Perlindungan petir adalah aspek kunci dari organisasi yang mengoperasikan peralatan listrik yang sensitif, terutama di industri penyiaran. Terkait dengan lini pertahanan pertama terhadap petir dan lonjakan tegangan adalah sistem pentanahan. Kecuali dirancang dan dipasang dengan benar, perlindungan lonjakan apa pun tidak akan berhasil.
Salah satu situs pemancar TV kami terletak di atas gunung setinggi 900 kaki dan dikenal karena mengalami lonjakan petir. Saya baru -baru ini ditugaskan untuk mengelola semua situs pemancar kami; Karena itu, masalahnya diteruskan kepada saya.
Serangan petir pada tahun 2015 menyebabkan pemadaman listrik, dan generator tidak berhenti berlari selama dua hari berturut -turut. Setelah diperiksa, saya menemukan bahwa sekering transformator utilitas telah meledak. Saya juga memperhatikan bahwa tampilan LCD Sakelar Transfer Otomatis (ATS) yang baru diinstal adalah kosong. Kamera keamanan rusak, dan program video dari tautan microwave kosong.
Lebih buruk lagi, ketika kekuatan utilitas dipulihkan, ATS meledak. Agar kami dapat kembali, saya terpaksa beralih ATS secara manual. Perkiraan kerugian lebih dari $ 5.000.
Secara misterius, pelindung lonjakan tiga fase 480V LEA tidak menunjukkan tanda-tanda bekerja sama sekali. Ini telah membangkitkan minat saya karena harus melindungi semua perangkat di situs dari insiden tersebut. Untungnya, pemancar itu bagus.
Tidak ada dokumentasi untuk pemasangan sistem pentanahan, jadi saya tidak dapat memahami sistem atau batang pentanahan. Seperti dapat dilihat dari Gambar 1, tanah di lokasi sangat tipis, dan sisa tanah di bawah ini terbuat dari batu novaculite, seperti isolator berbasis silika. Di medan ini, batang tanah yang biasa tidak akan berfungsi, saya perlu menentukan apakah mereka telah memasang batang tanah kimia dan apakah itu masih dalam masa manfaatnya.
Ada banyak sumber daya tentang pengukuran resistensi tanah di internet. Untuk melakukan pengukuran ini, saya memilih meter resistansi tanah Fluke 1625, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2. Ini adalah perangkat multifungsi yang hanya dapat menggunakan batang ground atau menghubungkan batang ground ke sistem untuk pengukuran grounding. Selain itu, ada catatan aplikasi, yang dapat dengan mudah diikuti orang untuk mendapatkan hasil yang akurat. Ini adalah meter yang mahal, jadi kami menyewa satu untuk melakukan pekerjaan itu.
Insinyur siaran terbiasa mengukur resistensi resistor, dan hanya sekali, kita akan mendapatkan nilai aktual. Resistensi tanah berbeda. Apa yang kami cari adalah resistensi yang akan diberikan oleh tanah di sekitarnya ketika lonjakan arus lewat.
Saya menggunakan metode "penurunan potensial" ketika mengukur resistensi, teori yang dijelaskan pada Gambar 1 dan Gambar 2. 3 hingga 5.
Pada Gambar 3, ada batang ground E dari kedalaman yang diberikan dan tumpukan C dengan jarak tertentu dari batang ground E. Sumber tegangan vs terhubung antara keduanya, yang akan menghasilkan E arus antara tumpukan C dan batang ground. Menggunakan voltmeter, kita dapat mengukur tegangan VM di antara keduanya. Semakin dekat kita dengan E, semakin rendah tegangan VM menjadi. VM adalah nol pada batang ground E. Di sisi lain, ketika kita mengukur tegangan dekat dengan tiang c, VM menjadi tinggi. Pada ekuitas C, VM sama dengan sumber tegangan Vs. Mengikuti hukum OHM, kita dapat menggunakan tegangan VM dan C saat ini yang disebabkan oleh VS untuk mendapatkan resistensi tanah dari tanah di sekitarnya.
Dengan asumsi bahwa demi diskusi, jarak antara batang ground E dan tiang c adalah 100 kaki, dan tegangan diukur setiap 10 kaki dari batang ground E ke tumpukan C. Jika Anda memplot hasilnya, kurva resistansi akan terlihat seperti gambar 4.
