Заземление

[ut4ubz]

https://www.radioworld.com/tech-and-gear/tech-tips/some-down-to-earth-tips-on-grounding

Несколько практических советов по заземлению

Правильная схема имеет большое значение для сведения к минимуму ущерба от молнии.

Стив Уокер ⋅

Опубликовано: 5 апреля 2023 г.

Автор — технический инженер компании Wheatstone Corp.

Не проходит и недели, чтобы в отдел технической поддержки Wheatstone не поступило хотя бы одного звонка от клиента, у которого возникли проблемы с оборудованием из-за удара молнии или скачка напряжения.

Хотя полностью устранить ущерб, вызванный такими электрическими событиями, как эти, может быть невозможно, есть некоторые передовые методы, которые вы можете реализовать в своей новой студии (или даже в существующем помещении), которые могут свести к минимуму вероятность появления консолей или другого аудиооборудования. разрушаются электромагнитным импульсом, возникающим в результате этих событий.

Молнии и скачки напряжения создают кратковременные, но сильные перенапряжения в ваших электрических системах, которые могут повредить чувствительное оборудование. Замена или ремонт оборудования может быть дорогостоящим, но может показаться минимальным по сравнению с потерей дохода, если вас отключат от эфира.

Вот несколько вещей, которые вы можете сделать, чтобы защитить свое оборудование и сохранить свои станции в эфире.

Используйте ИБП

Источник бесперебойного питания может иметь большое значение для защиты вашего вещательного оборудования от скачков напряжения. Дополнительным преимуществом этого устройства является то, что оно позволяет вам работать даже во время кратковременных отключений питания.

Вы можете защитить каждую студию и зону TOC, установив небольшие блоки ИБП для питания каждого кластера критически важного оборудования, но если блоки разбросаны по всему предприятию, это означает, что вам необходимо иметь стратегию, обеспечивающую регулярную замену батарей в этих блоках. прежде чем они начнут портиться. Убедитесь, что все используемые вами ИБП питают нагрузку от батарей, изолируя ваше оборудование от сети переменного тока.

Лучшим, хотя и более дорогим вариантом была бы большая система ИБП, которая может питать весь ваш TOC и студийное ядро. Это проще всего реализовать, когда вы планируете строительство, и, возможно, его стоит представить лицам, принимающим решения, как необходимую и неотъемлемую часть вашего нового предприятия.

Реализовать стратегию

ИБП сами по себе являются лишь частью решения. Хорошая схема заземления может иметь большое значение для защиты вашего дорогого студийного оборудования от разрушительной силы, которую таит в себе каждая гроза, которая обрушивается на вас.

Джефф Кит из Wheatstone говорит: «Заземление на вещательном объекте — это в большей или меньшей степени наука. Но есть несколько довольно хороших основных правил (каламбур)». Вот несколько его предложений:

Используйте одноточечное заземление, также называемое «звездной» системой заземления, потому что все возвращается, насколько это возможно, к одной точке заземления. См. рис. 1.

Рис. 1: Одноточечная схема заземления «звезда» в большинстве случаев обеспечивает наилучшую защиту.

 

«Наихудшее из возможных условий — перенапряжения имеют более одного пункта назначения, потому что это обычно означает, что какая-то часть вещательного оборудования находится «посередине», — говорит Джефф.

«Временная (связанная с перенапряжением) разница в напряжении между сетью переменного тока и аудиоземлей является причиной большинства сбоев, которые мы наблюдаем здесь, в Уитстоне. Всплеск в тысячу ампер через ом земли вызывает падение напряжения в киловольт».

Кроме того, вы захотите использовать большой проводник для заземления. Может быть непросто протянуть медный проводник 2/0 или 3/0 через кабельные каналы вашего дома, но преимущества правильно спроектированной системы заземления окупятся большими дивидендами в первый раз, когда удар молнии обнаружит, что это самый простой путь через вашу систему. находится прямо на земле. (В местах расположения передатчиков вы, вероятно, захотите использовать заземляющие ленты шириной не менее 2–4 дюймов из-за сильных радиочастотных полей.)

