การวัดความต้านทานพื้นดินต่ำเป็นกุญแจสำคัญในระบบสายดินที่ถูกต้อง

Lightning Protection เป็นสิ่งสำคัญขององค์กรที่ใช้อุปกรณ์ไฟฟ้าที่มีความละเอียดอ่อนโดยเฉพาะอย่างยิ่งในอุตสาหกรรมการออกอากาศ ที่เกี่ยวข้องกับการป้องกันสายแรกกับฟ้าผ่าและแรงดันไฟฟ้าสูงเป็นระบบสายดิน เว้นแต่ได้รับการออกแบบและติดตั้งอย่างถูกต้องการป้องกันไฟกระชากใด ๆ จะไม่ทำงาน
หนึ่งในไซต์เครื่องส่งสัญญาณทีวีของเราตั้งอยู่บนยอดเขาสูง 900 ฟุตและเป็นที่รู้จักกันดีว่ามีประสบการณ์สูง ฉันเพิ่งได้รับมอบหมายให้จัดการไซต์ส่งสัญญาณทั้งหมดของเรา ดังนั้นปัญหาจึงส่งถึงฉัน
การโจมตีด้วยฟ้าผ่าในปี 2558 ทำให้เกิดการหยุดทำงานและเครื่องกำเนิดไฟฟ้าไม่หยุดทำงานเป็นเวลาสองวันติดต่อกัน จากการตรวจสอบฉันพบว่าฟิวส์หม้อแปลงยูทิลิตี้ปลิวไป ฉันยังสังเกตเห็นว่าการแสดงผลการถ่ายโอนอัตโนมัติที่ติดตั้งใหม่ (ATS) LCD นั้นว่างเปล่า กล้องรักษาความปลอดภัยได้รับความเสียหายและโปรแกรมวิดีโอจากลิงค์ไมโครเวฟนั้นว่างเปล่า
เพื่อให้เรื่องแย่ลงเมื่อพลังงานยูทิลิตี้ได้รับการฟื้นฟู ATS ก็ระเบิดขึ้น เพื่อให้เราได้กลับมาใหม่ฉันถูกบังคับให้เปลี่ยน ATS ด้วยตนเอง การสูญเสียโดยประมาณมากกว่า $ 5,000
อย่างลึกลับผู้พิทักษ์ไฟกระชาก 480V ของ Lea สามเฟสไม่แสดงสัญญาณของการทำงานเลย สิ่งนี้ทำให้ฉันสนใจเพราะควรปกป้องอุปกรณ์ทั้งหมดในไซต์จากเหตุการณ์ดังกล่าว โชคดีที่เครื่องส่งสัญญาณดี
ไม่มีเอกสารสำหรับการติดตั้งระบบสายดินดังนั้นฉันจึงไม่เข้าใจระบบหรือก้านดิน ดังที่เห็นได้จากรูปที่ 1 ดินในสถานที่บางมากและส่วนที่เหลือของพื้นดินด้านล่างทำจากหินโนวาคูไลต์เช่นฉนวนซิลิกา ในภูมิประเทศนี้แท่งกราวด์ปกติจะไม่ทำงานฉันต้องพิจารณาว่าพวกเขาได้ติดตั้งก้านกราวด์เคมีหรือไม่และยังคงอยู่ในชีวิตที่มีประโยชน์หรือไม่
มีทรัพยากรมากมายเกี่ยวกับการวัดความต้านทานต่อพื้นบนอินเทอร์เน็ต เพื่อให้การวัดเหล่านี้ฉันเลือกมิเตอร์ความต้านทานบนพื้นดิน Fluke 1625 ดังแสดงในรูปที่ 2 มันเป็นอุปกรณ์อเนกประสงค์ที่สามารถใช้เฉพาะแท่งกราวด์หรือเชื่อมต่อก้านกราวด์กับระบบสำหรับการวัดสายดิน นอกจากนี้ยังมีบันทึกแอปพลิเคชันซึ่งผู้คนสามารถติดตามได้อย่างง่ายดายเพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่แม่นยำ นี่เป็นมิเตอร์ที่มีราคาแพงดังนั้นเราจึงเช่าหนึ่งเพื่อทำงาน