Bagian yang paling datar adalah nilai resistensi tanah, yang merupakan tingkat pengaruh batang tanah. Di luar itu adalah bagian dari bumi yang luas, dan arus lonjakan tidak akan lagi menembus. Mempertimbangkan bahwa impedansi semakin tinggi saat ini, ini bisa dimengerti.
Jika batang tanah panjangnya 8 kaki, jarak tiang C biasanya diatur ke 100 kaki, dan bagian datar dari kurva adalah sekitar 62 kaki. Rincian teknis yang lebih banyak tidak dapat dibahas di sini, tetapi mereka dapat ditemukan dalam catatan aplikasi yang sama dari Fluke Corp.
Pengaturan menggunakan Fluke 1625 ditunjukkan pada Gambar 5. Meter resistansi grounding 1625 memiliki generator tegangannya sendiri, yang dapat membaca nilai resistansi langsung dari meter; Tidak perlu menghitung nilai OHM.
Membaca adalah bagian yang mudah, dan bagian yang sulit adalah mendorong taruhan tegangan. Untuk mendapatkan pembacaan yang akurat, batang ground terputus dari sistem pentanahan. Untuk alasan keamanan, kami memastikan bahwa tidak ada kemungkinan petir atau kerusakan pada saat penyelesaian, karena seluruh sistem mengambang di tanah selama proses pengukuran.
Gambar 6: Lyncole System XIT Ground Rod. Kawat terputus yang ditampilkan bukanlah konektor utama dari sistem pentanahan lapangan. Terutama yang terhubung di bawah tanah.
Melihat sekeliling, saya menemukan batang tanah (Gambar 6), yang memang merupakan batang tanah kimia yang diproduksi oleh sistem lyncole. Batang tanah terdiri dari diameter 8 inci, lubang 10 kaki diisi dengan campuran tanah liat khusus yang disebut Lynconite. Di tengah lubang ini adalah tabung tembaga berongga dengan panjang yang sama dengan diameter 2 inci. Lynconite hibrida memberikan resistansi yang sangat rendah untuk batang tanah. Seseorang mengatakan kepada saya bahwa dalam proses memasang batang ini, bahan peledak digunakan untuk membuat lubang.
Setelah tegangan dan tumpukan arus ditanamkan di tanah, kawat dihubungkan dari masing -masing tumpukan ke meter pada gilirannya, di mana nilai resistansi dibaca.
Saya mendapat nilai resistensi tanah 7 ohm, yang merupakan nilai yang baik. Kode Listrik Nasional membutuhkan elektroda tanah menjadi 25 ohm atau kurang. Karena sifat sensitif peralatan, industri telekomunikasi biasanya membutuhkan 5 ohm atau kurang. Pabrik industri besar lainnya membutuhkan resistensi tanah yang lebih rendah.
Sebagai praktik, saya selalu mencari nasihat dan wawasan dari orang -orang yang lebih berpengalaman dalam jenis pekerjaan ini. Saya meminta dukungan teknis Fluke tentang perbedaan dalam beberapa bacaan yang saya dapatkan. Mereka mengatakan bahwa kadang -kadang taruhannya mungkin tidak melakukan kontak yang baik dengan tanah (mungkin karena batu itu sulit).
Di sisi lain, sistem tanah lyncole, produsen batang tanah, menyatakan bahwa sebagian besar bacaan sangat rendah. Mereka mengharapkan bacaan yang lebih tinggi. Namun, ketika saya membaca artikel tentang batang tanah, perbedaan ini terjadi. Sebuah studi yang melakukan pengukuran setiap tahun selama 10 tahun menemukan bahwa 13-40% dari bacaan mereka berbeda dari bacaan lainnya. Mereka juga menggunakan batang tanah yang sama yang kami gunakan. Oleh karena itu, penting untuk menyelesaikan banyak bacaan.
Saya meminta kontraktor listrik lain untuk memasang koneksi kabel tanah yang lebih kuat dari gedung ke batang tanah untuk mencegah pencurian tembaga di masa depan. Mereka juga melakukan pengukuran resistensi tanah lainnya. Namun, hujan turun beberapa hari sebelum mereka membaca dan nilai yang mereka dapatkan bahkan lebih rendah dari 7 ohm (saya mengambil bacaan ketika sangat kering). Dari hasil ini, saya percaya bahwa batang tanah masih dalam kondisi baik.
Gambar 7: Periksa koneksi utama sistem pentanahan. Bahkan jika sistem pentanahan terhubung ke batang ground, klem dapat digunakan untuk memeriksa resistensi tanah.
