Proteksi petir adalah aspek kunci dalam organisasi yang mengoperasikan peralatan listrik sensitif, khususnya di industri penyiaran.Terkait dengan garis pertahanan pertama terhadap petir dan lonjakan tegangan adalah sistem grounding.Kecuali dirancang dan dipasang dengan benar, perlindungan lonjakan arus tidak akan berfungsi.
Salah satu lokasi pemancar TV kami terletak di puncak gunung setinggi 900 kaki dan terkenal sering mengalami gelombang petir.Saya baru-baru ini ditugaskan untuk mengelola semua situs pemancar kami;oleh karena itu, masalahnya diteruskan kepada saya.
Sambaran petir pada tahun 2015 menyebabkan listrik padam dan genset tidak berhenti menyala selama dua hari berturut-turut.Setelah diperiksa, saya menemukan bahwa sekring trafo utilitas putus.Saya juga memperhatikan bahwa layar LCD saklar transfer otomatis (ATS) yang baru dipasang kosong.Kamera keamanan rusak, dan program video dari link microwave kosong.
Lebih buruk lagi, ketika listrik kembali normal, ATS meledak.Agar kami bisa mengudara ulang, saya terpaksa mengganti ATS secara manual.Perkiraan kerugian lebih dari $5.000.
Secara misterius, pelindung lonjakan arus tiga fase 480V LEA tidak menunjukkan tanda-tanda berfungsi sama sekali.Hal ini membangkitkan minat saya karena harus melindungi semua perangkat di situs dari insiden semacam itu.Untungnya, pemancarnya bagus.
Tidak ada dokumentasi untuk pemasangan sistem grounding, jadi saya tidak dapat memahami sistem atau batang groundingnya.Terlihat pada Gambar 1, tanah di lokasi sangat tipis, dan sisa tanah di bawahnya terbuat dari batuan Novaculite, seperti isolator berbahan dasar silika.Di medan ini, ground rod biasa tidak akan berfungsi, saya perlu menentukan apakah mereka telah memasang ground rod kimia dan apakah masih dalam masa pakainya.
Ada banyak sumber daya tentang pengukuran tahanan tanah di Internet.Untuk melakukan pengukuran ini, saya memilih pengukur resistansi arde Fluke 1625, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2. Ini adalah perangkat multifungsi yang hanya dapat menggunakan batang arde atau menghubungkan batang arde ke sistem untuk pengukuran arde.Selain itu, terdapat catatan aplikasi yang dapat diikuti dengan mudah oleh orang-orang untuk mendapatkan hasil yang akurat.Ini meteran yang mahal, jadi kami menyewa satu untuk melakukan pekerjaan itu.
Insinyur penyiaran terbiasa mengukur resistansi resistor, dan hanya sekali, kita akan mendapatkan nilai sebenarnya.Resistansi tanah berbeda.Apa yang kita cari adalah resistensi yang diberikan oleh tanah di sekitarnya ketika arus lonjakan lewat.
Saya menggunakan metode “potensial drop” saat mengukur resistansi, teorinya dijelaskan pada Gambar 1 dan Gambar 2. 3 sampai 5.
Pada Gambar 3 terdapat ground rod E dengan kedalaman tertentu dan tiang C dengan jarak tertentu dari ground rod E. Sumber tegangan VS dihubungkan antara keduanya, yang akan menghasilkan arus E antara tiang C dan tiang. tongkat Tanah.Dengan menggunakan voltmeter, kita dapat mengukur tegangan VM di antara keduanya.Semakin dekat kita ke E, semakin rendah tegangan VM.VM bernilai nol pada ground rod E. Sebaliknya, ketika kita mengukur tegangan dekat tiang C, VM menjadi tinggi.Pada ekuitas C, VM sama dengan sumber tegangan VS.Mengikuti hukum Ohm, kita dapat menggunakan tegangan VM dan arus C yang disebabkan oleh VS untuk mendapatkan resistansi tanah dari kotoran di sekitarnya.
Dengan asumsi bahwa untuk kepentingan diskusi, jarak antara ground rod E dan tiang C adalah 100 kaki, dan tegangan diukur setiap 10 kaki dari ground rod E ke tiang C. Jika Anda memplot hasilnya, kurva resistansi akan terlihat seperti Gambar 4.
Bagian yang paling rata adalah nilai tahanan tanah, yaitu besarnya pengaruh batang tanah.Di luar itu adalah bagian dari bumi yang luas, dan gelombang arus tidak akan lagi menembusnya.Mengingat impedansinya saat ini semakin tinggi, hal ini dapat dimaklumi.
