Ang proteksyon sa kidlat ay isang mahalagang aspeto ng mga organisasyong nagpapatakbo ng mga sensitibong kagamitang elektrikal, lalo na sa industriya ng pagsasahimpapawid.May kaugnayan sa unang linya ng depensa laban sa kidlat at boltahe surge ay ang grounding system.Maliban kung idinisenyo at na-install nang tama, hindi gagana ang anumang surge protection.
Matatagpuan ang isa sa aming mga site ng TV transmitter sa tuktok ng isang bundok na may taas na 900 talampakan at kilala sa mga dumaranas ng pag-alon ng kidlat.Kamakailan ay itinalaga akong pamahalaan ang lahat ng aming mga site ng transmitter;samakatuwid, ang problema ay ipinasa sa akin.
Ang isang kidlat noong 2015 ay nagdulot ng pagkawala ng kuryente, at ang generator ay hindi tumigil sa pagtakbo sa loob ng dalawang magkasunod na araw.Sa pag-inspeksyon, nakita kong pumutok ang utility transformer fuse.Napansin ko rin na blangko ang bagong naka-install na automatic transfer switch (ATS) LCD display.Nasira ang security camera, at blangko ang video program mula sa microwave link.
Ang masama pa nito, nang maibalik ang kuryente, sumabog ang ATS.Para makapag-re-air kami, napilitan akong magpalit ng ATS manually.Ang tinantyang pagkawala ay higit sa $5,000.
Mahiwaga, ang LEA three-phase 480V surge protector ay hindi nagpapakita ng mga palatandaan ng paggana.Napukaw nito ang aking interes dahil dapat nitong protektahan ang lahat ng device sa site mula sa mga ganitong insidente.Sa kabutihang palad, ang transmiter ay mabuti.
Walang dokumentasyon para sa pag-install ng grounding system, kaya hindi ko maintindihan ang system o ang grounding rod.Tulad ng makikita mula sa Figure 1, ang lupa sa site ay masyadong manipis, at ang natitirang bahagi ng lupa sa ibaba ay gawa sa Novaculite rock, tulad ng isang silica-based insulator.Sa terrain na ito, hindi gagana ang karaniwang mga ground rod, kailangan kong matukoy kung nag-install sila ng chemical ground rod at kung nasa loob pa rin ito ng kapaki-pakinabang na buhay nito.
Mayroong maraming mga mapagkukunan tungkol sa pagsukat ng paglaban sa lupa sa Internet.Upang gawin ang mga sukat na ito, pinili ko ang Fluke 1625 ground resistance meter, tulad ng ipinapakita sa Figure 2. Ito ay isang multifunctional na aparato na magagamit lamang ang ground rod o ikonekta ang ground rod sa system para sa pagsukat ng grounding.Bilang karagdagan dito, may mga tala sa aplikasyon, na madaling sundin ng mga tao upang makakuha ng tumpak na mga resulta.Mamahaling metro ito, kaya umupa kami para gawin ang trabaho.
Ang mga inhinyero ng broadcast ay nakasanayan na sa pagsukat ng paglaban ng mga resistors, at isang beses lamang, makukuha natin ang aktwal na halaga.Iba ang paglaban sa lupa.Ang hinahanap natin ay ang paglaban na ibibigay ng nakapalibot na lupa kapag pumasa ang surge current.
Ginamit ko ang paraan ng "potensyal na pagbaba" kapag sinusukat ang paglaban, ang teorya kung saan ay ipinaliwanag sa Figure 1 at Figure 2. 3 hanggang 5.
Sa Figure 3, mayroong isang ground rod E ng isang naibigay na lalim at isang pile C na may isang tiyak na distansya mula sa ground rod E. Ang boltahe source VS ay konektado sa pagitan ng dalawa, na bubuo ng isang kasalukuyang E sa pagitan ng pile C at ang pamalo sa lupa.Gamit ang isang voltmeter, masusukat natin ang boltahe VM sa pagitan ng dalawa.Kung mas malapit tayo sa E, mas mababa ang boltahe ng VM.Ang VM ay zero sa ground rod E. Sa kabilang banda, kapag sinukat natin ang boltahe malapit sa pile C, nagiging mataas ang VM.Sa equity C, ang VM ay katumbas ng boltahe na pinagmumulan ng VS.Kasunod ng batas ng Ohm, maaari nating gamitin ang boltahe na VM at ang kasalukuyang C na dulot ng VS upang makuha ang ground resistance ng nakapalibot na dumi.
Ipagpalagay na para sa kapakanan ng talakayan, ang distansya sa pagitan ng ground rod E at pile C ay 100 talampakan, at ang boltahe ay sinusukat bawat 10 talampakan mula sa ground rod E hanggang sa pile C. Kung i-plot mo ang mga resulta, ang resistance curve ay dapat magmukhang Figure 4.
