Bliksembeveiliging is een belangrijk aspect van organisaties die gevoelige elektrische apparatuur bedienen, vooral in de uitzendindustrie. Gerelateerd aan de eerste verdedigingslinie tegen bliksem- en spanningsstieken is het aardingssysteem. Tenzij correct ontworpen en geïnstalleerd, werkt elke overspanningsbeveiliging niet.
Een van onze tv-zenderslocaties bevindt zich op de top van een 900 voet hoge berg en staat bekend om het ervaren van bliksemschikken. Ik werd onlangs toegewezen om al onze zenderslocaties te beheren; Daarom werd het probleem aan mij doorgegeven.
Een blikseminslag in 2015 veroorzaakte een stroomstoring en de generator stopte niet gedurende twee opeenvolgende dagen. Bij inspectie ontdekte ik dat de zekering van de nutstransformator was geblazen. Ik heb ook gemerkt dat het nieuw geïnstalleerde LCD -display van Automatic Transfer Switch (ATS) leeg is. De beveiligingscamera is beschadigd en het videoprogramma van de magnetronverbinding is leeg.
Tot overmaat van ramp, toen de energiekracht werd hersteld, explodeerden de ATS. Om ons uit te schakelen, werd ik gedwongen om handmatig van AT's te veranderen. Het geschatte verlies is meer dan $ 5.000.
Mysterieus vertoont de Lea driefasige 480V Surge Protector helemaal geen tekenen van werken. Dit heeft mijn interesse gewekt omdat het alle apparaten op de site zou moeten beschermen tegen dergelijke incidenten. Gelukkig is de zender goed.
Er is geen documentatie voor de installatie van het aardingssysteem, dus ik kan het systeem of de aardingsstang niet begrijpen. Zoals te zien is in figuur 1, is de grond op het terrein erg dun, en de rest van de grond hieronder is gemaakt van novaculietrots, zoals een op silica gebaseerde isolator. In dit terrein zullen de gebruikelijke grondstaven niet werken, ik moet bepalen of ze een chemische grondstaaf hebben geïnstalleerd en of deze nog steeds binnen de nuttige levensduur valt.
Er zijn veel bronnen over gemalen weerstandsmeting op internet. Om deze metingen te doen, koos ik voor de CLUKE 1625 -grondweerstandsmeter, zoals weergegeven in figuur 2. Het is een multifunctioneel apparaat dat alleen de grondstaaf kan gebruiken of de grondstaaf kan verbinden met het systeem voor aardingsmeting. Daarnaast zijn er toepassingsnotities, die mensen gemakkelijk kunnen volgen om nauwkeurige resultaten te krijgen. Dit is een dure meter, dus we hebben er een gehuurd om het werk te doen.
Uitzendingenieurs zijn gewend om de weerstand van weerstanden te meten, en slechts één keer krijgen we de werkelijke waarde. De grondweerstand is anders. Wat we zoeken is de weerstand die de omliggende grond zal bieden wanneer de stroomstroom stroomt.
Ik gebruikte de methode van "potentiële daling" bij het meten van weerstand, waarvan de theorie wordt verklaard in figuur 1 en figuur 2. 3 tot 5.
In figuur 3 is er een grondstaaf E van een gegeven diepte en een stapel C met een bepaalde afstand van de grondstaaf E. De spanningsbron versus is verbonden tussen de twee, die een stroom E tussen de stapel C en de Grondstaaf. Met behulp van een voltmeter kunnen we de spanning VM tussen de twee meten. Hoe dichter we bij E zijn, hoe lager de spanning VM wordt. VM is nul bij grondstaaf E. Anderzijds, wanneer we de spanning meten dicht bij stapel C, wordt VM hoog. Bij Equity C is VM gelijk aan de spanningsbron VS. Na de wet van Ohm kunnen we de spanning VM gebruiken en de huidige C veroorzaakt door VS om de grondweerstand van het omliggende vuil te verkrijgen.
Ervan uitgaande dat omwille van de discussie de afstand tussen grondstaaf E en stapel C 100 voet is en de spanning wordt gemeten om de 10 voet van grondstaaf E om C te stapelen C 4.
Het platste deel is de waarde van de grondweerstand, die de mate van invloed is van de grondstaaf. Verder maakt deel uit van de uitgestrekte aarde, en stroomstroomstromen zullen niet langer doordringen. Gezien het feit dat de impedantie op dit moment steeds hoger wordt, is dit begrijpelijk.