วิศวกรออกอากาศคุ้นเคยกับการวัดความต้านทานของตัวต้านทานและเพียงครั้งเดียวเราจะได้รับค่าจริง ความต้านทานต่อพื้นแตกต่างกัน สิ่งที่เรากำลังมองหาคือความต้านทานที่พื้นโดยรอบจะให้เมื่อกระแสไฟกระชากผ่าน
ฉันใช้วิธีการ“ อาจลดลง” เมื่อวัดความต้านทานทฤษฎีที่อธิบายไว้ในรูปที่ 1 และรูปที่ 2. 3 ถึง 5
ในรูปที่ 3 มีก้านกราวด์ e ของความลึกที่กำหนดและเสาเข็ม C ที่มีระยะทางที่แน่นอนจากก้านกราวด์อีแหล่งแรงดันไฟฟ้าเทียบกับเชื่อมต่อระหว่างทั้งสองซึ่งจะสร้างกระแสไฟฟ้าระหว่างกอง C และ ก้านกราวด์ การใช้โวลต์มิเตอร์เราสามารถวัดแรงดันไฟฟ้า VM ระหว่างทั้งสองได้ ยิ่งเราเข้าใกล้ E มากเท่าไหร่ VM แรงดันไฟฟ้าก็จะลดลง VM เป็นศูนย์ที่ก้านกราวด์อีในทางกลับกันเมื่อเราวัดแรงดันไฟฟ้าใกล้กับกอง C, VM กลายเป็นสูง ที่ Equity C, VM เท่ากับแหล่งแรงดันไฟฟ้าเทียบกับ ตามกฎของโอห์มเราสามารถใช้แรงดันไฟฟ้า VM และปัจจุบัน C ที่เกิดจาก VS เพื่อให้ได้ความต้านทานพื้นดินของสิ่งสกปรกโดยรอบ
สมมติว่าเพื่อประโยชน์ในการอภิปรายระยะห่างระหว่างก้านกราวด์ E และเสาเข็ม C คือ 100 ฟุตและแรงดันไฟฟ้าจะวัดได้ทุก 10 ฟุตจากก้านกราวด์ E ถึงกอง C หากคุณวางแผนผลลัพธ์เส้นโค้งความต้านทานควรมีลักษณะเหมือนร่าง 4.
ส่วนที่แบนที่สุดคือค่าของการต่อต้านพื้นดินซึ่งเป็นระดับของอิทธิพลของก้านกราวด์ นอกเหนือจากนั้นเป็นส่วนหนึ่งของโลกกว้างใหญ่และกระแสไฟพุ่งเข้ามาจะไม่เจาะอีกต่อไป เมื่อพิจารณาว่าอิมพีแดนซ์กำลังสูงขึ้นเรื่อย ๆ ในเวลานี้สิ่งนี้เป็นที่เข้าใจได้
หากก้านกราวด์มีความยาว 8 ฟุตระยะทางของกอง C มักจะตั้งอยู่ที่ 100 ฟุตและส่วนที่แบนของเส้นโค้งประมาณ 62 ฟุต รายละเอียดทางเทคนิคเพิ่มเติมไม่สามารถครอบคลุมได้ที่นี่ แต่สามารถพบได้ในหมายเหตุแอปพลิเคชันเดียวกันจาก Fluke Corp
การตั้งค่าโดยใช้ Fluke 1625 แสดงในรูปที่ 5 เครื่องวัดความต้านทานต่อสายดิน 1625 มีเครื่องกำเนิดแรงดันไฟฟ้าของตัวเองซึ่งสามารถอ่านค่าความต้านทานได้โดยตรงจากเครื่องวัด ไม่จำเป็นต้องคำนวณค่าโอห์ม