«Сегодня у нас также есть экранированные сетевые кабели, так что есть еще один «провод», который нужно учитывать. И даже несмотря на то, что сетевые интерфейсы соединены с трансформатором, эти трансформаторы представляют собой крошечные ребята с небольшим «зазором» для удара от 10 до 20 кВ. Я видел случаи, когда входящий импульс перескакивал прямо через трансформатор и попадал в кремниевые кишки Ethernet-коммутатора, и да, волшебный дым выходил наружу».

Не пренебрегайте надлежащим заземлением и соединением в студии. Тот факт, что у вас может не быть 1500-футовой башни на заднем дворе, не означает, что вы невосприимчивы к урону от молнии. Проведите свое исследование и потратьте время и деньги, необходимые для внедрения хорошей системы заземления в вашей студии — будь то новое здание или существующий завод — а также места расположения ваших передатчиков, чтобы защитить ваши инвестиции и потоки доходов.

Планируете сборку?

При строительстве объекта с нуля у вас есть разовая возможность создать лучшую наземную систему, на которую вы способны.

Мы спросили Джереми Хьюитта, старшего системного инженера Inrush Broadcast Services, что он думает о заземлении объектов. Он рекомендует полигон Уфер для новых объектов.

«Земля Ufer обычно состоит из стального арматурного стержня (арматуры), непосредственно встроенного в бетон. Он должен быть не менее 20 футов в длину, но не обязательно должен быть непрерывным. Если он не является непрерывным, допускается его соединение вязальной проволокой, сваркой или экзотермической сваркой. Альтернативным способом создания заземления Ufer может быть встраивание в бетон оголенного медного провода 4 AWG».

На рис. 2 показана площадка Ufer на радиовещательной станции. Наземная система Ufer названа в честь Герберта Уфера, бывшего консультанта армии США. Ему было поручено создать эффективное и относительно недорогое средство заземления хранилищ бомб в Аризоне.

Рис. 2: Земля Уфера на радиовещательной станции. (Произнесите «Ю-фер».)

Из-за сухости почвы заземляющий стержень мог иметь длину 100 футов, чтобы соответствовать требованиям низкого сопротивления, что было нерентабельно или непрактично.

«Чтобы грунт Ufer был эффективным, — говорит Джереми Хьюитт, — бетон должен оставаться в прямом контакте с землей. Это означает, что под плиту или фундамент нельзя укладывать пароизоляцию или теплоизоляцию. Как правило, заземление Ufer создает сопротивление относительно земли от 2 до 5 Ом».

Оптимизация для существующего здания

Конечно, метод заземления Ufer практичен только в том случае, если он установлен как часть новой установки.

Вместо заземления Ufer можно использовать несколько заземляющих стержней, чтобы гарантировать сохранение пути к земле с низким сопротивлением. Заземляющие стержни должны быть вбиты в почву не менее чем на 8 футов, за исключением случаев, когда это невозможно из-за столкновения с камнем.

Заземляющее кольцо, в котором не менее 20 футов оголенного медного провода (2 AWG или больше) окружает конструкцию и находится в прямом контакте с землей, является еще одним вариантом обеспечения пути к земле с низким сопротивлением.

Независимо от типа заземляющего электрода сопротивление между электродом и землей не должно быть более 5 Ом. Если для этого используется несколько заземляющих стержней, расстояние между ними должно составлять половину длины самого длинного заземляющего стержня для максимальной эффективности. Если для снижения сопротивления используется несколько заземляющих электродов, их следует соединить вместе. Кроме того, должно быть общее соединение, где все электрические системы соединены вместе, чтобы гарантировать, что между системами не может быть создан потенциал.

Без подходящего заземления объекта с низким сопротивлением вполне вероятно, что переходный процесс молнии создаст потенциал, достаточно высокий, чтобы сделать любую встроенную защиту от переходных процессов неэффективной.