Als de grondstaaf 8 voet lang is, is de afstand van stapel C meestal ingesteld op 100 voet en is het vlakke deel van de curve ongeveer 62 voet. Meer technische details kunnen hier niet worden behandeld, maar ze zijn te vinden in dezelfde toepassingsnoot van Fluke Corp.
De opstelling met Fluke 1625 wordt weergegeven in figuur 5. De 1625 aardingsweerstandsmeter heeft zijn eigen spanningsgenerator, die de weerstandswaarde rechtstreeks uit de meter kan lezen; Het is niet nodig om de OHM -waarde te berekenen.
Lezen is het gemakkelijke deel, en het moeilijke deel is het besturen van de spanningsstangen. Om een nauwkeurige lezing te verkrijgen, wordt de grondstang losgekoppeld van het aardingssysteem. Om veiligheidsredenen zorgen we ervoor dat er op het moment van voltooiing geen mogelijkheid is om bliksem of storing te zijn, omdat het hele systeem tijdens het meetproces op de grond zweeft.
Figuur 6: Lyncole -systeem XIT -grondstaaf. De getoonde losgekoppelde draad is niet de hoofdconnector van het veld van het veld. Voornamelijk verbonden ondergronds.
Rondkijkend vond ik de grondstaaf (figuur 6), inderdaad een chemische grondstaaf geproduceerd door lyncolsystemen. De grondstaaf bestaat uit een 8-inch diameter, 10-voet gat gevuld met een speciaal kleimengsel genaamd Lynconite. In het midden van dit gat bevindt zich een holle koperen buis van dezelfde lengte met een diameter van 2 inch. De hybride lynconite biedt een zeer lage weerstand voor de grondstaaf. Iemand vertelde me dat tijdens het installeren van deze staaf explosieven werden gebruikt om gaten te maken.
Zodra de spanning en de stroompalen in de grond zijn geïmplanteerd, is een draad op de beurt van elke stapel verbonden met de meter, waar de weerstandswaarde wordt gelezen.
Ik heb een grondweerstandswaarde van 7 ohm, wat een goede waarde is. De nationale elektrische code vereist dat de grondelektrode 25 ohm of minder is. Vanwege het gevoelige karakter van de apparatuur vereist de telecommunicatie -industrie meestal 5 ohm of minder. Andere grote industriële fabrieken vereisen een lagere grondweerstand.
Als praktijk zoek ik altijd advies en inzichten van mensen die meer ervaren zijn in dit soort werk. Ik vroeg de technische ondersteuning van Fluke naar de discrepanties in sommige van de metingen die ik kreeg. Ze zeiden dat de inzet soms niet goed contact maakt met de grond (misschien omdat de rots moeilijk is).
Aan de andere kant verklaarde Lyncole Ground Systems, de fabrikant van grondstaven, dat de meeste metingen erg laag zijn. Ze verwachten hogere metingen. Wanneer ik echter artikelen over grondstaven lees, treedt dit verschil op. Uit een studie die elk jaar gedurende 10 jaar metingen heeft uitgevoerd, bleek dat 13-40% van hun metingen anders was dan andere metingen. Ze gebruikten ook dezelfde grondstaven die we gebruikten. Daarom is het belangrijk om meerdere metingen te voltooien.
Ik vroeg een andere elektrische aannemer om een sterkere gronddraadverbinding van het gebouw naar de grondstaaf te installeren om koperen diefstal in de toekomst te voorkomen. Ze voerden ook een andere gemalen weerstandsmeting uit. Het regende echter een paar dagen voordat ze de lezing namen en de waarde die ze kregen was zelfs lager dan 7 ohm (ik nam de lezing toen het erg droog was). Uit deze resultaten geloof ik dat de grondstaaf nog steeds in goede staat is.
Afbeelding 7: Controleer de hoofdverbindingen van het aardingssysteem. Zelfs als het aardingssysteem is aangesloten op de grondstang, kan een klem worden gebruikt om de grondweerstand te controleren.
