Perlindungan kilat adalah aspek utama organisasi yang mengendalikan peralatan elektrik sensitif, terutamanya dalam industri penyiaran.Berkaitan dengan barisan pertahanan pertama terhadap kilat dan lonjakan voltan ialah sistem pembumian.Melainkan direka dan dipasang dengan betul, sebarang perlindungan lonjakan tidak akan berfungsi.
Salah satu tapak pemancar TV kami terletak di puncak gunung setinggi 900 kaki dan terkenal kerana mengalami lonjakan kilat.Saya baru-baru ini ditugaskan untuk menguruskan semua tapak pemancar kami;oleh itu, masalah itu disampaikan kepada saya.
Sambaran petir pada tahun 2015 menyebabkan bekalan elektrik terputus, dan penjana tidak berhenti beroperasi selama dua hari berturut-turut.Setelah diperiksa, saya mendapati fius pengubah utiliti telah pecah.Saya juga perasan bahawa paparan LCD suis pemindahan automatik (ATS) yang baru dipasang kosong.Kamera keselamatan rosak, dan program video daripada pautan gelombang mikro kosong.
Lebih memburukkan keadaan, apabila kuasa utiliti dipulihkan, ATS meletup.Untuk kami menyiarkan semula, saya terpaksa menukar ATS secara manual.Anggaran kerugian lebih daripada $5,000.
Secara misteri, pelindung lonjakan 480V tiga fasa LEA tidak menunjukkan tanda-tanda berfungsi sama sekali.Ini telah membangkitkan minat saya kerana ia sepatutnya melindungi semua peranti dalam tapak daripada kejadian sedemikian.Alhamdulillah, pemancarnya bagus.
Tiada dokumentasi untuk pemasangan sistem pembumian, jadi saya tidak dapat memahami sistem atau rod pembumian.Seperti yang dapat dilihat dari Rajah 1, tanah di tapak adalah sangat nipis, dan seluruh tanah di bawah diperbuat daripada batu Novaculite, seperti penebat berasaskan silika.Dalam rupa bumi ini, rod tanah biasa tidak akan berfungsi, saya perlu menentukan sama ada mereka telah memasang rod tanah kimia dan sama ada ia masih dalam hayat bergunanya.
Terdapat banyak sumber tentang pengukuran rintangan tanah di Internet.Untuk membuat ukuran ini, saya memilih meter rintangan tanah Fluke 1625, seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 2. Ia adalah peranti pelbagai fungsi yang boleh menggunakan hanya rod tanah atau menyambungkan rod tanah kepada sistem untuk pengukuran pembumian.Di samping itu, terdapat nota permohonan, yang boleh diikuti oleh orang ramai untuk mendapatkan hasil yang tepat.Ini adalah meter yang mahal, jadi kami menyewa satu untuk melakukan kerja itu.
Jurutera penyiaran terbiasa mengukur rintangan perintang, dan hanya sekali, kita akan mendapat nilai sebenar.Rintangan tanah adalah berbeza.Apa yang kita cari ialah rintangan yang akan diberikan oleh tanah sekeliling apabila arus lonjakan berlalu.
Saya menggunakan kaedah "penurunan potensi" semasa mengukur rintangan, yang teorinya dijelaskan dalam Rajah 1 dan Rajah 2. 3 hingga 5.
Dalam Rajah 3, terdapat rod tanah E dengan kedalaman tertentu dan cerucuk C dengan jarak tertentu dari rod tanah E. Punca voltan VS disambungkan antara kedua-duanya, yang akan menghasilkan arus E antara cerucuk C dan batang tanah.Menggunakan voltmeter, kita boleh mengukur voltan VM antara keduanya.Semakin dekat kita dengan E, semakin rendah voltan VM.VM adalah sifar pada rod tanah E. Sebaliknya, apabila kita mengukur voltan hampir dengan cerucuk C, VM menjadi tinggi.Pada ekuiti C, VM adalah sama dengan sumber voltan VS.Mengikut undang-undang Ohm, kita boleh menggunakan voltan VM dan arus C yang disebabkan oleh VS untuk mendapatkan rintangan tanah bagi kotoran sekeliling.
Dengan mengandaikan bahawa untuk tujuan perbincangan, jarak antara rod tanah E dan cerucuk C ialah 100 kaki, dan voltan diukur setiap 10 kaki dari rod tanah E ke cerucuk C. Jika anda memplot keputusan, lengkung rintangan sepatutnya kelihatan seperti Rajah 4.
