Lynbeskyttelse er et sentralt aspekt ved organisasjoner som driver sensitivt elektrisk utstyr, spesielt i kringkastingsbransjen. Relatert til den første forsvarslinjen mot lyn og spenningsflo er jordingssystemet. Med mindre det er designet og installert riktig, vil ikke enhver overspenningsbeskyttelse fungere.
Et av våre TV-sendersider ligger på toppen av et 900 fot høyt fjell og er kjent for å oppleve lynnedslag. Jeg fikk nylig tildelt å administrere alle senderstedene våre; Derfor ble problemet videreført til meg.
En lynnedslag i 2015 forårsaket et strømbrudd, og generatoren sluttet ikke å løpe på to dager på rad. Ved inspeksjon fant jeg ut at sikringen for verktøytransformator hadde blåst. Jeg la også merke til at den nylig installerte Automatic Transfer Switch (ATS) LCD -skjermen er tom. Sikkerhetskameraet er skadet, og videoprogrammet fra mikrobølgeovn -koblingen er tom.
For å gjøre vondt verre, når brukskraften ble gjenopprettet, eksploderte ATS. For at vi skulle komme på nytt, ble jeg tvunget til å bytte ATS manuelt. Det estimerte tapet er mer enn $ 5000.
Mystisk sett viser LEA-trefaset 480V overspenningsbeskytter ingen tegn til å jobbe i det hele tatt. Dette har vekket interessen min fordi det skal beskytte alle enheter på nettstedet mot slike hendelser. Heldigvis er senderen god.
Det er ingen dokumentasjon for installasjon av jordingssystemet, så jeg kan ikke forstå systemet eller jordingstangen. Som det fremgår av figur 1, er jorda på stedet veldig tynn, og resten av bakken nedenfor er laget av Novaculite Rock, som en silikabasert isolator. I dette terrenget vil ikke de vanlige bakkestengene fungere, jeg må avgjøre om de har installert en kjemisk bakkestang og om det fremdeles er innenfor dens levetid.
Det er mange ressurser om måling av bakkemotstand på internett. For å gjøre disse målingene valgte jeg Fluke 1625 bakkemotstandsmåler, som vist i figur 2. Det er en multifunksjonell enhet som bare kan bruke jordstangen eller koble jordstangen til systemet for jordingsmåling. I tillegg til dette er det applikasjonsnotater, som folk lett kan følge for å få nøyaktige resultater. Dette er en dyr meter, så vi leide en for å gjøre jobben.
Kringkastingsingeniører er vant til å måle motstanden til motstand, og bare en gang vil vi få den faktiske verdien. Bakkemotstanden er annerledes. Det vi leter etter er motstanden som omliggende bakken vil gi når bølgestrømmen passerer.
Jeg brukte metoden for "potensiell dråpe" når jeg målte motstand, hvis teorien er forklart i figur 1 og figur 2. 3 til 5.
I figur 3 er det en jordstang E av en gitt dybde og en haug C med en vis jordstang. Ved hjelp av et voltmeter kan vi måle spenningen VM mellom de to. Jo nærmere vi er, jo lavere blir spenningen VM. VM er null ved bakkestang E. På den annen side, når vi måler spenningen nær haug C, blir VM høy. Ved egenkapital C er VM lik spenningskilden Vs. Etter Ohms lov kan vi bruke spenningen VM og strømmen C forårsaket av VS for å oppnå bakkemotstanden til det omkringliggende skittet.
Forutsatt at avstanden til diskusjonen er avstanden mellom bakkestang E og haug C 100 fot, og spenningen måles hver 10. meter fra bakkestangen til haug C. Hvis du plotter resultatene, bør motstandskurven se ut som figur 4.
Den flateste delen er verdien av bakkemotstanden, som er graden av påvirkning av bakkestangen. Utover det er en del av den enorme jorden, og overspenningsstrømmer vil ikke lenger trenge gjennom. Tatt i betraktning at impedansen blir høyere og høyere på dette tidspunktet, er dette forståelig.
