Zibensaizsardzība ir galvenais aspekts organizācijās, kas izmanto jutīgas elektroiekārtas, jo īpaši apraides nozarē.Saistībā ar pirmo aizsardzības līniju pret zibens un sprieguma pārspriegumiem ir zemējuma sistēma.Ja vien tas nav pareizi projektēts un uzstādīts, pārsprieguma aizsardzība nedarbosies.
Viena no mūsu TV raidīšanas vietām atrodas 900 pēdu augsta kalna virsotnē un ir pazīstama ar zibens pārspriegumu.Man nesen tika uzticēts pārvaldīt visas mūsu raidītāju vietnes;tāpēc problēma tika nodota man.
Zibens spēriens 2015. gadā izraisīja strāvas padeves pārtraukumu, un ģenerators nepārstāja darboties divas dienas pēc kārtas.Pārbaudot konstatēju, ka ir izdedzis komunālā transformatora drošinātājs.Es arī pamanīju, ka tikko uzstādītais automātiskās pārsūtīšanas slēdža (ATS) LCD displejs ir tukšs.Drošības kamera ir bojāta, un video programma no mikroviļņu saites ir tukša.
Vēl sliktāk, kad tika atjaunota elektroapgāde, ATS eksplodēja.Lai mēs varētu atkārtoti pārraidīt, es biju spiests manuāli pārslēgt ATS.Tiek lēsts, ka zaudējumi ir vairāk nekā 5000 USD.
Noslēpumainā kārtā LEA trīsfāzu 480 V pārsprieguma aizsargs vispār neuzrāda nekādas darbības pazīmes.Tas ir izraisījis manu interesi, jo tam vajadzētu aizsargāt visas vietnes ierīces no šādiem incidentiem.Par laimi, raidītājs ir labs.
Zemējuma sistēmas uzstādīšanai nav dokumentācijas, tāpēc es nevaru saprast sistēmu vai zemējuma stieni.Kā redzams 1. attēlā, uz vietas esošā augsne ir ļoti plāna, un pārējā zeme ir veidota no novakulīta klints, piemēram, silīcija dioksīda bāzes izolators.Šajā reljefā parastie zemējuma stieņi nedarbosies, man jānoskaidro, vai viņiem ir uzstādīts ķīmiskais zemējums un vai tas joprojām ir derīgās lietošanas laikā.
Internetā ir daudz resursu par zemes pretestības mērīšanu.Lai veiktu šos mērījumus, es izvēlējos Fluke 1625 zemējuma pretestības mērītāju, kā parādīts 2. attēlā. Tā ir daudzfunkcionāla ierīce, kas var izmantot tikai zemējuma stieni vai savienot zemējuma stieni ar sistēmu zemējuma mērīšanai.Papildus tam ir arī lietojumprogrammu piezīmes, kurām lietotāji var viegli sekot, lai iegūtu precīzus rezultātus.Šis ir dārgs skaitītājs, tāpēc mēs to noīrējām, lai veiktu darbu.
Apraides inženieri ir pieraduši mērīt rezistoru pretestību, un tikai vienu reizi mēs iegūsim faktisko vērtību.Zemes pretestība ir atšķirīga.Mēs meklējam pretestību, ko apkārtējā zeme nodrošinās, kad pārsprieguma strāva pāries.
Mērot pretestību izmantoju “potenciālā krituma” metodi, kuras teorija ir izskaidrota 1. un 2. attēlā 3. līdz 5.
3. attēlā ir norādīts noteikta dziļuma zemējuma stienis E un kaudze C ar noteiktu attālumu no zemējuma stieņa E. Sprieguma avots VS ir savienots starp abiem, kas radīs strāvu E starp pāli C un zemes stienis.Izmantojot voltmetru, mēs varam izmērīt spriegumu VM starp abiem.Jo tuvāk esam E, jo zemāks kļūst spriegums VM.VM ir nulle pie zemējuma stieņa E. No otras puses, mērot spriegumu tuvu kaudzes C, VM kļūst augsts.Kapitālā C VM ir vienāds ar sprieguma avotu VS.Ievērojot Oma likumu, mēs varam izmantot VS radīto spriegumu VM un strāvu C, lai iegūtu apkārtējo netīrumu zemes pretestību.
Pieņemot, ka diskusiju labad attālums starp zemējuma stieni E un kaudzi C ir 100 pēdas, un spriegums tiek mērīts ik pēc 10 pēdām no zemes stieņa E līdz kaudzei C. Ja uzzīmējat rezultātus, pretestības līknei vajadzētu izskatīties kā attēlā. 4.
Plakanākā daļa ir zemes pretestības vērtība, kas ir zemējuma stieņa ietekmes pakāpe.Pāri tam ir daļa no plašās zemes, un pārsprieguma strāvas vairs neiesūksies.Ņemot vērā, ka pretestība šajā laikā kļūst arvien lielāka, tas ir saprotams.