Jika ground rod panjangnya 8 kaki, jarak tiang C biasanya diatur menjadi 100 kaki, dan bagian datar dari kurva tersebut sekitar 62 kaki.Detail teknis lebih lanjut tidak dapat dibahas di sini, namun dapat ditemukan di catatan aplikasi yang sama dari Fluke Corp.
Pengaturan menggunakan Fluke 1625 ditunjukkan pada Gambar 5. Pengukur resistansi pentanahan 1625 memiliki generator tegangan sendiri, yang dapat membaca nilai resistansi langsung dari meter;tidak perlu menghitung nilai ohm.
Membaca adalah bagian yang mudah, dan bagian yang sulit adalah mengendalikan tegangan yang dipertaruhkan.Untuk mendapatkan pembacaan yang akurat, ground rod diputuskan dari sistem grounding.Demi alasan keselamatan, kami memastikan tidak ada kemungkinan petir atau malfungsi pada saat penyelesaian, karena seluruh sistem mengambang di tanah selama proses pengukuran.
Gambar 6: Batang ground Lyncole System XIT.Kabel terputus yang ditunjukkan bukanlah konektor utama sistem grounding lapangan.Terutama terhubung di bawah tanah.
Melihat sekeliling, saya menemukan ground rod (Gambar 6), yang memang merupakan ground rod kimia yang diproduksi oleh Lyncole Systems.Batang tanah terdiri dari lubang berdiameter 8 inci dan 10 kaki yang diisi dengan campuran tanah liat khusus yang disebut Lynconite.Di tengah lubang ini terdapat tabung tembaga berongga dengan panjang yang sama dan diameter 2 inci.Lynconite hibrida memberikan resistansi yang sangat rendah pada batang arde.Ada yang bercerita kepada saya bahwa dalam proses pemasangan batang ini digunakan bahan peledak untuk membuat lubang.
Setelah tiang tegangan dan arus ditanamkan ke dalam tanah, sebuah kawat dihubungkan dari masing-masing tiang ke meteran secara bergantian, di mana nilai hambatannya dibaca.
Saya mendapat nilai resistansi tanah sebesar 7 ohm, yang merupakan nilai bagus.Kode Kelistrikan Nasional mengharuskan elektroda arde memiliki tegangan 25 ohm atau kurang.Karena sifat sensitif dari peralatan tersebut, industri telekomunikasi biasanya membutuhkan 5 ohm atau kurang.Pabrik industri besar lainnya memerlukan ketahanan tanah yang lebih rendah.
Sebagai praktiknya, saya selalu mencari nasihat dan wawasan dari orang-orang yang lebih berpengalaman dalam jenis pekerjaan ini.Saya bertanya kepada Dukungan Teknis Fluke tentang perbedaan dalam beberapa pembacaan yang saya dapatkan.Mereka mengatakan bahwa terkadang patoknya tidak menyentuh tanah dengan baik (mungkin karena batunya keras).
Di sisi lain, Lyncole Ground Systems, produsen ground rod, menyatakan bahwa sebagian besar pembacaannya sangat rendah.Mereka mengharapkan angka yang lebih tinggi.Namun ketika saya membaca artikel tentang ground rod, perbedaan ini terjadi.Sebuah penelitian yang melakukan pengukuran setiap tahun selama 10 tahun menemukan bahwa 13-40% pembacaannya berbeda dengan pembacaan lainnya.Mereka juga menggunakan ground rod yang sama dengan yang kami gunakan.Oleh karena itu, penting untuk menyelesaikan beberapa bacaan.
Saya meminta kontraktor listrik lain untuk memasang sambungan kabel arde yang lebih kuat dari gedung ke batang arde untuk mencegah pencurian tembaga di masa mendatang.Mereka juga melakukan pengukuran tahanan tanah lainnya.Namun, beberapa hari turun hujan sebelum mereka melakukan pembacaan dan nilai yang mereka peroleh bahkan lebih rendah dari 7 ohm (saya mengambil pembacaan saat cuaca sangat kering).Dari hasil tersebut saya yakin ground rod masih dalam kondisi baik.
Gambar 7: Periksa sambungan utama sistem grounding.Sekalipun sistem pembumian dihubungkan ke batang pembumian, penjepit dapat digunakan untuk memeriksa tahanan pembumian.
