कम ज़मीन प्रतिरोध को मापना एक सही ग्राउंडिंग सिस्टम की कुंजी है

बिजली संरक्षण, विशेष रूप से प्रसारण उद्योग में, संवेदनशील विद्युत उपकरण संचालित करने वाले संगठनों का एक प्रमुख पहलू है।बिजली और वोल्टेज वृद्धि के खिलाफ रक्षा की पहली पंक्ति से संबंधित ग्राउंडिंग सिस्टम है।जब तक सही ढंग से डिजाइन और स्थापित नहीं किया जाता, कोई भी सर्ज प्रोटेक्शन काम नहीं करेगा।
हमारा एक टीवी ट्रांसमीटर स्थल 900 फुट ऊंचे पहाड़ की चोटी पर स्थित है और बिजली की चमक का अनुभव करने के लिए जाना जाता है।मुझे हाल ही में हमारी सभी ट्रांसमीटर साइटों को प्रबंधित करने का काम सौंपा गया था;इसलिए, समस्या मुझे दे दी गई।
2015 में बिजली गिरने से बिजली गुल हो गई और जनरेटर ने लगातार दो दिनों तक चलना बंद नहीं किया।निरीक्षण करने पर, मैंने पाया कि उपयोगिता ट्रांसफार्मर का फ्यूज उड़ गया था।मैंने यह भी देखा कि नव स्थापित स्वचालित ट्रांसफर स्विच (एटीएस) एलसीडी डिस्प्ले खाली है।सुरक्षा कैमरा क्षतिग्रस्त है, और माइक्रोवेव लिंक से वीडियो प्रोग्राम रिक्त है।
मामले को बदतर बनाने के लिए, जब उपयोगिता बिजली बहाल की गई, तो एटीएस में विस्फोट हो गया।हमें पुनः प्रसारित करने के लिए, मुझे एटीएस को मैन्युअल रूप से स्विच करने के लिए मजबूर होना पड़ा।अनुमानित नुकसान $5,000 से अधिक है.
रहस्यमय ढंग से, LEA तीन-चरण 480V सर्ज रक्षक काम करने का कोई संकेत नहीं दिखाता है।इससे मेरी रुचि जगी है क्योंकि इसे साइट के सभी उपकरणों को ऐसी घटनाओं से बचाना चाहिए।शुक्र है, ट्रांसमीटर अच्छा है.
ग्राउंडिंग सिस्टम की स्थापना के लिए कोई दस्तावेज नहीं है, इसलिए मैं सिस्टम या ग्राउंडिंग रॉड को नहीं समझ सकता।जैसा कि चित्र 1 से देखा जा सकता है, साइट पर मिट्टी बहुत पतली है, और नीचे की बाकी जमीन सिलिका-आधारित इन्सुलेटर की तरह नोवाक्यूलाइट चट्टान से बनी है।इस इलाके में, सामान्य ग्राउंड रॉड काम नहीं करेंगी, मुझे यह निर्धारित करने की ज़रूरत है कि क्या उन्होंने रासायनिक ग्राउंड रॉड स्थापित की है और क्या यह अभी भी अपने उपयोगी जीवन के भीतर है।
इंटरनेट पर जमीनी प्रतिरोध माप के बारे में बहुत सारे संसाधन मौजूद हैं।इन मापों को करने के लिए, मैंने फ्लूक 1625 ग्राउंड रेजिस्टेंस मीटर को चुना, जैसा कि चित्र 2 में दिखाया गया है। यह एक बहुक्रियाशील उपकरण है जो ग्राउंडिंग माप के लिए केवल ग्राउंड रॉड का उपयोग कर सकता है या ग्राउंड रॉड को सिस्टम से जोड़ सकता है।इसके अलावा, एप्लिकेशन नोट्स भी हैं, जिनका लोग सटीक परिणाम प्राप्त करने के लिए आसानी से अनुसरण कर सकते हैं।यह एक महंगा मीटर है, इसलिए हमने काम करने के लिए इसे किराए पर लिया।
ब्रॉडकास्ट इंजीनियर प्रतिरोधों के प्रतिरोध को मापने के आदी हैं, और केवल एक बार, हमें वास्तविक मूल्य मिल जाएगा।जमीनी प्रतिरोध अलग है.हम जिस चीज की तलाश कर रहे हैं वह वह प्रतिरोध है जो आसपास की जमीन सर्ज करंट गुजरने पर प्रदान करेगी।