การอ่านเป็นส่วนที่ง่ายและส่วนที่ยากคือการขับเคลื่อนเดิมพันแรงดันไฟฟ้า เพื่อให้ได้การอ่านที่แม่นยำแท่งกราวด์จะถูกตัดการเชื่อมต่อจากระบบสายดิน ด้วยเหตุผลด้านความปลอดภัยเราตรวจสอบให้แน่ใจว่าไม่มีความเป็นไปได้ที่จะมีสายฟ้าหรือทำงานผิดปกติในเวลาที่เสร็จสมบูรณ์เนื่องจากระบบทั้งหมดลอยอยู่บนพื้นในระหว่างกระบวนการวัด
รูปที่ 6: Lyncole System XIT กราวด์กราวด์ ลวดที่ไม่เชื่อมต่อที่แสดงไม่ได้เป็นขั้วต่อหลักของระบบกราวด์ฟิลด์ ส่วนใหญ่เชื่อมต่อใต้ดิน
เมื่อมองไปรอบ ๆ ฉันพบก้านกราวด์ (รูปที่ 6) ซึ่งเป็นก้านกราวด์เคมีที่ผลิตโดยระบบ Lyncole ก้านกราวด์ประกอบด้วยเส้นผ่านศูนย์กลาง 8 นิ้ว, รู 10 ฟุตที่เต็มไปด้วยส่วนผสมดินเหนียวพิเศษที่เรียกว่า Lynconite ในช่วงกลางของรูนี้เป็นท่อทองแดงกลวงที่มีความยาวเท่ากันโดยมีเส้นผ่านศูนย์กลาง 2 นิ้ว ลูกผสม Lynconite ให้ความต้านทานต่ำมากสำหรับก้านกราวด์ มีคนบอกฉันว่าในขั้นตอนการติดตั้งก้านนี้วัตถุระเบิดถูกใช้เพื่อทำหลุม
เมื่อแรงดันไฟฟ้าและกองกระแสถูกฝังอยู่ในพื้นดินลวดเชื่อมต่อจากแต่ละกองไปยังมิเตอร์ในทางกลับกันซึ่งจะอ่านค่าความต้านทาน
ฉันได้รับค่าความต้านทานพื้นดิน 7 โอห์มซึ่งคุ้มค่า รหัสไฟฟ้าแห่งชาติกำหนดให้อิเล็กโทรดภาคพื้นดินเป็น 25 โอห์มหรือน้อยกว่า เนื่องจากลักษณะที่ละเอียดอ่อนของอุปกรณ์อุตสาหกรรมการสื่อสารโทรคมนาคมมักจะต้องใช้ 5 โอห์มหรือน้อยกว่า โรงงานอุตสาหกรรมขนาดใหญ่อื่น ๆ ต้องการความต้านทานต่อพื้นดินที่ต่ำกว่า
ในการฝึกฝนฉันมักจะขอคำแนะนำและข้อมูลเชิงลึกจากผู้ที่มีประสบการณ์มากขึ้นในงานประเภทนี้ ฉันถามการสนับสนุนทางเทคนิคของ Fluke เกี่ยวกับความคลาดเคลื่อนในการอ่านที่ฉันได้รับ พวกเขากล่าวว่าบางครั้งเงินเดิมพันอาจไม่ได้ติดต่อกับพื้นดิน (อาจเป็นเพราะหินแข็ง)
ในทางกลับกันระบบพื้นดิน Lyncole ผู้ผลิตแท่งกราวด์กล่าวว่าการอ่านส่วนใหญ่ต่ำมาก พวกเขาคาดหวังการอ่านที่สูงขึ้น อย่างไรก็ตามเมื่อฉันอ่านบทความเกี่ยวกับแท่งกราวด์ความแตกต่างนี้เกิดขึ้น การศึกษาที่ใช้การวัดทุกปีเป็นเวลา 10 ปีพบว่า 13-40% ของการอ่านของพวกเขาแตกต่างจากการอ่านอื่น ๆ พวกเขายังใช้แท่งกราวด์เดียวกันที่เราใช้ ดังนั้นจึงเป็นสิ่งสำคัญที่จะต้องอ่านหลายครั้ง