Hvis jordstangen er 8 fot lang, er avstanden til haug C vanligvis satt til 100 fot, og den flate delen av kurven er omtrent 62 fot. Flere tekniske detaljer kan ikke dekkes her, men de kan finnes i samme søknadsnotat fra Fluke Corp.
Oppsettet ved bruk av Fluke 1625 er vist i figur 5. 1625 jordingsmotstandsmåler har sin egen spenningsgenerator, som kan lese motstandsverdien direkte fra måleren; Det er ikke nødvendig å beregne Ohm -verdien.
Lesing er den enkle delen, og den vanskelige delen er å drive spenningsinnsatsene. For å få en nøyaktig avlesning kobles jordstangen fra jordingssystemet. Av sikkerhetsmessige årsaker sørger vi for at det ikke er noen mulighet for lyn eller funksjonsfeil ved fullføring, fordi hele systemet flyter på bakken under måleprosessen.
Figur 6: Lyncole System Xit Ground Rod. Den frakoblede ledningen som vises er ikke hovedkontakten til feltets jordingssystem. Hovedsakelig koblet under jorden.
Når jeg så meg rundt, fant jeg bakkestangen (figur 6), som faktisk er en kjemisk bakkestang produsert av Lyncole Systems. Jordstangen består av en 8-tommers diameter, 10 fot hull fylt med en spesiell leirblanding kalt Lynconite. Midt i dette hullet er et hult kobberrør med samme lengde med en diameter på 2 tommer. Hybrid -lynkonitten gir veldig lav motstand for bakkestangen. Noen fortalte meg at i prosessen med å installere denne stangen ble eksplosiver brukt til å lage hull.
Når spenningen og strømmen er implantert i bakken, er en ledning koblet fra hver haug til måleren etter tur, der motstandsverdien blir lest.
Jeg fikk en bakkemotstandsverdi på 7 ohm, noe som er en god verdi. Den nasjonale elektriske koden krever at bakkeelektroden er 25 ohm eller mindre. På grunn av utstyrets følsomme natur krever telekommunikasjonsindustrien vanligvis 5 ohm eller mindre. Andre store industrianlegg krever lavere bakkemotstand.
Som en praksis søker jeg alltid råd og innsikt fra mennesker som er mer erfarne i denne typen arbeid. Jeg spurte Fluke teknisk støtte om avvikene i noen av avlesningene jeg fikk. De sa at noen ganger kan innsatsen kanskje ikke ta god kontakt med bakken (kanskje fordi berget er vanskelig).
På den annen side uttalte Lyncole Ground Systems, produsenten av bakkestenger, at de fleste avlesningene er veldig lave. De forventer høyere avlesninger. Men når jeg leser artikler om bakkestenger, oppstår denne forskjellen. En studie som tok målinger hvert år i 10 år fant at 13-40% av avlesningene var forskjellig fra andre avlesninger. De brukte også de samme bakkestenger vi brukte. Derfor er det viktig å fullføre flere avlesninger.
Jeg ba en annen elektrisk entreprenør om å installere en sterkere bakketrådforbindelse fra bygningen til bakkestangen for å forhindre kobberstyveri i fremtiden. De utførte også en annen måling av bakkemotstand. Imidlertid regnet det noen dager før de tok lesingen og verdien de fikk var enda lavere enn 7 ohm (jeg tok lesingen da den var veldig tørr). Fra disse resultatene tror jeg at bakkestangen fremdeles er i god stand.
Figur 7: Kontroller hovedforbindelsene til jordingssystemet. Selv om jordingssystemet er koblet til jordstangen, kan en klemme brukes til å sjekke bakkemotstanden.
