Bảo vệ sét là một khía cạnh chính của các tổ chức vận hành thiết bị điện nhạy cảm, đặc biệt là trong ngành phát sóng. Liên quan đến tuyến phòng thủ đầu tiên chống lại sét và tăng điện áp là hệ thống nối đất. Trừ khi được thiết kế và cài đặt chính xác, bất kỳ bảo vệ đột biến sẽ không hoạt động.
Một trong những địa điểm máy phát TV của chúng tôi nằm trên đỉnh núi cao 900 feet và được biết đến với việc trải qua những tia sét. Gần đây tôi đã được chỉ định để quản lý tất cả các trang web máy phát của chúng tôi; Do đó, vấn đề đã được truyền lại cho tôi.
Một cuộc tấn công sét vào năm 2015 đã gây ra mất điện và máy phát điện đã không ngừng chạy trong hai ngày liên tiếp. Khi kiểm tra, tôi thấy rằng cầu chì máy biến áp tiện ích đã bị thổi bay. Tôi cũng nhận thấy rằng màn hình LCD chuyển bộ chuyển đổi tự động (ATS) mới được cài đặt trống. Camera bảo mật bị hỏng và chương trình video từ liên kết lò vi sóng trống.
Để làm cho vấn đề tồi tệ hơn, khi sức mạnh tiện ích được khôi phục, ATS bùng nổ. Để chúng tôi phát sóng lại, tôi buộc phải chuyển ATS theo cách thủ công. Khoản lỗ ước tính là hơn 5.000 đô la.
Một cách bí ẩn, bộ bảo vệ đột biến ba pha LEA 480V cho thấy không có dấu hiệu hoạt động nào cả. Điều này đã làm tăng sự quan tâm của tôi vì nó sẽ bảo vệ tất cả các thiết bị trong trang web khỏi những sự cố như vậy. Rất may, máy phát là tốt.
Không có tài liệu để cài đặt hệ thống nối đất, vì vậy tôi không thể hiểu hệ thống hoặc thanh nối đất. Như có thể thấy trong Hình 1, đất tại chỗ rất mỏng và phần còn lại của mặt đất bên dưới được làm bằng đá Novaculite, giống như một chất cách điện dựa trên silica. Trong địa hình này, các thanh mặt đất thông thường sẽ không hoạt động, tôi cần xác định xem chúng có lắp đặt một thanh mặt đất hóa học hay không và liệu nó có còn trong cuộc sống hữu ích của nó hay không.
Có rất nhiều tài nguyên về đo lường sức đề kháng mặt đất trên internet. Để thực hiện các phép đo này, tôi đã chọn đồng hồ đo điện trở mặt đất của Fluke 1625, như trong Hình 2. Đây là một thiết bị đa chức năng chỉ có thể sử dụng thanh đất hoặc kết nối thanh đất với hệ thống để đo đất. Thêm vào đó, có các ghi chú ứng dụng, mà mọi người có thể dễ dàng làm theo để có được kết quả chính xác. Đây là một đồng hồ đo đắt tiền, vì vậy chúng tôi đã thuê một để thực hiện công việc.
Các kỹ sư phát sóng đã quen với việc đo điện trở của điện trở, và chỉ một lần, chúng ta sẽ nhận được giá trị thực tế. Điện trở mặt đất là khác nhau. Những gì chúng tôi đang tìm kiếm là sự kháng cự mà mặt đất xung quanh sẽ cung cấp khi dòng điện tăng vọt.
Tôi đã sử dụng phương pháp giảm tiềm năng của người Viking khi đo điện trở, lý thuyết được giải thích trong Hình 1 và Hình 2. 3 đến 5.
Trong Hình 3, có một thanh mặt đất E có độ sâu nhất định và một cọc C với khoảng cách nhất định từ thanh đất E. Nguồn điện áp VS được kết nối giữa hai thanh mặt đất. Sử dụng một vôn kế, chúng ta có thể đo VM điện áp giữa hai. Chúng ta càng gần E, VM điện áp càng thấp. VM bằng 0 ở thanh mặt đất E. Mặt khác, khi chúng ta đo điện áp gần với cọc C, VM trở nên cao. Tại vốn chủ sở hữu C, VM bằng với nguồn điện áp Vs. Theo luật của OHM, chúng ta có thể sử dụng VM điện áp và dòng C gây ra bởi VS để có được điện trở mặt đất của bụi bẩn xung quanh.
Giả sử rằng vì lợi ích của cuộc thảo luận, khoảng cách giữa thanh đất E và cọc C là 100 feet và điện áp được đo cứ sau 10 feet từ thanh đất đến cọc C. Nếu bạn vẽ kết quả, đường cong điện trở sẽ giống như hình 4.
Phần phẳng nhất là giá trị của điện trở mặt đất, đó là mức độ ảnh hưởng của thanh đất. Ngoài đó là một phần của trái đất rộng lớn, và dòng điện đột biến sẽ không còn xâm nhập. Xem xét rằng trở kháng ngày càng cao hơn vào thời điểm này, điều này là điều dễ hiểu.
