Ochrana bleskov je kľúčovým aspektom organizácií, ktoré prevádzkujú citlivé elektrické vybavenie, najmä vo vysielacom priemysle. Súvisí s prvou obrannou líniou proti blesku a prepätia napätia je uzemňujúci systém. Pokiaľ nie je navrhnuté a správne nainštalované, akákoľvek ochrana proti prepätiu nebude fungovať.
Jedno z našich televíznych vysielacích miest sa nachádza na vrchole hory s vysokou 900 stôpmi a je známa tým, že prežíva prudké prepätia. Nedávno som bol pridelený k riadeniu všetkých našich webových stránok pre vysielač; Preto mi bol problém odovzdaný.
Blesk v roku 2015 spôsobil výpadok napájania a generátor neprestal bežať dva po sebe nasledujúce dni. Po prehliadke som zistil, že poistka úžitkového transformátora vyfúkla. Tiež som si všimol, že novo nainštalovaný displej LCD automatického prenosu (ATS) je prázdny. Bezpečnostná kamera je poškodená a video program z mikrovlnného odkazu je prázdny.
Aby to bolo ešte horšie, pri obnovení úžitkovej energie explodovala ATS. Aby sme sa mohli znovu vysielať, bol som nútený prepínať ATS manuálne. Odhadovaná strata je viac ako 5 000 dolárov.
Je záhadne, trojfázový 480V prepäťový ochranca nevykazuje žiadne známky práce vôbec. To vzbudilo môj záujem, pretože by malo chrániť všetky zariadenia na webe pred týmito incidentmi. Našťastie je vysielač dobrý.
Neexistuje žiadna dokumentácia na inštaláciu uzemňovacieho systému, takže nerozumiem systému alebo uzemňovacej tyče. Ako je zrejmé z obrázku 1, pôda na mieste je veľmi tenká a zvyšok zeme nižšie je vyrobený z novakulitovej horniny, ako je izolátor na báze oxidu kremičitého. V tomto teréne nebudú bežné mleté tyče fungovať, musím určiť, či nainštalovali chemickú mletú tyč a či je stále v rámci svojej životnosti.
Na internete je veľa zdrojov o meraní odolnosti v oblasti zeme. Na vykonanie týchto meraní som si vybral merač tepelného odporu Fluke 1625, ako je to znázornené na obrázku 2. Je to multifunkčné zariadenie, ktoré môže použiť iba mletú tyč alebo pripojiť mletú tyč so systémom na meranie uzemnenia. Okrem toho existujú poznámky o aplikácii, ktoré môžu ľudia ľahko sledovať, aby dosiahli presné výsledky. Je to drahý meter, takže sme si prenajali jeden na prácu.
Inžinieri vysielania sú zvyknutí na meranie odporu odporov a iba raz dostaneme skutočnú hodnotu. Odpor zeme je iný. Hľadáme odolnosť, ktorú okolitá zem poskytne pri prechode nárazového prúdu.
Pri meraní rezistencie som použil metódu „potenciálnej kvapky“, ktorej teória je vysvetlená na obrázku 1 a na obrázku 2. 3 až 5.
Na obrázku 3 je uzemnená tyč E danej hĺbky a hromada C s určitou vzdialenosťou od zemnej tyče E. Zdroj napätia vs je spojený medzi dvoma, čo vygeneruje prúd E medzi hromadou C a mletá tyč. Pomocou voltmetra môžeme zmerať napätie VM medzi nimi. Čím bližšie sme k E, tým nižšie je napätie VM. VM je nula na zemnej tyči E. Na druhej strane, keď zmeráme napätie blízko hromady C, VM sa zvýši. Pri vlastnom imaní C sa VM rovná zdroju napätia Vs. Podľa Ohmovho zákona môžeme použiť napätie VM a prúd C spôsobené VS, aby sme získali zemný odpor okolitých nečistôt.
Za predpokladu, že v záujme diskusie je vzdialenosť medzi zemou E a hromadou C 100 stôp a napätie sa meria každých 10 stôp od mletej tyče E po hromadu C. Ak vykreslíte výsledky, krivka odporu by mala vyzerať ako obrázok 4.
Najlepšia časť je hodnota pozemného odporu, čo je stupeň vplyvu mletej tyče. Okrem toho je súčasťou rozsiahlej Zeme a prudké prúdy už nebudú preniknúť. Vzhľadom na to, že impedancia sa v súčasnosti zvyšuje a vyššia, je to pochopiteľné.