प्रतिरोध को मापते समय मैंने "संभावित गिरावट" की विधि का उपयोग किया, जिसका सिद्धांत चित्र 1 और चित्र 2. 3 से 5 में समझाया गया है।
चित्र 3 में, दी गई गहराई की एक ग्राउंड रॉड ई और ग्राउंड रॉड ई से एक निश्चित दूरी के साथ एक ढेर सी है। वोल्टेज स्रोत वीएस दोनों के बीच जुड़ा हुआ है, जो ढेर सी और ढेर सी के बीच एक वर्तमान ई उत्पन्न करेगा भूमि के लिए छड़।वोल्टमीटर का उपयोग करके, हम दोनों के बीच वोल्टेज VM को माप सकते हैं।हम E के जितना करीब होंगे, VM का वोल्टेज उतना ही कम हो जाएगा।ग्राउंड रॉड ई पर वीएम शून्य है। दूसरी ओर, जब हम पाइल सी के करीब वोल्टेज मापते हैं, तो वीएम उच्च हो जाता है।इक्विटी सी पर, वीएम वोल्टेज स्रोत वीएस के बराबर है।ओम के नियम का पालन करते हुए, हम आसपास की गंदगी के जमीनी प्रतिरोध को प्राप्त करने के लिए वोल्टेज वीएम और वीएस के कारण होने वाले वर्तमान सी का उपयोग कर सकते हैं।
यह मानते हुए कि चर्चा के लिए, ग्राउंड रॉड ई और पाइल सी के बीच की दूरी 100 फीट है, और वोल्टेज को ग्राउंड रॉड ई से पाइल सी तक हर 10 फीट पर मापा जाता है। यदि आप परिणाम प्लॉट करते हैं, तो प्रतिरोध वक्र चित्र जैसा दिखना चाहिए 4.
सबसे सपाट भाग जमीन प्रतिरोध का मान है, जो जमीन की छड़ के प्रभाव की डिग्री है।उससे परे विशाल पृथ्वी का हिस्सा है, और लहरदार धाराएं अब इसमें प्रवेश नहीं कर पाएंगी।यह देखते हुए कि इस समय प्रतिबाधा अधिक से अधिक होती जा रही है, यह समझ में आता है।
यदि ग्राउंड रॉड 8 फीट लंबी है, तो ढेर सी की दूरी आमतौर पर 100 फीट निर्धारित की जाती है, और वक्र का सपाट हिस्सा लगभग 62 फीट है।अधिक तकनीकी विवरण यहां शामिल नहीं किए जा सकते हैं, लेकिन वे फ़्लूक कॉर्प के उसी एप्लिकेशन नोट में पाए जा सकते हैं।
फ़्लूक 1625 का उपयोग करने वाला सेटअप चित्र 5 में दिखाया गया है। 1625 ग्राउंडिंग प्रतिरोध मीटर का अपना वोल्टेज जनरेटर है, जो सीधे मीटर से प्रतिरोध मान पढ़ सकता है;ओम मान की गणना करने की कोई आवश्यकता नहीं है।
पढ़ना आसान हिस्सा है, और कठिन हिस्सा वोल्टेज स्टेक्स को चलाना है।सटीक रीडिंग प्राप्त करने के लिए, ग्राउंड रॉड को ग्राउंडिंग सिस्टम से अलग कर दिया जाता है।सुरक्षा कारणों से, हम यह सुनिश्चित करते हैं कि पूरा होने के समय बिजली गिरने या खराबी की कोई संभावना नहीं है, क्योंकि माप प्रक्रिया के दौरान पूरी प्रणाली जमीन पर तैर रही है।
चित्र 6: लिनकोल सिस्टम XIT ग्राउंड रॉड।दिखाया गया डिस्कनेक्ट किया गया तार फ़ील्ड ग्राउंडिंग सिस्टम का मुख्य कनेक्टर नहीं है।मुख्यतः भूमिगत रूप से जुड़ा हुआ।
चारों ओर देखने पर, मुझे ग्राउंड रॉड (चित्र 6) मिला, जो वास्तव में लिनकोल सिस्टम्स द्वारा निर्मित एक रासायनिक ग्राउंड रॉड है।ग्राउंड रॉड में 8 इंच व्यास, 10 फुट का छेद होता है जो लिंकोनाइट नामक विशेष मिट्टी के मिश्रण से भरा होता है।इस छेद के मध्य में 2 इंच व्यास वाली समान लंबाई की एक खोखली तांबे की ट्यूब होती है।हाइब्रिड लिंकोनाइट ग्राउंड रॉड के लिए बहुत कम प्रतिरोध प्रदान करता है।किसी ने मुझे बताया कि इस रॉड को स्थापित करने की प्रक्रिया में छेद करने के लिए विस्फोटकों का उपयोग किया गया था।