Bahagian paling rata ialah nilai rintangan tanah, iaitu tahap pengaruh rod tanah.Di luar itu adalah sebahagian daripada bumi yang luas, dan arus lonjakan tidak akan lagi menembusi.Memandangkan impedans semakin tinggi dan lebih tinggi pada masa ini, ini boleh difahami.
Jika batang tanah adalah 8 kaki panjang, jarak cerucuk C biasanya ditetapkan kepada 100 kaki, dan bahagian rata lengkung adalah kira-kira 62 kaki.Butiran lanjut teknikal tidak boleh dibincangkan di sini, tetapi ia boleh didapati dalam nota permohonan yang sama daripada Fluke Corp.
Persediaan menggunakan Fluke 1625 ditunjukkan dalam Rajah 5. Meter rintangan pembumian 1625 mempunyai penjana voltan sendiri, yang boleh membaca nilai rintangan terus dari meter;tidak perlu mengira nilai ohm.
Membaca adalah bahagian yang mudah, dan bahagian yang sukar adalah memacu pancang voltan.Untuk mendapatkan bacaan yang tepat, rod tanah diputuskan dari sistem pembumian.Atas sebab keselamatan, kami memastikan bahawa tiada kemungkinan berlaku kilat atau pincang fungsi pada masa siap, kerana keseluruhan sistem terapung di atas tanah semasa proses pengukuran.
Rajah 6: Rod tanah XIT Sistem Lyncole.Wayar terputus yang ditunjukkan bukanlah penyambung utama sistem pembumian medan.Terutamanya disambungkan di bawah tanah.
Melihat sekeliling, saya menjumpai rod tanah (Rajah 6), yang sememangnya rod tanah kimia yang dihasilkan oleh Lyncole Systems.Batang tanah terdiri daripada lubang berdiameter 8 inci, 10 kaki yang diisi dengan campuran tanah liat khas yang dipanggil Lynconite.Di tengah-tengah lubang ini terdapat tiub tembaga berongga yang sama panjang dengan diameter 2 inci.Lynconite hibrid memberikan rintangan yang sangat rendah untuk rod tanah.Seseorang memberitahu saya bahawa dalam proses memasang rod ini, bahan letupan digunakan untuk membuat lubang.
Sebaik sahaja cerucuk voltan dan arus ditanam di dalam tanah, wayar disambungkan dari setiap cerucuk ke meter secara bergilir-gilir, di mana nilai rintangan dibaca.
Saya mendapat nilai rintangan tanah sebanyak 7 ohm, yang merupakan nilai yang baik.Kod Elektrik Kebangsaan memerlukan elektrod tanah menjadi 25 ohm atau kurang.Oleh kerana sifat peralatan yang sensitif, industri telekomunikasi biasanya memerlukan 5 ohm atau kurang.Loji industri besar lain memerlukan rintangan tanah yang lebih rendah.
Sebagai amalan, saya sentiasa mendapatkan nasihat dan pandangan daripada orang yang lebih berpengalaman dalam jenis kerja ini.Saya bertanya kepada Sokongan Teknikal Fluke tentang percanggahan dalam beberapa bacaan yang saya dapat.Mereka berkata bahawa kadangkala pancang mungkin tidak bersentuhan dengan tanah dengan baik (mungkin kerana batu itu keras).
Sebaliknya, Lyncole Ground Systems, pengeluar rod tanah, menyatakan bahawa kebanyakan bacaan adalah sangat rendah.Mereka mengharapkan bacaan yang lebih tinggi.Namun, apabila saya membaca artikel tentang rod tanah, perbezaan ini berlaku.Kajian yang mengambil ukuran setiap tahun selama 10 tahun mendapati 13-40% bacaan mereka berbeza dengan bacaan lain.Mereka juga menggunakan batang tanah yang sama yang kami gunakan.Oleh itu, adalah penting untuk melengkapkan beberapa bacaan.
Saya meminta kontraktor elektrik lain untuk memasang sambungan wayar tanah yang lebih kuat dari bangunan ke rod tanah untuk mengelakkan kecurian tembaga pada masa hadapan.Mereka juga melakukan satu lagi pengukuran rintangan tanah.Walau bagaimanapun, hujan turun beberapa hari sebelum mereka mengambil bacaan dan nilai yang mereka dapat adalah lebih rendah daripada 7 ohm (saya mengambil bacaan ketika ia sangat kering).Daripada keputusan ini, saya percaya rod tanah masih dalam keadaan baik.
Rajah 7: Periksa sambungan utama sistem pembumian.Walaupun sistem pembumian disambungkan ke rod tanah, pengapit boleh digunakan untuk memeriksa rintangan tanah.