В идеале эффективная система заземления предприятия должна использоваться в сочетании с общим устройством защиты от перенапряжения, чтобы для устройства защиты от перенапряжения создавался путь разряда с низким сопротивлением.

Оставайтесь на земле

Заземление для вашей студии или передатчика никогда не должно быть запоздалой мыслью. У вас есть высокотехнологичное аудио-, видео- и радиооборудование стоимостью в сотни тысяч долларов, защита которого зависит от надежной защиты. Удары молнии и скачки напряжения являются фактами инженерной жизни, и как инженер, проектирующий объект, вы должны убедиться, что потенциально опасный ток имеет лучший выбор, куда направиться, когда дело доходит до визита, чем прямо в ваше дорогое оборудование.

[ut4ubz]

https://www.radioworld.com/tech-and-gear/tech-tips/shocker-its-time-to-prepare-for-lightning-season

Шокер! Пора готовиться к грозовому сезону

Что входит в ваш контрольный список молниезащиты?

Крис Александр

 

 

Опубликовано: 27 апреля 2023 г.

 

Пару лет назад на этих страницах я рассказал историю о самом страшном повреждении передатчика молнией, которое я когда-либо видел.

В разгар зимы в Мичигане молния ударила в 500-футовую башню нашей Детройтской FM-станции. Он спустился по башне, проследовал по линии передачи внутри к передатчику, затем пересек шасси передатчика в поисках пути к земле. Было обнаружено несколько, один из которых был через подключение к передатчику переменного тока, испарив все 14 держателей предохранителей, установленных на передней части шкафа источника питания передатчика Continental.

Как я уже говорил вам тогда, это событие с молнией показало нам разорванный заземляющий ремень, который должен был безопасно отводить энергию от этого удара в землю и от нашего оборудования. Это научило меня делать проверку наземных соединений, особенно на основаниях мачт и в точках ввода линий электропередач, частью регулярного осмотра объекта.

С тех пор эти проверки выявили украденные заземляющие проводники и заземляющие шины на объектах. К счастью, мы нашли проблемы до того, как произошло что-то ужасное в каждом случае.

Это здесь!

Я упоминаю об этом снова по нескольким причинам.

Во-первых, в северном полушарии наступает «сезон гроз». Весна имеет тенденцию приносить грозы во многих частях нашей страны. У нас большая часть суровой погоды приходится на середину лета, где я живу в районе Скалистых гор. Но везде, где вы звоните домой, приход весны является хорошим напоминанием о проверке заземления, заземляющих проводников, заземляющих блоков и шин, модулей TVSS и любых других мерах, которые у вас есть.

 

Другая причина в том, что воровство меди снова растет.

Похоже, что за последние пару лет он сделал перерыв, когда цены на медь упали до 3 долларов за фунт. Теперь, когда они стоят более 4 долларов за фунт, медь снова попала в поле зрения воров. Тяжелые заземляющие блоки, шины и проводники являются очень привлекательными целями.

Заземляющие блоки, подобные этому, являются главными целями для воров меди, если они не защищены, и отсутствие блока может быть не обнаружено, пока не станет слишком поздно.

Проблема для нас в том, что в большинстве случаев нет прямых указаний на то, что заземление нашего объекта было повреждено. Итак, вот вам напоминание добавить это обратно в свой контрольный список визуального осмотра (если он когда-либо отпадет).

Еще одна вещь, которую я узнал за эти годы об ударах молнии, заключается в том, что даже с лучшими заземленными высокими металлическими объектами весь этот ток на землю создает чертовски H- (или магнитное) поле, в то время как ток действительно течет. Это Н-поле может натворить всякого рода беды, поскольку его линии магнитного потока перерезают проводники в этом районе.

Еще в конце 1980-х я получил прямое попадание молнии в радиолюбительскую вышку на моем заднем дворе. Одновременный взрыв грома был ГРОМКИМ и очень резким, и у меня чуть не остановилось сердце!

