Zaštita od munje ključni je aspekt organizacija koje koriste osjetljivu električnu opremu, posebno u industriji emitiranja.Povezan s prvom linijom obrane od udara groma i napona je sustav uzemljenja.Osim ako nije pravilno dizajnirana i instalirana, zaštita od prenapona neće raditi.
Jedan od naših TV odašiljača nalazi se na vrhu planine visoke 900 stopa i poznat je po tome što doživljava udare munje.Nedavno mi je dodijeljeno da upravljam svim našim mjestima odašiljača;dakle, problem je prebačen na mene.
Udar groma 2015. godine izazvao je nestanak struje, a generator nije prestajao raditi dva uzastopna dana.Nakon pregleda ustanovio sam da je osigurač pomoćnog transformatora pregorio.Također sam primijetio da je LCD zaslon novoinstaliranog prekidača za automatski prijenos (ATS) prazan.Sigurnosna kamera je oštećena, a video program s mikrovalne veze je prazan.
Da stvar bude gora, kada je struja ponovno uspostavljena, ATS je eksplodirao.Kako bismo se ponovno emitirali, bio sam prisiljen ručno prebaciti ATS.Procijenjeni gubitak je veći od 5000 dolara.
Misteriozno, LEA trofazna zaštita od prenapona od 480 V uopće ne pokazuje znakove rada.To je pobudilo moje zanimanje jer bi trebalo zaštititi sve uređaje na stranici od takvih incidenata.Srećom, odašiljač je dobar.
Ne postoji dokumentacija za ugradnju sustava uzemljenja, tako da ne mogu razumjeti sustav ili uzemljenje.Kao što se može vidjeti na slici 1, tlo na licu mjesta je vrlo tanko, a ostatak tla ispod je napravljen od novakulitne stijene, poput izolatora na bazi silicija.Na ovom terenu uobičajene šipke za uzemljenje neće raditi, trebam utvrditi jesu li postavili kemijsku šipku za uzemljenje i je li još uvijek u svom vijeku trajanja.
Na internetu postoji mnogo izvora o mjerenju otpora uzemljenja.Za izvođenje ovih mjerenja odabrao sam mjerač otpora uzemljenja Fluke 1625, kao što je prikazano na slici 2. To je multifunkcionalni uređaj koji može koristiti samo šipku za uzemljenje ili spojiti šipku za uzemljenje na sustav za mjerenje uzemljenja.Uz to, postoje napomene o aplikaciji koje ljudi mogu lako pratiti kako bi dobili točne rezultate.Ovo je skupo brojilo, pa smo iznajmili jedno za taj posao.
Inženjeri emitiranja navikli su mjeriti otpor otpornika i samo jednom ćemo dobiti stvarnu vrijednost.Otpor tla je različit.Ono što tražimo je otpor koji će okolno tlo pružiti kada udarna struja prođe.
Pri mjerenju otpora koristio sam metodu "pada potencijala", čija je teorija objašnjena na slici 1 i slici 2. 3 do 5.
Na slici 3 postoji šipka za uzemljenje E zadane dubine i pilot C na određenoj udaljenosti od šipke za uzemljenje E. Izvor napona VS spojen je između njih dvoje, što će generirati struju E između pilota C i šipka za uzemljenje.Pomoću voltmetra možemo izmjeriti napon VM između njih dvoje.Što smo bliže E, to napon VM postaje niži.VM je nula na šipki za uzemljenje E. S druge strane, kada mjerimo napon blizu stupca C, VM postaje visok.U jednakosti C, VM je jednak izvoru napona VS.Slijedeći Ohmov zakon, možemo koristiti napon VM i struju C uzrokovanu VS da dobijemo otpor uzemljenja okolne prljavštine.
Pod pretpostavkom da je radi rasprave udaljenost između šipke za uzemljenje E i gomile C 100 stopa, a napon se mjeri svakih 10 stopa od šipke za uzemljenje E do gomile C. Ako iscrtate rezultate, krivulja otpora trebala bi izgledati kao Slika 4.