एक बार जब वोल्टेज और करंट पाइल को जमीन में प्रत्यारोपित कर दिया जाता है, तो प्रत्येक पाइल से मीटर में एक तार जोड़ा जाता है, जहां प्रतिरोध मान पढ़ा जाता है।
मुझे 7 ओम का ग्राउंड रेजिस्टेंस मान मिला, जो एक अच्छा मान है।राष्ट्रीय विद्युत संहिता के अनुसार ग्राउंड इलेक्ट्रोड का 25 ओम या उससे कम होना आवश्यक है।उपकरण की संवेदनशील प्रकृति के कारण, दूरसंचार उद्योग को आमतौर पर 5 ओम या उससे कम की आवश्यकता होती है।अन्य बड़े औद्योगिक संयंत्रों को निम्न भूमि प्रतिरोध की आवश्यकता होती है।
अभ्यास के तौर पर, मैं हमेशा ऐसे लोगों से सलाह और अंतर्दृष्टि चाहता हूं जो इस प्रकार के काम में अधिक अनुभवी हैं।मैंने फ़्लूक तकनीकी सहायता से मुझे प्राप्त कुछ रीडिंग में विसंगतियों के बारे में पूछा।उन्होंने कहा कि कभी-कभी खूंटियाँ जमीन के साथ अच्छा संपर्क नहीं बना पाती हैं (शायद इसलिए क्योंकि चट्टान कठोर होती है)।
दूसरी ओर, ग्राउंड रॉड्स के निर्माता लिनकोले ग्राउंड सिस्टम्स ने कहा कि अधिकांश रीडिंग बहुत कम हैं।वे उच्च रीडिंग की उम्मीद करते हैं।हालाँकि, जब मैं ग्राउंड रॉड्स के बारे में लेख पढ़ता हूं, तो यह अंतर होता है।10 वर्षों तक हर साल माप लेने वाले एक अध्ययन में पाया गया कि उनकी 13-40% रीडिंग अन्य रीडिंग से भिन्न थीं।उन्होंने भी वही ज़मीनी छड़ें इस्तेमाल कीं जिनका हमने इस्तेमाल किया था।इसलिए, एकाधिक रीडिंग पूरी करना महत्वपूर्ण है।
मैंने एक अन्य विद्युत ठेकेदार से भविष्य में तांबे की चोरी को रोकने के लिए इमारत से ग्राउंड रॉड तक एक मजबूत ग्राउंड वायर कनेक्शन स्थापित करने के लिए कहा।उन्होंने एक अन्य जमीनी प्रतिरोध माप भी किया।हालाँकि, रीडिंग लेने से कुछ दिन पहले बारिश हुई थी और उन्हें जो मूल्य मिला वह 7 ओम से भी कम था (मैंने रीडिंग तब ली जब यह बहुत सूखी थी)।इन परिणामों से, मेरा मानना ​​है कि ग्राउंड रॉड अभी भी अच्छी स्थिति में है।
चित्र 7: ग्राउंडिंग सिस्टम के मुख्य कनेक्शन की जाँच करें।भले ही ग्राउंडिंग सिस्टम ग्राउंड रॉड से जुड़ा हो, ग्राउंड प्रतिरोध की जांच के लिए क्लैंप का उपयोग किया जा सकता है।
मैंने 480V सर्ज सप्रेसर को सेवा प्रवेश के बाद मुख्य डिस्कनेक्ट स्विच के बगल में लाइन में एक बिंदु पर ले जाया।यह इमारत के एक कोने में हुआ करता था।जब भी बिजली चमकती है, तो यह नया स्थान सर्ज सप्रेसर को पहले स्थान पर रखता है।दूसरा, इसके और जमीन की छड़ के बीच की दूरी यथासंभव कम होनी चाहिए।पिछली व्यवस्था में एटीएस हर मोर्चे पर आगे आती थी और हमेशा मोर्चा संभालती थी.प्रतिबाधा को कम करने के लिए सर्ज सप्रेसर और उसके ग्राउंड कनेक्शन से जुड़े तीन-चरण तारों को छोटा किया जाता है।
मैं एक अजीब सवाल की जांच करने के लिए फिर से वापस गया कि बिजली गिरने के दौरान एटीएस में विस्फोट होने पर सर्ज सप्रेसर ने काम क्यों नहीं किया।इस बार, मैंने सभी सर्किट ब्रेकर पैनलों, बैकअप जनरेटर और ट्रांसमीटरों के सभी ग्राउंड और न्यूट्रल कनेक्शन की अच्छी तरह से जाँच की।