Ang flattest na bahagi ay ang halaga ng ground resistance, na kung saan ay ang antas ng impluwensya ng ground rod.Higit pa doon ay bahagi ng malawak na lupa, at hindi na tatagos ang mga alon ng alon.Isinasaalang-alang na ang impedance ay nagiging mas mataas at mas mataas sa oras na ito, ito ay naiintindihan.
Kung ang ground rod ay 8 talampakan ang haba, ang distansya ng pile C ay karaniwang nakatakda sa 100 talampakan, at ang patag na bahagi ng kurba ay humigit-kumulang 62 talampakan.Hindi masasaklaw dito ang higit pang mga teknikal na detalye, ngunit makikita ang mga ito sa parehong tala ng aplikasyon mula sa Fluke Corp.
Ang setup gamit ang Fluke 1625 ay ipinapakita sa Figure 5. Ang 1625 grounding resistance meter ay may sariling boltahe generator, na maaaring basahin ang resistance value nang direkta mula sa meter;hindi na kailangang kalkulahin ang halaga ng ohm.
Ang pagbabasa ay ang madaling bahagi, at ang mahirap na bahagi ay ang pagmamaneho ng boltahe na pusta.Upang makakuha ng tumpak na pagbabasa, ang ground rod ay hindi nakakonekta mula sa grounding system.Para sa mga kadahilanang pangkaligtasan, tinitiyak namin na walang posibilidad ng kidlat o malfunction sa oras ng pagkumpleto, dahil ang buong sistema ay lumulutang sa lupa sa panahon ng proseso ng pagsukat.
Larawan 6: Lyncole System XIT ground rod.Ang nakadiskonektang wire na ipinapakita ay hindi ang pangunahing connector ng field grounding system.Pangunahing konektado sa ilalim ng lupa.
Sa pagtingin sa paligid, nakita ko ang ground rod (Figure 6), na talagang isang kemikal na ground rod na ginawa ng Lyncole Systems.Ang ground rod ay binubuo ng 8-inch diameter, 10-foot hole na puno ng espesyal na clay mixture na tinatawag na Lynconite.Sa gitna ng butas na ito ay isang guwang na tubo ng tanso na may parehong haba na may diameter na 2 pulgada.Ang hybrid na Lynconite ay nagbibigay ng napakababang resistensya para sa ground rod.May nagsabi sa akin na sa proseso ng pag-install ng baras na ito, ang mga pampasabog ay ginamit upang gumawa ng mga butas.
Sa sandaling ang boltahe at kasalukuyang mga pile ay itinanim sa lupa, isang wire ay konektado mula sa bawat pile sa metro sa turn, kung saan ang halaga ng pagtutol ay binabasa.
Nakakuha ako ng ground resistance value na 7 ohms, na isang magandang halaga.Ang National Electrical Code ay nangangailangan ng ground electrode na 25 ohms o mas mababa.Dahil sa sensitibong katangian ng kagamitan, ang industriya ng telekomunikasyon ay karaniwang nangangailangan ng 5 ohms o mas kaunti.Ang iba pang malalaking pang-industriya na halaman ay nangangailangan ng mas mababang resistensya sa lupa.
Bilang kasanayan, palagi akong humihingi ng payo at mga insight mula sa mga taong mas may karanasan sa ganitong uri ng trabaho.Tinanong ko ang Fluke Technical Support tungkol sa mga pagkakaiba sa ilan sa mga nabasa kong nakuha.Sinabi nila na kung minsan ang mga pusta ay maaaring hindi makipag-ugnayan nang maayos sa lupa (marahil ay matigas ang bato).
Sa kabilang banda, sinabi ng Lyncole Ground Systems, ang tagagawa ng ground rods, na karamihan sa mga pagbabasa ay napakababa.Inaasahan nila ang mas mataas na pagbabasa.Gayunpaman, kapag nagbasa ako ng mga artikulo tungkol sa mga ground rod, nangyayari ang pagkakaibang ito.Ang isang pag-aaral na nagsagawa ng mga sukat bawat taon sa loob ng 10 taon ay natagpuan na ang 13-40% ng kanilang mga pagbabasa ay naiiba sa iba pang mga pagbabasa.Ginamit din nila ang parehong ground rods na ginamit namin.Samakatuwid, mahalagang kumpletuhin ang maramihang pagbabasa.
Hiniling ko sa isa pang kontratista ng kuryente na mag-install ng mas malakas na koneksyon sa ground wire mula sa gusali patungo sa ground rod upang maiwasan ang pagnanakaw ng tanso sa hinaharap.Nagsagawa rin sila ng isa pang pagsukat ng paglaban sa lupa.Gayunpaman, umulan ng ilang araw bago nila kinuha ang pagbabasa at ang halaga na nakuha nila ay mas mababa pa sa 7 ohms (kinuha ko ang pagbabasa kapag ito ay tuyo na tuyo).Mula sa mga resultang ito, naniniwala ako na ang ground rod ay nasa mabuting kondisyon pa rin.