Saya memindahkan penekan lonjakan arus 480V ke titik di jalur setelah pintu masuk layanan, di sebelah sakelar pemutus utama.Dulunya berada di sudut gedung.Setiap kali terjadi lonjakan petir, lokasi baru ini mengutamakan peredam lonjakan arus.Kedua, jarak antara itu dan ground rod harus sependek mungkin.Pada aransemen sebelumnya, ATS unggul dalam segala hal dan selalu memimpin.Kabel tiga fase yang terhubung ke penekan lonjakan arus dan sambungan groundnya dibuat lebih pendek untuk mengurangi impedansi.
Saya kembali lagi untuk menyelidiki pertanyaan aneh, mengapa penekan lonjakan arus tidak berfungsi ketika ATS meledak saat terjadi lonjakan petir.Kali ini, saya memeriksa secara menyeluruh semua koneksi ground dan netral dari semua panel pemutus sirkuit, generator cadangan, dan pemancar.
Saya menemukan bahwa sambungan ground pada panel pemutus sirkuit utama tidak ada!Di sinilah juga penekan lonjakan arus dan ATS dibumikan (jadi ini juga alasan mengapa penekan lonjakan arus tidak berfungsi).
Hilang karena pencuri tembaga memutus sambungan ke panel beberapa saat sebelum ATS dipasang.Para insinyur sebelumnya memperbaiki semua kabel ground, namun mereka tidak dapat memulihkan koneksi ground ke panel pemutus sirkuit.Kabel yang terpotong tidak mudah terlihat karena berada di bagian belakang panel.Saya memperbaiki koneksi ini dan membuatnya lebih aman.
ATS 480V tiga fase baru dipasang, dan tiga inti toroidal ferit Nautel digunakan pada input tiga fase ATS untuk perlindungan tambahan.Saya pastikan bahwa surge supresor counter juga berfungsi agar kita mengetahui kapan terjadinya kejadian surge.
Saat musim badai tiba, semuanya berjalan baik dan ATS berjalan dengan baik.Namun sekering trafo tiang masih putus, namun kali ini ATS dan seluruh peralatan lain di dalam gedung tidak lagi terpengaruh oleh lonjakan arus.
Kami meminta pihak PLN untuk memeriksa sekring yang putus.Saya diberitahu bahwa lokasi tersebut berada di ujung layanan saluran transmisi tiga fasa, sehingga lebih rentan terhadap masalah lonjakan arus.Mereka membersihkan tiang dan memasang beberapa peralatan baru di atas trafo tiang (saya yakin itu juga semacam penekan lonjakan arus), yang benar-benar mencegah sekring terbakar.Saya tidak tahu apakah mereka melakukan hal lain pada saluran transmisi, tetapi apa pun yang mereka lakukan, itu berhasil.
Semua ini terjadi pada tahun 2015, dan sejak itu, kami tidak menemui masalah apa pun terkait lonjakan tegangan atau badai petir.
Mengatasi masalah lonjakan tegangan terkadang tidak mudah.Kehati-hatian harus dilakukan dan menyeluruh untuk memastikan bahwa semua masalah dalam perkabelan dan sambungan telah diperhitungkan.Teori di balik sistem grounding dan sambaran petir patut dipelajari.Penting untuk memahami sepenuhnya masalah grounding satu titik, gradien tegangan, dan kenaikan potensial ground selama gangguan untuk membuat keputusan yang tepat selama proses instalasi.
John Marcon, CBTE CBRE, baru-baru ini menjabat sebagai Penjabat Kepala Insinyur di Victory Television Network (VTN) di Little Rock, Arkansas.Beliau memiliki pengalaman 27 tahun di bidang pemancar siaran radio dan televisi serta peralatan lainnya, dan juga mantan guru elektronik profesional.Dia adalah insinyur penyiaran dan penyiaran televisi bersertifikat SBE dengan gelar sarjana di bidang teknik elektronik dan komunikasi.
Untuk laporan serupa lainnya, dan untuk tetap mengetahui semua berita, fitur, dan analisis kami yang terkemuka di pasar, silakan mendaftar untuk buletin kami di sini.
Meskipun FCC bertanggung jawab atas kebingungan awal, Biro Media masih memiliki peringatan yang akan diberikan kepada pemegang lisensi
© 2021 Future Publishing Limited, Quay House, The Ambury, Bath BA1 1UA.seluruh hak cipta.Nomor registrasi perusahaan Inggris dan Wales 2008885.
Waktu posting: 14 Juli 2021