Ak je mletá tyč dlhá 8 stôp, vzdialenosť hromady C je zvyčajne nastavená na 100 stôp a plochá časť krivky je asi 62 stôp. Tu sa nedá zahrnúť viac technických podrobností, ale nájdete ich v rovnakej poznámke o aplikácii od spoločnosti Fluke Corp.
Nastavenie pomocou Fluke 1625 je znázornené na obrázku 5. Mlužník uzemňovacieho odporu 1625 má svoj vlastný generátor napätia, ktorý dokáže čítať hodnotu odporu priamo z meraču; Nie je potrebné vypočítať hodnotu OHM.
Čítanie je ľahká časť a zložitá časť je riadenie vkladov napätia. Aby sa získalo presné čítanie, mletá tyč je odpojená od uzemňovacieho systému. Z bezpečnostných dôvodov sa ubezpečujeme, že v čase dokončenia neexistuje možnosť blesku alebo poruchy, pretože celý systém sa počas procesu merania vznáša na zemi.
Obrázok 6: Lynkolový systém XIT Ground Rod. Zobrazený odpojený drôt nie je hlavným konektorom uzemňovacieho systému poľa. Hlavne prepojené pod zemou.
Keď som sa rozhliadol, našiel som mletú tyč (obrázok 6), ktorá je skutočne chemickou mletou tyčou produkovanou lynkolovými systémami. Mletá tyč sa skladá z priemeru 8-palcového priemeru, 10 stôp otvoru naplnenej špeciálnou hlinenou zmesou nazývanou lyncit. Uprostred tohto otvoru je dutá medená skúmavka s rovnakou dĺžkou s priemerom 2 palce. Hybridný lynkonit poskytuje veľmi nízky odpor pre mletú tyč. Niekto mi povedal, že v procese inštalácie tejto tyče sa výbušniny použili na výrobu diel.
Akonáhle sú hromady napätia a prúdu implantované do zeme, drôt je pripojený od každej hromady k meraču, kde sa hodnota odporu odčítava.
Dostal som hodnotu odporu pozemného odporu 7 ohmov, čo je dobrá hodnota. Národný elektrický kód vyžaduje, aby bola pozemná elektróda 25 ohmov alebo menej. Kvôli citlivej povahe zariadenia vyžaduje telekomunikačný priemysel zvyčajne 5 ohmov alebo menej. Ostatné veľké priemyselné rastliny vyžadujú nižší odpor zeme.
Ako prax vždy hľadám rady a poznatky od ľudí, ktorí majú viac skúseností v tomto type práce. Spýtal som sa technickej podpory Fluke o nezrovnalosti v niektorých čítaniach, ktoré som dostal. Povedali, že niekedy sa stávky nemusia mať dobrý kontakt so zemou (možno preto, že skala je tvrdá).
Na druhej strane, Lyncole Ground Systems, výrobca mletých tyčí, uviedli, že väčšina odčítaní je veľmi nízka. Očakávajú vyššie hodnoty. Avšak, keď čítam články o mletých prútoch, dochádza k tomuto rozdielu. Štúdia, ktorá každoročne vykonávala merania po dobu 10 rokov, zistila, že 13-40% ich čítaní sa líšilo od iných čítaní. Použili tiež rovnaké mleté tyče, aké sme použili. Preto je dôležité dokončiť viac čítaní.
Požiadal som iného dodávateľa elektrickej energie, aby v budúcnosti nainštaloval silnejšie pripojenie na uzemnenie vodiča z budovy na mletú tyč, aby sa v budúcnosti zabránilo krádeži medi. Uskutočnili tiež ďalšie meranie odporu zeme. Niekoľko dní však pršalo niekoľko dní predtým, ako si prečítali čítanie, a hodnota, ktorú dostali, bola ešte nižšia ako 7 ohmov (keď som bol veľmi suchý). Z týchto výsledkov sa domnievam, že mletá tyč je stále v dobrom stave.
Obrázok 7: Skontrolujte hlavné pripojenia uzemňovacieho systému. Aj keď je uzemňovací systém pripojený k zemnej tyči, svorka sa môže použiť na kontrolu zeme.
