjaudu täällä uutiskirjeemme.
Vaikka FCC on vastuussa alkuperäisestä sekaannuksesta, mediatoimistolla on edelleen varoitus lisenssinsaajalle
© 2021 Future Publishing Limited, Quay House, Ambury, Bath Ba1 1UA. kaikki oikeudet pidätetään. Englannin ja Walesin yrityksen rekisteröintinumero 2008885.
Viestin aika: heinäkuu-14-2021