Najravniji dio je vrijednost otpora uzemljenja, što je stupanj utjecaja šipke uzemljenja.Iza toga je dio goleme Zemlje i udarne struje više neće prodrijeti.S obzirom da impedancija u ovom trenutku postaje sve veća i veća, to je i razumljivo.
Ako je šipka za uzemljenje dugačka 8 stopa, udaljenost pilota C obično je postavljena na 100 stopa, a ravni dio krivulje je oko 62 stope.Ovdje se ne mogu pokriti više tehničkih detalja, ali se mogu pronaći u istoj bilješci o aplikaciji tvrtke Fluke Corp.
Postavljanje pomoću Fluke 1625 prikazano je na slici 5. Mjerač otpora uzemljenja 1625 ima vlastiti generator napona, koji može očitati vrijednost otpora izravno s mjerača;nema potrebe izračunavati ohmsku vrijednost.
Čitanje je lakši dio, a teži dio je podizanje napona.Kako bi se dobilo točno očitanje, šipka za uzemljenje se odvaja od sustava uzemljenja.Iz sigurnosnih razloga brinemo da u trenutku završetka ne postoji mogućnost udara groma ili kvara jer cijeli sustav tijekom mjerenja pluta na tlu.
Slika 6: Šipka za uzemljenje Lyncole System XIT.Prikazana odvojena žica nije glavni konektor sustava uzemljenja polja.Uglavnom povezan pod zemljom.
Gledajući uokolo, pronašao sam šipku za uzemljenje (Slika 6), koja je doista kemijska šipka za uzemljenje koju proizvodi Lyncole Systems.Uzemljena šipka sastoji se od rupe promjera 8 inča i 10 stopa ispunjene posebnom mješavinom gline zvanom Lynconite.U sredini ove rupe nalazi se šuplja bakrena cijev iste duljine promjera 2 inča.Hibridni Lynconite pruža vrlo nizak otpor za šipku za uzemljenje.Netko mi je rekao da je u procesu postavljanja ove šipke korišten eksploziv za izradu rupa.
Nakon što su naponski i strujni stupovi ugrađeni u zemlju, žica se spaja na svaki stup naizmjenično na mjerač, gdje se očitava vrijednost otpora.
Dobio sam vrijednost otpora uzemljenja od 7 ohma, što je dobra vrijednost.Nacionalni električni kodeks zahtijeva da elektroda za uzemljenje bude 25 ohma ili manje.Zbog osjetljive prirode opreme, telekomunikacijska industrija obično zahtijeva 5 ohma ili manje.Ostala velika industrijska postrojenja zahtijevaju manji otpor tla.
Kao praksa, uvijek tražim savjete i uvide od ljudi koji su iskusniji u ovoj vrsti posla.Pitao sam Fluke tehničku podršku o razlikama u nekim očitanjima koja sam dobio.Rekli su da ponekad kolci možda neće imati dobar kontakt s tlom (možda zato što je stijena tvrda).
S druge strane, Lyncole Ground Systems, proizvođač šipki za uzemljenje, izjavio je da je većina očitanja vrlo niska.Očekuju veća očitanja.Međutim, kada čitam članke o šipkama za uzemljenje, pojavljuje se ta razlika.Studija koja je provodila mjerenja svake godine tijekom 10 godina otkrila je da se 13-40% njihovih očitanja razlikuje od drugih očitanja.Također su koristili iste šipke za uzemljenje koje smo mi koristili.Stoga je važno izvršiti više čitanja.
Zamolio sam drugog izvođača elektrotehničkih radova da postavi jaču vezu žice za uzemljenje od zgrade do šipke za uzemljenje kako bi spriječio krađu bakra u budućnosti.Također su izvršili još jedno mjerenje otpora uzemljenja.Međutim, kiša je padala nekoliko dana prije nego što su očitali i vrijednost koju su dobili bila je čak niža od 7 ohma (očitao sam kada je bilo jako suho).Prema ovim rezultatima, vjerujem da je šipka za uzemljenje još uvijek u dobrom stanju.
Slika 7: Provjerite glavne spojeve sustava uzemljenja.Čak i ako je sustav uzemljenja spojen na šipku za uzemljenje, stezaljka se može koristiti za provjeru otpora uzemljenja.