Nếu thanh đất dài 8 feet, khoảng cách của cọc C thường được đặt thành 100 feet và phần phẳng của đường cong là khoảng 62 feet. Nhiều chi tiết kỹ thuật không thể được đề cập ở đây, nhưng chúng có thể được tìm thấy trong cùng một ghi chú ứng dụng từ Fluke Corp.
Thiết lập sử dụng Fluke 1625 được hiển thị trong Hình 5. Máy đo điện trở nối đất 1625 có bộ tạo điện áp riêng, có thể đọc giá trị điện trở trực tiếp từ đồng hồ đo; Không cần tính giá trị OHM.
Đọc là phần dễ dàng, và phần khó khăn là thúc đẩy các cổ phần điện áp. Để có được một cách đọc chính xác, thanh mặt đất bị ngắt kết nối với hệ thống nối đất. Vì lý do an toàn, chúng tôi đảm bảo rằng không có khả năng sét hoặc trục trặc tại thời điểm hoàn thành, bởi vì toàn bộ hệ thống đang nổi trên mặt đất trong quá trình đo.
Hình 6: Hệ thống Lyncole XIT Ground Rod. Dây bị ngắt kết nối không phải là đầu nối chính của hệ thống nối đất trường. Chủ yếu kết nối dưới lòng đất.
Nhìn xung quanh, tôi tìm thấy thanh đất (Hình 6), thực sự là một thanh mặt đất hóa học được sản xuất bởi các hệ thống Lyncole. Thanh đất bao gồm một đường kính 8 inch, lỗ 10 feet chứa đầy hỗn hợp đất sét đặc biệt gọi là lynconite. Ở giữa lỗ này là một ống đồng rỗng có cùng chiều dài với đường kính 2 inch. Lynconite lai cung cấp điện trở rất thấp cho thanh đất. Có người nói với tôi rằng trong quá trình cài đặt thanh này, chất nổ đã được sử dụng để tạo ra các lỗ hổng.
Khi điện áp và các cọc hiện tại được cấy vào mặt đất, một dây được kết nối từ mỗi cọc đến máy đo lần lượt, trong đó giá trị điện trở được đọc.
Tôi có một giá trị điện trở mặt đất là 7 ohms, đó là một giá trị tốt. Mã điện quốc gia yêu cầu điện cực mặt đất phải từ 25 ohms trở xuống. Do tính chất nhạy cảm của thiết bị, ngành công nghiệp viễn thông thường yêu cầu 5 ohm trở xuống. Các nhà máy công nghiệp lớn khác đòi hỏi phải có điện trở đất thấp hơn.
Như một thực tế, tôi luôn tìm kiếm lời khuyên và hiểu biết từ những người có kinh nghiệm hơn trong loại công việc này. Tôi đã hỏi sự hỗ trợ kỹ thuật của Fluke về sự khác biệt trong một số bài đọc tôi nhận được. Họ nói rằng đôi khi các cổ phần có thể không liên lạc tốt với mặt đất (có lẽ vì đá rất khó).
Mặt khác, Lyncole Ground Systems, nhà sản xuất thanh mặt đất, tuyên bố rằng hầu hết các bài đọc đều rất thấp. Họ mong đợi các bài đọc cao hơn. Tuy nhiên, khi tôi đọc các bài viết về thanh đất, sự khác biệt này xảy ra. Một nghiên cứu đã thực hiện các phép đo mỗi năm trong 10 năm cho thấy 13-40% số bài đọc của họ khác với các bài đọc khác. Họ cũng sử dụng cùng một thanh đất chúng tôi đã sử dụng. Do đó, điều quan trọng là hoàn thành nhiều bài đọc.
Tôi đã yêu cầu một nhà thầu điện khác cài đặt kết nối dây mặt đất mạnh hơn từ tòa nhà đến thanh mặt đất để ngăn chặn hành vi trộm cắp đồng trong tương lai. Họ cũng thực hiện một phép đo kháng đất khác. Tuy nhiên, trời mưa vài ngày trước khi họ đọc và giá trị họ nhận được thậm chí còn thấp hơn 7 ohms (tôi đã đọc khi nó rất khô). Từ những kết quả này, tôi tin rằng thanh đất vẫn còn trong tình trạng tốt.
Hình 7: Kiểm tra các kết nối chính của hệ thống nối đất. Ngay cả khi hệ thống nối đất được kết nối với thanh mặt đất, một kẹp có thể được sử dụng để kiểm tra điện trở mặt đất.