[Подписаться на Radio World Engineering Extra]

 

Вдобавок к воющим дымовым извещателям и сломанным радиоприемникам этот удар окрасил экраны наших телевизоров в фиолетовый цвет. Каждое изображение на экране было фиолетовым. Я точно знал, в чем причина, и, к счастью, у меня была петля размагничивания, которую я смог провести по экрану и восстановить правильные цвета, но это был хороший наглядный урок по интенсивности этого H-поля.

С тех пор мы много раз получали удары по разным мачтам в студиях и на передающих площадках, по башням, которые были хорошо заземлены и где ток молнии безопасно отводился на землю, не проходя через какое-либо наше оборудование, — и все же мы получали повреждения. Вред был полностью нанесен компонентам и устройствам, которые были подключены к аудио, AES или сетевым кабелям.

В более раннюю аналоговую эпоху мы бы увидели, как входные и выходные операционные усилители взорвались. В более поздние цифровые дни мы видим, что порты коммутатора и сетевые карты повреждаются. Почему? Это потому, что эти очень интенсивные линии магнитного потока разрезают проводники в аудио и сетевых кабелях и индуцируют повреждающий ток в проводниках внутри. Этот ток должен куда-то идти, и это где-то входы, выходы оборудования и сетевые порты.

Что делать инженеру?

Есть вещи, которые можно сделать, чтобы смягчить этот вид ущерба.

Вы можете размещать ферритовые сердечники на сетевых и аудиокабелях. Вы можете использовать экранированные кабели; вы можете прокладывать кабели в кабелепроводе ЕМТ.

Защелкивающиеся ферритовые ферриты, которые часто можно увидеть на настенных блоках питания и других компьютерных кабелях для обеспечения соответствия Части 15, относительно дешевы и легко доступны у вашего любимого поставщика электронных компонентов.

 

Доступны сетевые ограничители перенапряжения, некоторые из них очень хороши, но ставить их на каждый сетевой кабель нецелесообразно.

Возможно, лучше всего оценить ваше предприятие на предмет наиболее уязвимых кабельных трасс и защитить те из них, где есть ферриты и кабелепроводы. В противном случае держите запасные части под рукой, в том числе запасные части коммутаторов базовой сети, настроенные и готовые к быстрой замене, если случится худшее.

Печальная правда заключается в том, что единственный способ «защитить» оборудование от молнии — положить его под кровать, где вы спите. Таким образом, молния должна пройти сквозь вас , чтобы добраться до него. Возможно, это все еще пройдет, но если это произойдет, это не будет иметь значения для вас!

В последнем выпуске RW Engineering Extra Стив Уокер из Wheatstone дает нам несколько замечательных советов по защите нашей студии и передатчиков от повреждения молнией . Его советы служат эталоном для оценки наших объектов, чтобы убедиться, что мы все сделали правильно, надеюсь, до того, как мы узнаем на горьком опыте, что мы этого не сделали.

Кроме того, Том Вернон предлагает взглянуть на испытательный стенд NAB для пилотных радиостанций , который вы — да, вы! — можно использовать для оценки производительности различных устройств в различных условиях.

Так что проверьте эти основания и приготовьтесь к хорошему чтению. Надеемся, вы чему-то научитесь.

[UY0FF]

Попробую обойтись беЗ "МНОГОБУКАФ". В "предверьи" грозовых разрядов отключите все свои блоки питания от сетевого напряжения. А имеющиеся у вас трансиверы, сканеры и прочая , и прочая ... (включая даже свои портативные приёмники позасовывайте в имеющиеся у вас кастрюли с крышками, выварки , они кстати тоже с крышками) или даже в свои микроволновки или газовые печи... И тогда вся имеющаяся у вас до грозы аппаратура останется в целости и невредимости. А остальное... типа заземления в условиях городского QTH то от лукавого   Да и главное не забудьте плотно закрывайте крышки выварки.