Ik verplaatste de 480V Surge Suppressor naar een punt in de lijn na de ingang van de service, naast de hoofdschakelaar. Vroeger bevond het zich in een hoek van het gebouw. Wanneer er een blikseminvloed is, plaatst deze nieuwe locatie de overspanningsonderdrukker in de eerste plaats. Ten tweede moet de afstand ertussen en de grondstaaf zo kort mogelijk zijn. In de vorige regeling kwam ATS voor alles voor en nam altijd de leiding. De driefasige draden die zijn aangesloten op de overspanningsonderdrukker en de grondverbinding worden korter gemaakt om impedantie te verminderen.
Ik ging weer terug om een vreemde vraag te onderzoeken, waarom de overspanningsonderdrukker niet werkte toen de ATS explodeerde tijdens de blikseminstraling. Deze keer heb ik alle grond- en neutrale verbindingen van alle stroomonderbrekerpanelen, back -upgeneratoren en zenders grondig gecontroleerd.
Ik ontdekte dat de grondaansluiting van het hoofdstroombrekerpaneel ontbreekt! Dit is ook waar de overspanningsonderdrukker en ATS gegrond zijn (dus dit is ook de reden waarom de overspanningsonderdrukker niet werkt).
Het ging verloren omdat de koperdief de verbinding met het paneel ergens voordat de ATS werd geïnstalleerd, sneed. De vorige ingenieurs repareerden alle gronddraden, maar ze waren niet in staat om de grondaansluiting met het stroomonderbrekerpaneel te herstellen. De gesneden draad is niet gemakkelijk te zien omdat deze zich aan de achterkant van het paneel bevindt. Ik heb deze verbinding opgelost en het veiliger gemaakt.
Een nieuwe driefasige 480V ATS werd geïnstalleerd en drie nautel ferriet torusvormige kernen werden gebruikt bij de driefasige ingang van de ATS voor extra bescherming. Ik zorg ervoor dat de Surge Suppressor -teller ook werkt, zodat we weten wanneer er een overspanningsgebeurtenis plaatsvindt.
Toen het stormseizoen kwam, ging alles goed en liep de ATS goed. De pooltransformatorzekering waait echter nog steeds, maar deze keer worden de ATS en alle andere apparatuur in het gebouw niet langer beïnvloed door de golf.
We vragen het energiebedrijf om de opgeblazen zekering te controleren. Mij werd verteld dat de site zich aan het einde van de driefasige transmissielijnservice bevindt, dus het is meer vatbaar voor het opsporen van problemen. Ze maakten de palen schoon en installeerden enkele nieuwe apparatuur bovenop de pooltransformatoren (ik geloof dat ze ook een soort overspanningsonderdrukker zijn), waardoor de zekering echt werd verhinderd te branden. Ik weet niet of ze andere dingen op de transmissielijn hebben gedaan, maar wat ze ook doen, het werkt.
Dit alles is gebeurd in 2015, en sindsdien zijn we geen problemen ondervonden met betrekking tot spanningsstieken of onweersbuien.
Het oplossen van spanningsstootproblemen is soms niet eenvoudig. Er moet voorzichtig en grondig worden gezet om ervoor te zorgen dat alle problemen in het bedrading en de verbinding in aanmerking worden genomen. De theorie achter aardingssystemen en bliksemstieken is de moeite waard om te bestuderen. Het is noodzakelijk om de problemen van single-point aarding, spanningsgradiënten en grondpotentiaalverhogingen volledig te begrijpen tijdens fouten om de juiste beslissingen te nemen tijdens het installatieproces.
John Marcon, CBTE CBRE, diende onlangs als waarnemend hoofdingenieur bij Victory Television Network (VTN) in Little Rock, Arkansas. Hij heeft 27 jaar ervaring in radio- en televisie -uitzendingzenders en andere apparatuur, en is ook een voormalige professionele elektronica -leraar. Hij is een SBE-gecertificeerde uitzendingen en tv-uitzendingenieur met een bachelordiploma in elektronica en communicatie-engineering.
Voor meer dergelijke rapporten en om op de hoogte te blijven van al ons toonaangevend nieuws, functies en analyse, meld je dan aan voor onze nieuwsbrief hier.
Hoewel de FCC verantwoordelijk is voor de eerste verwarring, heeft het mediabureau nog steeds een waarschuwing aan de licentienemer
© 2021 Future Publishing Limited, Quay House, The Ambury, Bath BA1 1UA. Alle rechten voorbehouden. Registratienummer van het bedrijf van Engeland en Wales 2008885.
Posttijd: Jul-14-2021