Figure 7: Suriin ang mga pangunahing koneksyon ng grounding system.Kahit na nakakonekta ang grounding system sa ground rod, maaaring gumamit ng clamp para suriin ang ground resistance.
Inilipat ko ang 480V surge suppressor sa isang punto sa linya pagkatapos ng pasukan ng serbisyo, sa tabi ng pangunahing disconnect switch.Dati ay nasa isang sulok ito ng gusali.Sa tuwing may kidlat, inuuna ng bagong lokasyong ito ang surge suppressor sa unang lugar.Pangalawa, ang distansya sa pagitan nito at ng ground rod ay dapat na maikli hangga't maaari.Sa naunang pag-aayos, ang ATS ay nauna sa lahat at laging nangunguna.Ang mga three-phase wire na konektado sa surge suppressor at ang ground connection nito ay ginagawang mas maikli para mabawasan ang impedance.
Bumalik ulit ako para imbestigahan ang isang kakaibang tanong, bakit hindi gumana ang surge suppressor noong sumabog ang ATS sa panahon ng lightning surge.Sa pagkakataong ito, masusing sinuri ko ang lahat ng ground at neutral na koneksyon ng lahat ng mga panel ng circuit breaker, backup generator, at transmitter.
Natagpuan ko na ang koneksyon sa lupa ng pangunahing panel ng circuit breaker ay nawawala!Dito rin naka-ground ang surge suppressor at ATS (kaya ito rin ang dahilan kung bakit hindi gumagana ang surge suppressor).
Nawala ito dahil pinutol ng magnanakaw na tanso ang koneksyon sa panel minsan bago na-install ang ATS.Inayos ng mga naunang inhinyero ang lahat ng mga wire sa lupa, ngunit hindi nila naibalik ang koneksyon sa lupa sa panel ng circuit breaker.Ang cut wire ay hindi madaling makita dahil ito ay nasa likod ng panel.Inayos ko ang koneksyong ito at ginawa itong mas secure.
Isang bagong three-phase 480V ATS ang na-install, at tatlong Nautel ferrite toroidal core ang ginamit sa three-phase input ng ATS para sa karagdagang proteksyon.Sinisigurado kong gumagana din ang surge suppressor counter para malaman natin kapag may nangyaring surge event.
Nang dumating ang panahon ng bagyo, naging maayos ang lahat at maayos ang takbo ng ATS.Gayunpaman, umiihip pa rin ang pole transformer fuse, ngunit sa pagkakataong ito ang ATS at lahat ng iba pang kagamitan sa gusali ay hindi na apektado ng surge.
Hinihiling namin sa kumpanya ng kuryente na suriin ang pumutok na fuse.Sinabi sa akin na ang site ay nasa dulo ng serbisyo ng three-phase transmission line, kaya mas madaling kapitan ng mga problema sa surge.Nilinis nila ang mga poste at nag-install ng ilang bagong kagamitan sa ibabaw ng mga transformer ng poste (naniniwala ako na sila rin ay isang uri ng surge suppressor), na talagang pumigil sa pagsunog ng fuse.Hindi ko alam kung gumawa sila ng iba pang mga bagay sa linya ng paghahatid, ngunit kahit anong gawin nila, gumagana ito.
Nangyari ang lahat ng ito noong 2015, at mula noon, hindi na kami nakakaranas ng anumang mga problema na may kaugnayan sa mga boltahe na surge o thunderstorm.
Ang paglutas ng mga problema sa boltahe surge ay minsan hindi madali.Ang pangangalaga ay dapat gawin at lubusan upang matiyak na ang lahat ng mga problema ay isinasaalang-alang sa mga kable at koneksyon.Ang teorya sa likod ng mga grounding system at kidlat na surge ay sulit na pag-aralan.Ito ay kinakailangan upang lubos na maunawaan ang mga problema ng single-point grounding, boltahe gradients, at ground potential rises sa panahon ng faults upang makagawa ng mga tamang desisyon sa panahon ng proseso ng pag-install.
Si John Marcon, CBTE CBRE, ay nagsilbi kamakailan bilang Acting Chief Engineer sa Victory Television Network (VTN) sa Little Rock, Arkansas.Siya ay may 27 taong karanasan sa mga radio at television broadcast transmitters at iba pang kagamitan, at isa ring dating propesyonal na guro ng electronics.Siya ay isang SBE-certified broadcast at television broadcast engineer na may bachelor's degree sa electronics at communications engineering.
Para sa higit pang mga naturang ulat, at upang manatiling napapanahon sa lahat ng aming nangunguna sa merkado na balita, tampok at pagsusuri, mangyaring mag-sign up para sa aming newsletter dito.
Bagama't ang FCC ang may pananagutan sa unang pagkalito, may babala pa rin ang Media Bureau na ibibigay sa may lisensya
© 2021 Future Publishing Limited, Quay House, The Ambury, Bath BA1 1UA.lahat ng karapatan ay nakalaan.Numero ng pagpaparehistro ng kumpanya ng England at Wales 2008885.
Oras ng post: Hul-14-2021