Tôi đã di chuyển bộ triệt tăng 480V đến một điểm trong dòng sau lối vào dịch vụ, bên cạnh công tắc ngắt kết nối chính. Nó từng ở trong một góc của tòa nhà. Bất cứ khi nào có một tia sét tăng, vị trí mới này đặt bộ triệt chống tăng tốc ở nơi đầu tiên. Thứ hai, khoảng cách giữa nó và thanh đất phải càng ngắn càng tốt. Trong sự sắp xếp trước đó, ATS đã đến trước tất cả mọi thứ và luôn dẫn đầu. Các dây ba pha được kết nối với bộ triệt đột biến và kết nối mặt đất của nó được thực hiện ngắn hơn để giảm trở kháng.
Tôi đã quay lại một lần nữa để điều tra một câu hỏi kỳ lạ, tại sao bộ ngăn chặn tăng đột biến không hoạt động khi ATS phát nổ trong quá trình tăng sét. Lần này, tôi đã kiểm tra triệt để tất cả các kết nối mặt đất và trung tính của tất cả các bảng ngắt mạch, máy phát dự phòng và máy phát.
Tôi thấy rằng kết nối mặt đất của bảng ngắt mạch chính bị thiếu! Đây cũng là nơi mà bộ ức chế tăng đột biến và ATS được nối đất (vì vậy đây cũng là lý do tại sao bộ ngăn chặn tăng đột biến không hoạt động).
Nó đã bị mất vì một tên trộm đồng cắt kết nối với bảng điều khiển đôi khi trước khi ATS được cài đặt. Các kỹ sư trước đây đã sửa chữa tất cả các dây nối đất, nhưng họ không thể khôi phục kết nối mặt đất với bảng điều khiển bộ ngắt mạch. Dây cắt không dễ thấy vì nó ở mặt sau của bảng điều khiển. Tôi đã sửa kết nối này và làm cho nó an toàn hơn.
Một ATS ba pha mới 480V đã được cài đặt và ba lõi hình xuyến ferrite Nautel đã được sử dụng ở đầu vào ba pha của ATS để bảo vệ thêm. Tôi đảm bảo rằng bộ đếm triệt tiêu Surge cũng hoạt động để chúng ta biết khi nào một sự kiện đột biến xảy ra.
Khi mùa bão đến, mọi thứ diễn ra tốt đẹp và ATS đang chạy tốt. Tuy nhiên, cầu chì máy biến áp cực vẫn bị thổi, nhưng lần này, ATS và tất cả các thiết bị khác trong tòa nhà không còn bị ảnh hưởng bởi sự gia tăng.
Chúng tôi yêu cầu công ty điện kiểm tra cầu chì bị thổi. Tôi đã được thông báo rằng trang web nằm ở cuối dịch vụ đường truyền ba pha, vì vậy nó dễ bị các vấn đề tăng vọt. Họ đã làm sạch các cột và lắp đặt một số thiết bị mới trên đỉnh của máy biến áp cực (tôi tin rằng chúng cũng là một loại triệt tiêu tăng đột biến), điều này thực sự ngăn chặn cầu chì bị đốt cháy. Tôi không biết liệu họ có làm những việc khác trên đường truyền không, nhưng bất kể họ làm gì, nó hoạt động.
Tất cả những điều này đã xảy ra vào năm 2015, và kể từ đó, chúng tôi đã không gặp phải bất kỳ vấn đề nào liên quan đến tăng điện áp hoặc giông bão.
Giải quyết các vấn đề tăng áp điện áp đôi khi không dễ dàng. Phải cẩn thận và kỹ lưỡng để đảm bảo rằng tất cả các vấn đề được tính đến trong hệ thống dây điện và kết nối. Lý thuyết đằng sau các hệ thống nối đất và sự gia tăng sét là đáng để nghiên cứu. Cần phải hiểu đầy đủ các vấn đề về nối đất một điểm, độ dốc điện áp và tiềm năng tăng lên trong các lỗi để đưa ra quyết định đúng đắn trong quá trình cài đặt.
John Marcon, CBTE CBRE, gần đây đã từng là Kỹ sư trưởng diễn xuất tại Mạng truyền hình Victory (VTN) tại Little Rock, Arkansas. Ông có 27 năm kinh nghiệm trong các máy phát phát sóng và truyền hình và các thiết bị khác, và cũng là một cựu giáo viên điện tử chuyên nghiệp. Ông là một kỹ sư phát sóng và phát sóng truyền hình được chứng nhận SBE với bằng Cử nhân Kỹ thuật Điện tử và Truyền thông.
Để biết thêm các báo cáo như vậy, và để cập nhật tất cả các tin tức, tính năng và phân tích hàng đầu thị trường của chúng tôi, vui lòng đăng ký nhận bản tin của chúng tôi tại đây.
Mặc dù FCC chịu trách nhiệm cho sự nhầm lẫn ban đầu, văn phòng truyền thông vẫn có cảnh báo được đưa ra cho người được cấp phép
© 2021 Tương lai xuất bản Limited, Quay House, The Ambury, Bath BA1 1UA. Tất cả quyền được bảo lưu. Số đăng ký của Công ty Anh và Wales 2008885.
Thời gian đăng: Tháng 7-14-2021
