A villámvédelem kulcsfontosságú szempont az érzékeny elektromos berendezéseket üzemeltető szervezetekben, különösen a műsorszórási iparban.A villámcsapás és a túlfeszültség elleni védelem első vonalához kapcsolódik a földelési rendszer.Ha nincs megfelelően megtervezve és telepítve, a túlfeszültség-védelem nem fog működni.
Egyik TV-adóhelyünk egy 900 méter magas hegy tetején található, és arról ismert, hogy villámhullámokat tapasztal.Nemrég engem bíztak meg az összes adóhelyünk kezelésével;ezért a problémát rám hárították.
2015-ben egy villámcsapás áramszünetet okozott, és a generátor két egymást követő napon sem állt le.Az ellenőrzés során megállapítottam, hogy a hálózati transzformátor biztosítéka kiégett.Azt is észrevettem, hogy az újonnan telepített automatikus átviteli kapcsoló (ATS) LCD kijelzője üres.A biztonsági kamera megsérült, a mikrohullámú linkről érkező videoprogram pedig üres.
A helyzetet rontotta, hogy amikor a közüzemi áramellátás helyreállt, az ATS felrobbant.Hogy újra szellőzhessünk, kénytelen voltam manuálisan váltani az ATS-t.A becsült veszteség több mint 5000 dollár.
Rejtélyes módon a LEA háromfázisú 480 V-os túlfeszültség-védőjén semmi jele sincs a működésnek.Ez felkeltette az érdeklődésemet, mert meg kell védenie az oldalon található összes eszközt az ilyen eseményektől.Szerencsére az adó jó.
A földelőrendszer telepítéséhez nincs dokumentáció, így nem értem a rendszert vagy a földelő rudat.Amint az 1. ábrán látható, a helyszínen a talaj nagyon vékony, az alatta lévő talaj többi része pedig szilícium-dioxid alapú szigetelőanyaghoz hasonlóan novaculite kőzetből készült.Ezen a terepen a szokásos földelő rudak nem működnek, meg kell állapítanom, hogy beépítettek-e vegyszeres köszörűrudat, és az még a hasznos élettartamán belül van.
A földellenállás mérésével kapcsolatban rengeteg forrás található az interneten.E mérések elvégzéséhez a 2. ábrán látható Fluke 1625 földellenállás mérőt választottam. Ez egy többfunkciós eszköz, amely csak a földelő rudat tudja használni, vagy a földelő rudat a rendszerhez csatlakoztatja a földelés mérésére.Ezen kívül vannak alkalmazási megjegyzések, amelyeket az emberek könnyen követhetnek a pontos eredmények elérése érdekében.Ez egy drága mérő, ezért béreltünk egyet a munkához.
A Broadcast mérnökei hozzászoktak az ellenállások ellenállásának méréséhez, és csak egyszer kapjuk meg a tényleges értéket.A talajellenállás más.Amit keresünk, az az ellenállás, amelyet a környező föld biztosít, amikor a túlfeszültség áthalad.
Az ellenállásmérésnél a „potenciálesés” módszerét alkalmaztam, melynek elméletét az 1. és 2. ábra magyarázza 3-5.
A 3. ábrán egy adott mélységű E földelőrúd és az E földelőrúdtól bizonyos távolságra lévő C cölöp található. A kettő közé csatlakozik a VS feszültségforrás, amely E áramot fog generálni a C cölöp és a földi rúd.Voltmérő segítségével meg tudjuk mérni a kettő közötti VM feszültséget.Minél közelebb vagyunk E-hez, annál kisebb lesz a VM feszültség.A VM nulla az E földelő rúdnál. Másrészt, amikor a feszültséget a C halomhoz közel mérjük, a VM magas lesz.A C értéknél a VM egyenlő a VS feszültségforrással.Ohm törvényét követve a VM feszültséget és a VS által keltett C áramot felhasználhatjuk a környező szennyeződések testellenállásának meghatározására.
Feltételezzük, hogy a vita kedvéért az E földelő rúd és a C cölöp közötti távolság 100 láb, és a feszültséget 10 lábonként mérik az E földelő rúdtól a C cölöpig. Ha az eredményeket ábrázolja, az ellenállásgörbe a következőképpen néz ki: ábra 4.