Saya memindahkan penekan lonjakan 480V ke titik di jalur setelah pintu masuk layanan, di sebelah sakelar pemutusan utama. Dulu di sudut gedung. Setiap kali ada lonjakan petir, lokasi baru ini menempatkan penekan lonjakan di tempat pertama. Kedua, jarak antara itu dan batang tanah harus sesingkat mungkin. Dalam pengaturan sebelumnya, ATS datang di depan segalanya dan selalu memimpin. Kabel tiga fase yang terhubung ke penekan lonjakan dan koneksi groundnya dibuat lebih pendek untuk mengurangi impedansi.
Saya kembali lagi untuk menyelidiki pertanyaan aneh, mengapa penekan lonjakan tidak bekerja ketika ATS meledak selama lonjakan petir. Kali ini, saya benar -benar memeriksa semua koneksi tanah dan netral dari semua panel pemutus sirkuit, generator cadangan, dan pemancar.
Saya menemukan bahwa koneksi tanah dari panel pemutus sirkuit utama hilang! Di sinilah penekan lonjakan dan ATS dibumikan (jadi ini juga alasan mengapa penekan lonjakan tidak berfungsi).
Itu hilang karena pencuri tembaga memotong koneksi ke panel beberapa sebelum ATS dipasang. Para insinyur sebelumnya memperbaiki semua kabel tanah, tetapi mereka tidak dapat mengembalikan koneksi ground ke panel pemutus sirkuit. Kawat potong tidak mudah dilihat karena ada di belakang panel. Saya memperbaiki koneksi ini dan membuatnya lebih aman.
ATS tiga fase 480V baru dipasang, dan tiga inti toroidal ferrite nautel digunakan pada input tiga fase ATS untuk perlindungan tambahan. Saya memastikan bahwa penghitung penekan lonjakan juga berfungsi sehingga kita tahu kapan peristiwa lonjakan terjadi.
Ketika musim badai tiba, semuanya berjalan dengan baik dan ATS berjalan dengan baik. Namun, sekering transformator tiang masih bertiup, tetapi kali ini ATS dan semua peralatan lain di dalam gedung tidak lagi dipengaruhi oleh lonjakan.
Kami meminta perusahaan listrik untuk memeriksa sekering yang meledak. Saya diberitahu bahwa situs tersebut berada di akhir layanan saluran transmisi tiga fase, sehingga lebih rentan terhadap masalah lonjakan. Mereka membersihkan tiang dan memasang beberapa peralatan baru di atas transformator tiang (saya percaya mereka juga semacam penekan lonjakan), yang benar -benar mencegah sekering terbakar. Saya tidak tahu apakah mereka melakukan hal -hal lain di saluran transmisi, tetapi apa pun yang mereka lakukan, itu berhasil.
Semua ini terjadi pada tahun 2015, dan sejak itu, kami belum mengalami masalah terkait lonjakan tegangan atau badai petir.
Memecahkan masalah lonjakan tegangan terkadang tidak mudah. Perawatan harus diambil dan menyeluruh untuk memastikan bahwa semua masalah diperhitungkan dalam kabel dan koneksi. Teori di balik sistem pembumian dan lonjakan petir layak dipelajari. Penting untuk sepenuhnya memahami masalah grounding titik tunggal, gradien tegangan, dan potensial ground rises selama kesalahan untuk membuat keputusan yang tepat selama proses pemasangan.
John Marcon, CBTE CBRE, baru -baru ini menjabat sebagai Chief Engineer di Victory Television Network (VTN) di Little Rock, Arkansas. Dia memiliki 27 tahun pengalaman dalam pemancar siaran radio dan televisi dan peralatan lainnya, dan juga mantan guru elektronik profesional. Dia adalah insinyur siaran dan siaran televisi bersertifikat SBE dengan gelar sarjana di bidang teknik elektronik dan komunikasi.
Untuk lebih banyak laporan seperti itu, dan untuk tetap up to date dengan semua berita, fitur, dan analisis terkemuka di pasar kami, silakan mendaftar untuk buletin kami di sini.
Meskipun FCC bertanggung jawab atas kebingungan awal, Biro Media masih memiliki peringatan untuk dikeluarkan untuk pemegang lisensi
© 2021 Future Publishing Limited, Quay House, The Ambury, Bath Ba1 1UA. Semua hak dilindungi undang -undang. Nomor Pendaftaran Perusahaan Inggris dan Wales 2008885.
Waktu posting: Jul-14-2021