Premjestio sam prigušivač prenapona od 480 V na točku u liniji nakon servisnog ulaza, pored glavne sklopke za isključivanje.Nekad je bio u uglu zgrade.Kad god postoji udar groma, ova nova lokacija stavlja prigušivač prenapona na prvo mjesto.Drugo, udaljenost između njega i šipke za uzemljenje treba biti što kraća.U dosadašnjem aranžmanu ATS je bio ispred svega i uvijek vodio.Trofazne žice spojene na prigušivač prenapona i njegov priključak na uzemljenje napravljene su kraće kako bi se smanjila impedancija.
Ponovno sam se vratio da istražim čudno pitanje, zašto prigušivač prenapona nije radio kada je ATS eksplodirao tijekom udara groma.Ovaj put sam temeljito provjerio sve spojeve uzemljenja i nule svih ploča prekidača, pomoćnih generatora i odašiljača.
Otkrio sam da nedostaje spoj uzemljenja ploče glavnog prekidača!Ovdje su također uzemljeni prigušivač prenapona i ATS (tako da je i to razlog zašto prigušivač prenapona ne radi).
Izgubljena je jer je kradljivac bakra presjekao vezu s pločom prije nego što je instaliran ATS.Prethodni inženjeri popravili su sve žice za uzemljenje, ali nisu uspjeli vratiti uzemljenje na ploču prekidača.Odrezanu žicu nije lako vidjeti jer se nalazi na stražnjoj strani ploče.Popravio sam ovu vezu i učinio je sigurnijom.
Instaliran je novi trofazni 480V ATS, a za dodatnu zaštitu korištene su tri Nautel feritne toroidalne jezgre na trofaznom ulazu ATS-a.Pazim da i brojač prigušivača prenapona radi tako da znamo kada se dogodi prenaponski događaj.
Kad je došla sezona oluja, sve je išlo dobro i ATS je dobro radio.Međutim, osigurač na stupnom transformatoru i dalje gori, ali ovaj put ATS i sva ostala oprema u zgradi više nisu pogođeni prenaponskim udarom.
Molimo elektroprivredu da provjeri pregorjeli osigurač.Rečeno mi je da se mjesto nalazi na kraju trofaznog dalekovoda, pa je sklonije problemima s prenaponskim udarima.Očistili su stupove i ugradili neku novu opremu na vrh stupnih transformatora (vjerujem da su i oni neka vrsta prigušivača prenapona), što je stvarno spriječilo da osigurač ne izgori.Ne znam jesu li radili još neke stvari na dalekovodu, ali što god rade, radi.
Sve se to dogodilo 2015. godine i od tada se nismo susreli s problemima vezanim uz naponske udare ili grmljavinske oluje.
Rješavanje problema s prenaponskim udarima ponekad nije jednostavno.Mora se pažljivo i temeljito osigurati da se uzmu u obzir svi problemi u ožičenju i povezivanju.Vrijedno je proučiti teoriju koja stoji iza sustava uzemljenja i udara munje.Potrebno je u potpunosti razumjeti probleme uzemljenja u jednoj točki, gradijenata napona i porasta potencijala uzemljenja tijekom kvarova kako bi se donijele ispravne odluke tijekom postupka instalacije.
John Marcon, CBTE CBRE, nedavno je radio kao vd glavnog inženjera u Victory Television Network (VTN) u Little Rocku, Arkansas.Ima 27 godina iskustva u radijskim i televizijskim odašiljačima i ostaloj opremi, a bivši je i profesionalni učitelj elektronike.On je SBE certificirani inženjer za emitiranje i televizijsko emitiranje sa diplomom prvostupnika elektronike i komunikacijskog inženjerstva.
Za više takvih izvješća i da biste bili u tijeku sa svim našim vodećim tržišnim vijestima, značajkama i analizama, prijavite se za naš bilten ovdje.
Iako je FCC odgovoran za početnu zabunu, Media Bureau ipak ima upozorenje koje treba izdati nositelju licence
© 2021 Future Publishing Limited, Quay House, The Ambury, Bath BA1 1UA.Sva prava pridržana.Registarski broj tvrtke Engleske i Walesa 2008885.
Vrijeme objave: 14. srpnja 2021