A leglaposabb rész a földelési ellenállás értéke, amely a földelő rúd befolyásának mértéke.Azon túl a hatalmas föld része, és a túlfeszültségek többé nem hatolnak be.Figyelembe véve, hogy az impedancia ilyenkor egyre magasabb, ez érthető.
Ha a talajrúd 8 láb hosszú, a C cölöp távolsága általában 100 láb, a görbe lapos része pedig körülbelül 62 láb.További technikai részletek itt nem szerepelnek, de ezek megtalálhatók a Fluke Corp. alkalmazási megjegyzésében.
A Fluke 1625-tel történő beállítás az 5. ábrán látható. Az 1625-ös földelési ellenállásmérőnek saját feszültséggenerátora van, amely közvetlenül a mérőről tudja leolvasni az ellenállásértéket;nem kell számolni az ohm értéket.
Az olvasás a könnyebb rész, a nehéz pedig a feszültség tétje.A pontos leolvasás érdekében a földelő rudat le kell választani a földelő rendszerről.Biztonsági okokból ügyelünk arra, hogy a befejezéskor ne legyen lehetőség villámlásra, üzemzavarra, mert a mérés során a teljes rendszer a földön lebeg.
6. ábra: Lyncole System XIT földelő rúd.A képen látható leválasztott vezeték nem a terepi földelési rendszer fő csatlakozója.Főleg a föld alatt kapcsolódik.
Körülnézve megtaláltam a köszörült rudat (6. ábra), amely valóban a Lyncole Systems által gyártott vegyszeres köszörült rúd.A köszörült rúd egy 8 hüvelyk átmérőjű, 10 láb hosszú lyukból áll, amelyet Lynconite nevű speciális agyagkeverékkel töltenek meg.Ennek a lyuknak a közepén egy azonos hosszúságú, 2 hüvelyk átmérőjű üreges rézcső található.A hibrid Lynconite nagyon alacsony ellenállást biztosít a földelő rúd számára.Valaki azt mondta nekem, hogy ennek a rúdnak a felszerelése során robbanóanyagot használtak lyukak készítésére.
Miután a feszültség- és áramcölöpöket a talajba ültették, mindegyik cölöpből sorra csatlakoznak egy vezeték a mérőhöz, ahol leolvassák az ellenállás értékét.
7 ohm földellenállás értéket kaptam, ami jó érték.A National Electrical Code előírja, hogy a földelő elektródának legfeljebb 25 ohmosnak kell lennie.A berendezések érzékenysége miatt a távközlési ipar általában 5 ohmot vagy kevesebbet igényel.Más nagy ipari üzemek alacsonyabb talajellenállást igényelnek.
Gyakorlatilag mindig olyan emberektől kérek tanácsot és meglátásokat, akik tapasztaltabbak az ilyen jellegű munkákban.Megkérdeztem a Fluke műszaki támogatását a kapott adatok egy részének eltéréseiről.Azt mondták, hogy néha előfordulhat, hogy a cövek nem érintkeznek jól a talajjal (talán azért, mert kemény a szikla).
A talajrudakat gyártó Lyncole Ground Systems viszont azt nyilatkozta, hogy a legtöbb leolvasás nagyon alacsony.Magasabb értékekre számítanak.Amikor azonban a földi rudakról szóló cikkeket olvasom, ez a különbség megjelenik.Egy tanulmány, amely 10 éven keresztül évente méréseket végzett, azt találta, hogy az általuk mért értékek 13-40%-a különbözik más értékektől.Ugyanazokat a földelő rudakat is használták, mint mi.Ezért fontos, hogy többszöri leolvasást végezzen.
Megkértem egy másik villanyszerelőt, hogy szereljen fel egy erősebb földelővezeték-csatlakozást az épülettől a földelőrúdig, hogy a jövőben megakadályozzuk a rézlopást.Egy másik földellenállás mérést is végeztek.Néhány nappal a leolvasás előtt azonban esett az eső, és a kapott érték még 7 ohmnál is alacsonyabb volt (nagyon szárazon mértem le).Ezen eredmények alapján úgy gondolom, hogy a talajrúd továbbra is jó állapotban van.
7. ábra: Ellenőrizze a földelési rendszer fő csatlakozásait.Még akkor is, ha a földelő rendszer csatlakoztatva van a földelőrúdhoz, egy bilincs segítségével ellenőrizhető a földelési ellenállás.