Ja zemes stienis ir 8 pēdas garš, C kaudzes attālums parasti ir iestatīts uz 100 pēdām, un plakanā līknes daļa ir aptuveni 62 pēdas.Šeit nevar aplūkot plašākas tehniskās detaļas, taču tās var atrast tajā pašā pieteikuma piezīmē no Fluke Corp.
Iestatīšana, izmantojot Fluke 1625, ir parādīta 5. attēlā. 1625 zemējuma pretestības mērītājam ir savs sprieguma ģenerators, kas var nolasīt pretestības vērtību tieši no skaitītāja;nav jāaprēķina omu vērtība.
Lasīšana ir vieglākā daļa, un sarežģītākā ir sprieguma likmju vadīšana.Lai iegūtu precīzu rādījumu, zemējuma stienis tiek atvienots no zemējuma sistēmas.Drošības apsvērumu dēļ mēs pārliecināmies, ka pabeigšanas brīdī nav iespējama zibens vai darbības traucējumu iespēja, jo visa sistēma mērīšanas laikā peld uz zemes.
6. attēls. Lyncole System XIT zemējuma stienis.Parādītais atvienotais vads nav lauka zemējuma sistēmas galvenais savienotājs.Galvenokārt savienots pazemē.
Paskatoties apkārt, es atradu slīpēto stieni (6. attēls), kas patiešām ir Lyncole Systems ražots ķīmiskais slīpēšanas stienis.Zemes stienis sastāv no 8 collu diametra, 10 pēdu cauruma, kas piepildīts ar īpašu māla maisījumu, ko sauc par Lynconite.Šī cauruma vidū ir tāda paša garuma doba vara caurule, kuras diametrs ir 2 collas.Hibrīda Lynconite nodrošina ļoti zemu pretestību zemējuma stieņam.Kāds man teica, ka šī stieņa uzstādīšanas procesā tika izmantotas sprāgstvielas, lai izveidotu caurumus.
Kad sprieguma un strāvas pāļi ir implantēti zemē, no katras kaudzes pēc kārtas tiek pievienots vads skaitītājam, kur tiek nolasīta pretestības vērtība.
Es saņēmu zemes pretestības vērtību 7 omi, kas ir laba vērtība.Valsts elektriskais kodekss nosaka, ka zemējuma elektrodam jābūt 25 omi vai mazākam.Iekārtas jutīguma dēļ telekomunikāciju nozarei parasti ir nepieciešami 5 omi vai mazāk.Citām lielām rūpnieciskām iekārtām nepieciešama zemāka pretestība pret zemi.
Kā prakse, es vienmēr meklēju padomu un atziņas no cilvēkiem, kuriem ir lielāka pieredze šāda veida darbā.Es jautāju Fluke tehniskajam atbalstam par dažu iegūto rādījumu neatbilstībām.Viņi teica, ka dažreiz mietiem var nebūt labs kontakts ar zemi (varbūt tāpēc, ka akmens ir ciets).
Savukārt piezemēto stieņu ražotājs Lyncole Ground Systems norādīja, ka lielākā daļa rādījumu ir ļoti zemi.Viņi sagaida augstākus rādījumus.Tomēr, kad es lasu rakstus par zemes stieņiem, šī atšķirība rodas.Pētījumā, kurā tika veikti mērījumi katru gadu 10 gadus, atklājās, ka 13–40% viņu rādījumu atšķiras no citiem rādījumiem.Viņi arī izmantoja tos pašus zemes stieņus, ko izmantojām mēs.Tāpēc ir svarīgi pabeigt vairākus lasījumus.
Es palūdzu citam elektrouzņēmējam uzstādīt spēcīgāku zemējuma vadu savienojumu no ēkas līdz zemējuma stienim, lai nākotnē novērstu vara zādzību.Viņi arī veica vēl vienu zemes pretestības mērījumu.Tomēr dažas dienas pirms rādījuma nolasīšanas lija lietus, un iegūtā vērtība bija pat zemāka par 7 omi (es nolasīju, kad tas bija ļoti sauss).No šiem rezultātiem es uzskatu, ka zemes stienis joprojām ir labā stāvoklī.
7. attēls: pārbaudiet zemējuma sistēmas galvenos savienojumus.Pat ja zemējuma sistēma ir savienota ar zemējuma stieni, zemējuma pretestības pārbaudei var izmantot skavu.