Po vstupe do služby som posunul nárazový potlačovač 480V do bodu v linke po vstupe do služby, vedľa hlavného prepínača odpojenia. Bývalo to v rohu budovy. Vždy, keď dôjde k nárastu bleskov, toto nové miesto v prvom rade zarába supresor prepätia. Po druhé, vzdialenosť medzi ňou a mletá tyč by mala byť čo najkratšia. V predchádzajúcom usporiadaní prišiel ATS pred všetko a vždy sa ujal vedenia. Trojfázové vodiče pripojené k potlačeniu prepätia a jeho uzemňovacieho spojenia sú kratšie, aby sa znížila impedancia.
Vrátil som sa znova, aby som preskúmal podivnú otázku, prečo supresor prepätia nefungoval, keď ATS explodoval počas nárastu blesku. Tentoraz som dôkladne skontroloval všetky mleté a neutrálne pripojenia všetkých panelov ističa, záložných generátorov a vysielačov.
Zistil som, že pozemné spojenie panela hlavného ističa chýba! To je tiež miesto, kde sú zakotvené nárazové potlačenie a ATS zakotvené (preto je tiež dôvodom, prečo supresor prepätia nefunguje).
Bola stratená, pretože zlodej medi prerezal pripojenie k panelu niekedy pred nainštalovaním ATS. Predchádzajúci inžinieri opravili všetky pozemné vodiče, ale nedokázali obnoviť pozemné pripojenie k panelu ističa. Rezací drôt nie je ľahké vidieť, pretože je na zadnej strane panela. Opravil som toto pripojenie a urobil som ho bezpečnejším.
Bola nainštalovaná nová trojfázová 480V ATS a pri trojfázovom vstupu ATS sa použili tri jadrá feritu nautel ferrite. Zabezpečujem, aby počítadlo supresorov prepätia fungovalo aj tak, aby sme vedeli, kedy dôjde k nárazovej udalosti.
Keď prišla sezóna Storm, všetko šlo dobre a ATS bežala dobre. Poistka transformátora pólu však stále fúka, ale tentoraz nie sú nárastom ATS a všetky ostatné vybavenie v budove.
Žiadame energetickú spoločnosť, aby skontrolovala fúkanú poistku. Bolo mi povedané, že stránka je na konci trojfázovej prenosovej linky, takže je náchylnejšia na prepätie problémov. Vyčistili stožiare a nainštalovali nejaké nové vybavenie na vrcholové transformátory (verím, že sú tiež nejakým druhom nárazového supresora), čo skutočne zabránilo spaľovaniu poistky. Neviem, či robili na prenosovej linke iné veci, ale bez ohľadu na to, čo robia, funguje to.
To všetko sa stalo v roku 2015 a odvtedy sme sa nestretli so žiadnymi problémami súvisiacimi s prepätiami alebo búrkami napätia.
Riešenie problémov s prepätím napätia niekedy nie je ľahké. Je potrebné dbať na to, aby sa zabezpečilo, že všetky problémy sa berú do úvahy pri zapojení a pripojení. Teória za uzemňovacími systémami a bleskovými prepätiami stojí za štúdium. Je potrebné plne porozumieť problémom s jednotlivé uzemnenie, gradienty napätia a pozemného potenciálu počas porúch, aby sa počas procesu inštalácie prijali správne rozhodnutia.
John Marcon, CBTE CBRE, nedávno pôsobil ako herecký hlavný inžinier v televíznej sieti Victory (VTN) v Little Rock, Arkansas. Má 27 rokov skúseností v oblasti rozhlasových a televíznych vysielacích vysielateľov a ďalšie vybavenie a je tiež bývalým profesionálnym učiteľom elektroniky. Je certifikovaným vysielacím a televíznym vysielacím inžinierom SBE s bakalárskym titulom v odbore elektronika a komunikačné inžinierstvo.
Ak chcete získať viac takýchto správ a zostať v kontakte so všetkými našimi správami, funkciami a analýzami na trhu, zaregistrujte sa tu do nášho bulletinu tu.
Aj keď je FCC zodpovedná za počiatočné zmätok, mediálny úrad má stále varovanie, ktorý má byť vydaný držiteľovi licencie
© 2021 Future Publishing Limited, Quay House, The Ambury, Bath BA1 1UA. Všetky práva vyhradené. Registračné číslo spoločnosti Anglicko a Wales 2008885.
Čas príspevku: júl 14-2021