A 480V-os túlfeszültség-mentesítőt áthelyeztem a vonal egy pontjára a szervizbejárat után, a fő leválasztó kapcsoló mellé.Régen az épület egyik sarkában volt.Valahányszor villámcsapás van, ez az új hely a túlfeszültség-csillapítót helyezi az első helyre.Másodszor, a távolság és a földelő rúd között a lehető legrövidebbnek kell lennie.Az előző rendezésben az ATS minden elé került és mindig átvette a vezetést.A túlfeszültség-csökkentőhöz csatlakoztatott háromfázisú vezetékek és annak földelőcsatlakozása az impedancia csökkentése érdekében rövidebbek.
Újra visszamentem, hogy megvizsgáljak egy furcsa kérdést, miért nem működött a túlfeszültség-csillapító, amikor az ATS felrobbant a villámlás során.Ezúttal alaposan ellenőriztem az összes megszakító panel, tartalék generátor és adó összes földelési és nullacsatlakozását.
Megállapítottam, hogy a fő megszakító panel testcsatlakozása hiányzik!Itt van földelve a túlfeszültség-csillapító és az ATS is (tehát ez is az oka annak, hogy a túlfeszültség-csillapító nem működik).
Elveszett, mert a réztolvaj valamikor az ATS felszerelése előtt megszakította a kapcsolatot a panellel.Az előző mérnökök megjavították az összes földelővezetéket, de nem tudták helyreállítani a földelést a megszakító panelhez.A levágott vezetéket nem könnyű látni, mert a panel hátulján található.Kijavítottam ezt a kapcsolatot és biztonságosabbá tettem.
Egy új háromfázisú 480 V-os ATS került beépítésre, és három Nautel ferrit toroid magot használtak az ATS háromfázisú bemenetén a fokozott védelem érdekében.Gondoskodom arról, hogy a túlfeszültség-csillapító számlálója is működjön, hogy tudjuk, mikor történik túlfeszültség.
Amikor eljött a viharszezon, minden jól ment, és az ATS jól működött.A pólustranszformátor biztosítéka azonban továbbra is kiolvad, de az ATS-t és az épület összes többi berendezését ezúttal már nem érinti a túlfeszültség.
Kérjük az áramszolgáltatót, hogy ellenőrizze a kiolvadt biztosítékot.Azt mondták, hogy a telephely a háromfázisú távvezetéki szolgáltatás végén található, így hajlamosabb a túlfeszültség-problémákra.Megtisztították az oszlopokat, és az oszloptranszformátorok tetejére új berendezéseket szereltek fel (azt hiszem, ezek is valami túlfeszültség-csillapító), amivel valóban megakadályozták a biztosíték kiégését.Nem tudom, csináltak-e mást a távvezetéken, de akármit csinálnak, működik.
Mindez 2015-ben történt, azóta nem találkoztunk feszültségingadozással, zivatarral kapcsolatos problémával.
A túlfeszültség-problémák megoldása néha nem könnyű.Körültekintően és alaposan meg kell győződni arról, hogy a kábelezés és a csatlakoztatás során minden problémát figyelembe kell venni.A földelési rendszerek és a villámlökések mögött meghúzódó elméletet érdemes tanulmányozni.Teljesen meg kell érteni az egypontos földelés, a feszültség gradiensek és a hibák során fellépő földpotenciál-emelkedések problémáit, hogy a telepítési folyamat során megfelelő döntéseket hozhassunk.
John Marcon, a CBTE CBRE munkatársa a közelmúltban a Victory Television Network (VTN) megbízott főmérnökeként szolgált Little Rockban, Arkansasban.27 éves tapasztalattal rendelkezik rádiós és televíziós adásadók és egyéb berendezések terén, emellett volt hivatásos elektronika tanár.SBE-minősítéssel rendelkező műsorszóró és televíziós műsorszóró mérnök, elektronikai és kommunikációs mérnöki diplomával.
További ilyen jelentésekért, valamint hogy naprakész maradhasson minden piacvezető hírünkről, szolgáltatásunkról és elemzésünkről, kérjük, iratkozzon fel hírlevelünkre itt.
Bár az FCC felelős a kezdeti zűrzavarért, a Médiairoda továbbra is figyelmeztetést kell küldenie az engedélyesnek
© 2021 Future Publishing Limited, Quay House, The Ambury, Bath BA1 1UA.minden jog fenntartva.Anglia és Wales cégjegyzékszáma 2008885.
Feladás időpontja: 2021.07.14