Jeg flyttet 480V Surge Suppressor til et punkt i linjen etter tjenesteinngangen, ved siden av hovedkoblingsbryteren. Det pleide å være i et hjørne av bygningen. Hver gang det er en lynnedslag, setter denne nye beliggenheten bølgen undertrykkende i utgangspunktet. For det andre skal avstanden mellom den og bakkestangen være så kort som mulig. I forrige ordning kom ATS foran alt og tok alltid ledelsen. Trefasekablene koblet til bølgeundertrykkeren og dens bakkeforbindelse blir gjort kortere for å redusere impedansen.
Jeg gikk tilbake igjen for å undersøke et underlig spørsmål, hvorfor bølgen suppressor ikke fungerte da ATS eksploderte under lynets bølge. Denne gangen sjekket jeg grundig alle bakke- og nøytrale tilkoblinger av alle effektbryterpaneler, backup -generatorer og sendere.
Jeg fant ut at bakkeforbindelsen til hovedkretsbryterpanelet mangler! Det er også her overspenningsundertrykkeren og ATS er jordet (så dette er også grunnen til at overspenningen ikke fungerer).
Det gikk tapt fordi kobbertyven kuttet forbindelsen til panelet en gang før ATS ble installert. De tidligere ingeniørene reparerte alle bakkestyrene, men de klarte ikke å gjenopprette bakkeforbindelsen til effektbryterpanelet. Kutttråden er ikke lett å se fordi den er på baksiden av panelet. Jeg fikset denne forbindelsen og gjorde den sikrere.
En ny trefaset 480V ATS ble installert, og tre nautelferritt toroidale kjerner ble brukt ved trefasetinngangen til ATS for ekstra beskyttelse. Jeg sørger for at bølgeundertrykkende teller også fungerer slik at vi vet når en bølgehendelse oppstår.
Da stormsesongen kom, gikk alt bra og ATS kjørte bra. Pol -transformatorsikringen blåser imidlertid fortsatt, men denne gangen er ATS og alt annet utstyr i bygningen ikke lenger påvirket av bølgen.
Vi ber kraftselskapet om å sjekke den blåste sikringen. Jeg ble fortalt at nettstedet er på slutten av trefaset transmisjonslinjetjenesten, så det er mer utsatt for å øke problemer. De renset polene og installerte noe nytt utstyr på toppen av poltransformatorene (jeg tror de også er en slags overspenningsundertrykkende), noe som virkelig forhindret sikringen fra å brenne. Jeg vet ikke om de gjorde andre ting på overføringslinjen, men uansett hva de gjør, fungerer det.
Alt dette skjedde i 2015, og siden den gang har vi ikke opplevd noen problemer relatert til spenningsbølger eller tordenvær.
Det er noen ganger ikke lett å løse spenningsproblemer. Det må utvises forsiktighet og grundig for å sikre at alle problemer tas med i ledning og tilkobling. Teorien bak jordingssystemer og lynnedslag er verdt å studere. Det er nødvendig å forstå problemene med ettpunkts jording, spenningsgradienter og bakkepotensialet stiger under feil for å ta de riktige beslutningene under installasjonsprosessen.
John Marcon, CBTE CBRE, fungerte nylig som fungerende sjefsingeniør ved Victory Television Network (VTN) i Little Rock, Arkansas. Han har 27 års erfaring innen radio- og TV -sendingssendere og annet utstyr, og er også en tidligere profesjonell elektronikklærer. Han er en SBE-sertifisert kringkasting og TV-kringkastingsingeniør med en bachelorgrad i elektronikk og kommunikasjonsteknikk.
For flere slike rapporter, og for å holde deg oppdatert med alle våre markedsledende nyheter, funksjoner og analyse, kan du registrere deg for vårt nyhetsbrev her.
Selv om FCC er ansvarlig for den første forvirringen, har mediebyrået fortsatt en advarsel som skal utstedes til lisenshaver
© 2021 Future Publishing Limited, Quay House, The Ambury, Bath BA1 1UA. Alle rettigheter forbeholdt. England og Wales selskapsregistreringsnummer 2008885.
Post Time: Jul-14-2021