ฉันขอให้ผู้รับเหมาไฟฟ้ารายอื่นติดตั้งการเชื่อมต่อสายไฟภาคพื้นดินที่แข็งแกร่งจากอาคารไปยังก้านกราวด์เพื่อป้องกันการโจรกรรมทองแดงในอนาคต พวกเขายังทำการวัดความต้านทานต่อพื้นอีกครั้ง อย่างไรก็ตามฝนตกสองสามวันก่อนที่พวกเขาจะอ่านและค่าที่พวกเขาได้รับนั้นต่ำกว่า 7 โอห์ม (ฉันอ่านหนังสือเมื่อมันแห้งมาก) จากผลลัพธ์เหล่านี้ฉันเชื่อว่าก้านภาคพื้นดินยังคงอยู่ในสภาพดี
รูปที่ 7: ตรวจสอบการเชื่อมต่อหลักของระบบสายดิน แม้ว่าระบบการต่อสายดินจะเชื่อมต่อกับก้านกราวด์สามารถใช้แคลมป์เพื่อตรวจสอบความต้านทานต่อพื้นได้
ฉันย้ายตัวยับยั้งไฟกระชาก 480V ไปยังจุดหนึ่งในบรรทัดหลังจากทางเข้าบริการถัดจากสวิตช์ตัดการเชื่อมต่อหลัก มันเคยอยู่ในมุมหนึ่งของอาคาร เมื่อใดก็ตามที่มีไฟฟ้าผ่าที่ตั้งใหม่นี้จะทำให้ตัวยับยั้งคลื่นในตอนแรก ประการที่สองระยะห่างระหว่างมันกับก้านกราวด์ควรสั้นที่สุดเท่าที่จะทำได้ ในข้อตกลงก่อนหน้านี้ ATS มาต่อหน้าทุกสิ่งและเป็นผู้นำเสมอ สายไฟสามเฟสที่เชื่อมต่อกับตัวยับยั้งไฟกระชากและการเชื่อมต่อภาคพื้นดินนั้นสั้นลงเพื่อลดความต้านทาน
ฉันกลับไปอีกครั้งเพื่อตรวจสอบคำถามแปลก ๆ ว่าทำไมผู้ยับยั้งไฟกระชากจึงไม่ทำงานเมื่อ ATS ระเบิดขึ้นในช่วงฟ้าผ่า คราวนี้ฉันตรวจสอบการเชื่อมต่อพื้นดินและเป็นกลางทั้งหมดของแผงเบรกเกอร์ทั้งหมดเครื่องกำเนิดไฟฟ้าสำรองและเครื่องส่งสัญญาณ
ฉันพบว่าการเชื่อมต่อภาคพื้นดินของแผงเบรกเกอร์หลักหายไป! นี่คือที่ที่ตัวยับยั้งไฟกระชากและ ATS มีสายดิน (ดังนั้นนี่คือเหตุผลที่ผู้ยับยั้งไฟกระชากไม่ทำงาน)
มันหายไปเพราะขโมยทองแดงตัดการเชื่อมต่อกับแผงควบคุมบางครั้งก่อนที่จะติดตั้ง ATS วิศวกรคนก่อนซ่อมสายไฟทั้งหมด แต่พวกเขาไม่สามารถกู้คืนการเชื่อมต่อภาคพื้นดินไปยังแผงเบรกเกอร์วงจรได้ ลวดตัดไม่ใช่เรื่องง่ายที่จะมองเห็นเพราะมันอยู่ด้านหลังของแผง ฉันแก้ไขการเชื่อมต่อนี้และทำให้ปลอดภัยยิ่งขึ้น
ติดตั้ง ATS สามเฟส 480V ใหม่และใช้แกน Nautel Ferrite toroidal สามตัวที่อินพุตสามเฟสของ ATS เพื่อการป้องกันเพิ่มเติม ฉันตรวจสอบให้แน่ใจว่าเคาน์เตอร์ Surge Suppressor ยังใช้งานได้เพื่อให้เรารู้ว่าเมื่อเกิดเหตุการณ์ขึ้นเมื่อใด