मैंने पाया कि मुख्य सर्किट ब्रेकर पैनल का ग्राउंड कनेक्शन गायब है!यहीं पर सर्ज सप्रेसर और एटीएस को भी ग्राउंड किया जाता है (इसलिए यही कारण है कि सर्ज सप्रेसर काम नहीं करता है)।
यह खो गया क्योंकि तांबा चोर ने एटीएस स्थापित होने से कुछ समय पहले पैनल से कनेक्शन काट दिया था।पिछले इंजीनियरों ने सभी ग्राउंड तारों की मरम्मत की, लेकिन वे सर्किट ब्रेकर पैनल के ग्राउंड कनेक्शन को बहाल करने में असमर्थ रहे।कटे हुए तार को देखना आसान नहीं है क्योंकि यह पैनल के पीछे है।मैंने इस कनेक्शन को ठीक कर दिया और इसे और अधिक सुरक्षित बना दिया।
एक नया तीन-चरण 480V एटीएस स्थापित किया गया था, और अतिरिक्त सुरक्षा के लिए एटीएस के तीन-चरण इनपुट पर तीन नॉटेल फेराइट टोरॉयडल कोर का उपयोग किया गया था।मैं यह सुनिश्चित करता हूं कि सर्ज सप्रेसर काउंटर भी काम करे ताकि हमें पता चल सके कि कोई सर्ज घटना कब घटित होती है।
जब तूफ़ान का मौसम आया तो सब कुछ ठीक हो गया और एटीएस अच्छे से चल रही थी।हालाँकि, पोल ट्रांसफार्मर का फ़्यूज़ अभी भी उड़ रहा है, लेकिन इस बार एटीएस और इमारत के अन्य सभी उपकरण अब उछाल से प्रभावित नहीं हैं।
हम बिजली कंपनी से फ़्यूज़ की जाँच करने के लिए कहते हैं।मुझे बताया गया कि साइट तीन-चरण ट्रांसमिशन लाइन सेवा के अंत में है, इसलिए इसमें समस्याएं बढ़ने की अधिक संभावना है।उन्होंने खंभों को साफ किया और पोल ट्रांसफार्मर के ऊपर कुछ नए उपकरण लगाए (मेरा मानना ​​है कि वे भी एक प्रकार के सर्ज सप्रेसर हैं), जिसने वास्तव में फ्यूज को जलने से रोक दिया।मुझे नहीं पता कि उन्होंने ट्रांसमिशन लाइन पर अन्य काम किए हैं या नहीं, लेकिन इससे कोई फर्क नहीं पड़ता कि वे क्या करते हैं, यह काम करता है।
यह सब 2015 में हुआ, और तब से, हमें वोल्टेज वृद्धि या तूफान से संबंधित किसी भी समस्या का सामना नहीं करना पड़ा है।
वोल्टेज वृद्धि की समस्या को हल करना कभी-कभी आसान नहीं होता है।यह सुनिश्चित करने के लिए सावधानी बरती जानी चाहिए कि वायरिंग और कनेक्शन में सभी समस्याओं को ध्यान में रखा जाए।ग्राउंडिंग सिस्टम और बिजली के उछाल के पीछे का सिद्धांत अध्ययन के लायक है।इंस्टॉलेशन प्रक्रिया के दौरान सही निर्णय लेने के लिए सिंगल-पॉइंट ग्राउंडिंग, वोल्टेज ग्रेडिएंट्स और दोषों के दौरान ग्राउंड पोटेंशियल बढ़ने की समस्याओं को पूरी तरह से समझना आवश्यक है।
जॉन मार्कन, सीबीटीई सीबीआरई, ने हाल ही में लिटिल रॉक, अर्कांसस में विक्ट्री टेलीविज़न नेटवर्क (वीटीएन) में कार्यवाहक मुख्य अभियंता के रूप में कार्य किया।उनके पास रेडियो और टेलीविजन प्रसारण ट्रांसमीटर और अन्य उपकरणों में 27 वर्षों का अनुभव है, और वह एक पूर्व पेशेवर इलेक्ट्रॉनिक्स शिक्षक भी हैं।वह इलेक्ट्रॉनिक्स और संचार इंजीनियरिंग में स्नातक की डिग्री के साथ एक एसबीई-प्रमाणित प्रसारण और टेलीविजन प्रसारण इंजीनियर हैं।
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