Saya mengalihkan penekan lonjakan 480V ke satu titik dalam talian selepas pintu masuk perkhidmatan, di sebelah suis putus sambungan utama.Ia pernah berada di sudut bangunan.Setiap kali berlaku lonjakan kilat, lokasi baharu ini meletakkan penekan lonjakan di tempat pertama.Kedua, jarak antara ia dan rod tanah hendaklah sesingkat mungkin.Dalam susunan sebelum ini, ATS datang di hadapan segala-galanya dan sentiasa mendahului.Wayar tiga fasa yang disambungkan kepada penekan lonjakan dan sambungan tanahnya dibuat lebih pendek untuk mengurangkan impedans.
Saya kembali semula untuk menyiasat soalan pelik, kenapa surge suppressor tidak berfungsi apabila ATS meletup semasa lonjakan kilat.Kali ini, saya menyemak dengan teliti semua sambungan tanah dan neutral semua panel pemutus litar, penjana sandaran dan pemancar.
Saya mendapati bahawa sambungan tanah panel pemutus litar utama hilang!Di sinilah juga penekan lonjakan dan ATS dibumikan (jadi ini juga sebab mengapa penekan lonjakan tidak berfungsi).
Ia hilang kerana pencuri tembaga memutuskan sambungan ke panel sebelum ATS dipasang.Jurutera terdahulu membaiki semua wayar pembumian, tetapi mereka tidak dapat memulihkan sambungan pembumian ke panel pemutus litar.Wayar yang dipotong tidak mudah dilihat kerana ia terletak di bahagian belakang panel.Saya membetulkan sambungan ini dan menjadikannya lebih selamat.
ATS 480V tiga fasa baharu telah dipasang, dan tiga teras toroidal ferit Nautel digunakan pada input tiga fasa ATS untuk perlindungan tambahan.Saya memastikan bahawa kaunter penekan lonjakan juga berfungsi supaya kita tahu apabila peristiwa lonjakan berlaku.
Apabila musim ribut tiba, semuanya berjalan lancar dan ATS berjalan dengan baik.Bagaimanapun, fius pengubah tiang masih bertiup, tetapi kali ini ATS dan semua peralatan lain di dalam bangunan tidak lagi terjejas oleh lonjakan itu.
Kami meminta syarikat kuasa untuk memeriksa fius yang ditiup.Saya diberitahu bahawa tapak itu berada di penghujung perkhidmatan talian penghantaran tiga fasa, jadi ia lebih terdedah kepada masalah lonjakan.Mereka membersihkan tiang dan memasang beberapa peralatan baru di atas pengubah tiang (saya percaya ia juga sejenis penindas lonjakan), yang benar-benar menghalang fius daripada terbakar.Saya tidak tahu sama ada mereka melakukan perkara lain pada talian penghantaran, tetapi tidak kira apa yang mereka lakukan, ia berfungsi.
Semua ini berlaku pada tahun 2015, dan sejak itu, kami tidak menghadapi sebarang masalah berkaitan lonjakan voltan atau ribut petir.
Menyelesaikan masalah lonjakan voltan kadangkala tidak mudah.Penjagaan mesti diambil dan teliti untuk memastikan semua masalah diambil kira dalam pendawaian dan sambungan.Teori di sebalik sistem pembumian dan lonjakan kilat patut dipelajari.Adalah perlu untuk memahami sepenuhnya masalah pembumian satu titik, kecerunan voltan, dan potensi tanah meningkat semasa kerosakan untuk membuat keputusan yang betul semasa proses pemasangan.
John Marcon, CBTE CBRE, baru-baru ini berkhidmat sebagai Pemangku Ketua Jurutera di Victory Television Network (VTN) di Little Rock, Arkansas.Beliau mempunyai 27 tahun pengalaman dalam pemancar siaran radio dan televisyen serta peralatan lain, dan juga bekas guru elektronik profesional.Beliau ialah jurutera penyiaran dan penyiaran televisyen yang diperakui SBE dengan ijazah sarjana muda dalam kejuruteraan elektronik dan komunikasi.
Untuk lebih banyak laporan sedemikian, dan untuk mengikuti perkembangan semua berita, ciri dan analisis kami yang terkemuka di pasaran, sila daftar untuk surat berita kami di sini.
Walaupun FCC bertanggungjawab atas kekeliruan awal, Biro Media masih mempunyai amaran untuk dikeluarkan kepada pemegang lesen
© 2021 Future Publishing Limited, Quay House, The Ambury, Bath BA1 1UA.hak cipta terpelihara.Nombor pendaftaran syarikat England dan Wales 2008885.
Masa siaran: Jul-14-2021