เมื่อฤดูพายุมาทุกอย่างเป็นไปด้วยดีและ ATS ก็ทำงานได้ดี อย่างไรก็ตามฟิวส์หม้อแปลงขั้วยังคงพัดอยู่ แต่คราวนี้ ATS และอุปกรณ์อื่น ๆ ทั้งหมดในอาคารจะไม่ได้รับผลกระทบจากการเพิ่มขึ้นอีกต่อไป
เราขอให้ บริษัท พลังงานตรวจสอบฟิวส์เป่า ฉันได้รับแจ้งว่าไซต์อยู่ที่ปลายบริการสายส่งสามเฟสดังนั้นจึงมีแนวโน้มที่จะเกิดปัญหามากขึ้น พวกเขาทำความสะอาดเสาและติดตั้งอุปกรณ์ใหม่บางอย่างที่ด้านบนของหม้อแปลงขั้ว (ฉันเชื่อว่าพวกเขายังเป็นตัวยับยั้งคลื่นบางชนิด) ซึ่งป้องกันไม่ให้ฟิวส์จากการเผาไหม้ ฉันไม่รู้ว่าพวกเขาทำสิ่งอื่น ๆ ในสายส่งหรือไม่ แต่ไม่ว่าพวกเขาจะทำอะไรมันก็ใช้ได้
ทั้งหมดนี้เกิดขึ้นในปี 2558 และตั้งแต่นั้นมาเรายังไม่พบปัญหาใด ๆ ที่เกี่ยวข้องกับแรงดันไฟฟ้าหรือพายุฝนฟ้าคะนอง
การแก้ปัญหาแรงดันไฟกระชากบางครั้งก็ไม่ใช่เรื่องง่าย ต้องใช้ความระมัดระวังและละเอียดถี่ถ้วนเพื่อให้แน่ใจว่าปัญหาทั้งหมดจะถูกนำมาพิจารณาในการเดินสายและการเชื่อมต่อ ทฤษฎีที่อยู่เบื้องหลังระบบการต่อสายดินและสายฟ้าที่คุ้มค่านั้นคุ้มค่าที่จะศึกษา มีความจำเป็นที่จะต้องเข้าใจปัญหาของการต่อสายดินจุดเดียวการไล่ระดับสีแรงดันไฟฟ้าและศักยภาพของพื้นดินเพิ่มขึ้นในระหว่างความผิดพลาดเพื่อทำการตัดสินใจที่ถูกต้องในระหว่างกระบวนการติดตั้ง
John Marcon, CBTE CBRE เพิ่งทำหน้าที่เป็นหัวหน้าวิศวกรรักษาการที่ Victory Television Network (VTN) ใน Little Rock, Arkansas เขามีประสบการณ์ 27 ปีในการออกอากาศทางวิทยุและโทรทัศน์และอุปกรณ์อื่น ๆ และยังเป็นอดีตครูสอนอิเล็กทรอนิกส์มืออาชีพ เขาเป็นวิศวกรออกอากาศและโทรทัศน์ที่ได้รับการรับรองจาก SBE พร้อมปริญญาตรีสาขาวิศวกรรมอิเล็กทรอนิกส์และการสื่อสาร
สำหรับรายงานดังกล่าวเพิ่มเติมและเพื่อติดตามข่าวสารล่าสุดเกี่ยวกับการวิเคราะห์คุณสมบัติและการวิเคราะห์โปรดลงทะเบียนสำหรับจดหมายข่าวของเราที่นี่
แม้ว่า FCC จะรับผิดชอบต่อความสับสนครั้งแรกสำนักสื่อยังคงมีคำเตือนที่จะออกให้ผู้รับใบอนุญาต
© 2021 Future Publishing Limited, Quay House, The Ambury, Bath Ba1 1ua สงวนลิขสิทธิ์ หมายเลขทะเบียน บริษัท อังกฤษและเวลส์ 2008885