Es pārvietoju 480 V pārsprieguma slāpētāju uz līnijas punktu pēc servisa ieejas, blakus galvenajam atvienošanas slēdzim.Agrāk tas atradās ēkas stūrī.Ikreiz, kad notiek zibens pārspriegums, šī jaunā atrašanās vieta pirmajā vietā izvirza pārsprieguma slāpētāju.Otrkārt, attālumam starp to un zemējuma stieni jābūt pēc iespējas īsākam.Iepriekšējā izkārtojumā ATS bija visam priekšā un vienmēr izvirzījās vadībā.Trīsfāzu vadi, kas savienoti ar pārsprieguma slāpētāju un tā zemējuma savienojumu, ir saīsināti, lai samazinātu pretestību.
Es atgriezos vēlreiz, lai izpētītu dīvainu jautājumu, kāpēc pārsprieguma slāpētājs nedarbojās, kad ATS eksplodēja zibens pārsprieguma laikā.Šoreiz es rūpīgi pārbaudīju visus slēdžu paneļu, rezerves ģeneratoru un raidītāju visus zemējuma un nulles savienojumus.
Es atklāju, ka trūkst galvenā ķēdes pārtraucēja paneļa zemējuma savienojuma!Šeit ir arī iezemēts pārsprieguma slāpētājs un ATS (tātad tas ir arī iemesls, kāpēc pārsprieguma slāpētājs nedarbojas).
Tas tika pazaudēts, jo vara zaglis kaut kad pirms ATS uzstādīšanas pārtrauca savienojumu ar paneli.Iepriekšējie inženieri salaboja visus zemējuma vadus, taču viņi nespēja atjaunot zemējuma savienojumu ar slēdžu paneli.Pārgriezto vadu nav viegli pamanīt, jo tas atrodas paneļa aizmugurē.Es laboju šo savienojumu un padarīju to drošāku.
Tika uzstādīts jauns trīsfāzu 480 V ATS, un trīs Nautel ferīta toroidālie serdeņi tika izmantoti ATS trīsfāžu ieejā, lai nodrošinātu papildu aizsardzību.Es pārliecinos, ka darbojas arī pārsprieguma slāpētāja skaitītājs, lai mēs zinātu, kad notiek pārsprieguma notikums.
Kad pienāca vētru sezona, viss noritēja labi un ATS darbojās labi.Taču stabu transformatora drošinātājs joprojām pūš, taču šoreiz ATS un visas pārējās iekārtas ēkā pārspriegums vairs neskar.
Lūdzam energokompāniju pārbaudīt izdegušo drošinātāju.Man teica, ka vietne atrodas trīsfāžu pārvades līnijas pakalpojuma beigās, tāpēc tā ir vairāk pakļauta pārsprieguma problēmām.Viņi notīrīja stabus un uzstādīja jaunu aprīkojumu virs stabu transformatoriem (ticu, ka tie arī ir kaut kādi pārsprieguma slāpētāji), kas patiešām neļāva degt drošinātājam.Es nezinu, vai viņi pārvades līnijā darīja citas lietas, bet neatkarīgi no tā, ko viņi dara, tas darbojas.
Tas viss notika 2015. gadā, un kopš tā laika mēs neesam saskārušies ar problēmām saistībā ar sprieguma pārspriegumiem vai pērkona negaisiem.
Sprieguma pārsprieguma problēmu risināšana dažreiz nav vienkārša.Jābūt uzmanīgiem un rūpīgi, lai nodrošinātu, ka visas problēmas tiek ņemtas vērā elektroinstalācijā un savienojumā.Zemējuma sistēmu un zibens pārsprieguma teoriju ir vērts izpētīt.Lai uzstādīšanas procesā pieņemtu pareizos lēmumus, pilnībā jāizprot viena punkta zemējuma, sprieguma gradientu un zemējuma potenciāla paaugstināšanās problēmas bojājumu laikā.
Džons Markons, CBTE CBRE, nesen strādāja par galvenā inženiera pienākumu izpildītāju Victory Television Network (VTN) Litlrokā, Arkanzasā.Viņam ir 27 gadu pieredze radio un televīzijas apraides raidītājos un citās iekārtās, viņš ir arī bijušais profesionāls elektronikas skolotājs.Viņš ir SBE sertificēts apraides un televīzijas apraides inženieris ar bakalaura grādu elektronikas un sakaru inženierijā.
Lai iegūtu vairāk šādu ziņojumu un būtu informēts par visiem mūsu tirgū vadošajiem jaunumiem, funkcijām un analīzi, lūdzu, reģistrējieties mūsu informatīvajam izdevumam šeit.
Lai gan FCC ir atbildīga par sākotnējo neskaidrību, Mediju birojam joprojām ir jāizsaka brīdinājums licenciātam
© 2021 Future Publishing Limited, Quay House, The Ambury, Bath BA1 1UA.Visas tiesības aizsargātas.Anglijas un Velsas uzņēmuma reģistrācijas numurs 2008885.
Publicēšanas laiks: 14. jūlijs 2021
