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Oct 05, 2023

Algunos abajo

Un plan adecuado contribuye en gran medida a minimizar los daños causados ​​por los rayos. Por Steve Walker ⋅ El autor es ingeniero tecnológico del suroeste de Wheatstone Corp. Apenas pasa una semana desde que Wheatstone Tech

Un plan adecuado contribuye en gran medida a minimizar los daños causados ​​por los rayos.

Por Steve Walker ⋅

El autor es ingeniero tecnológico del suroeste de Wheatstone Corp.

Apenas pasa una semana sin que el departamento de soporte técnico de Wheatstone reciba al menos una llamada de un cliente que tiene problemas con el equipo debido a un rayo o una subida de tensión.

Si bien puede que no sea posible eliminar por completo el daño causado por eventos eléctricos como estos, existen algunas prácticas recomendadas que puede implementar en su nuevo estudio (o incluso en sus instalaciones existentes) que pueden minimizar la probabilidad de que las consolas u otros equipos de audio siendo destruido por el pulso electromagnético que resulta de estos eventos.

Los rayos y las sobretensiones crean condiciones de sobretensión breves pero potentes en sus sistemas eléctricos que pueden dañar equipos sensibles. Reemplazar o reparar el equipo puede ser costoso, pero puede parecer mínimo en comparación con la pérdida de ingresos si lo sacan del aire.

Aquí hay algunas cosas que puede hacer para proteger su equipo y mantener sus estaciones al aire.

Un sistema de alimentación ininterrumpida puede ser de gran ayuda para proteger su equipo de transmisión contra sobretensiones. Tiene el beneficio adicional de mantenerlo activo y en funcionamiento también durante eventos de pérdida de energía de corta duración.

Puede proteger cada estudio y su área TOC instalando pequeñas unidades UPS para alimentar cada grupo de equipos críticos, pero tener unidades dispersas por su planta significa que necesita tener una estrategia para garantizar que las baterías de esas unidades se reemplacen regularmente. antes de que empiecen a estropearse. Asegúrese de que cualquier unidad UPS que utilice alimente la carga con las baterías, aislando su equipo de la red eléctrica de CA.

Una opción mejor, aunque más cara, sería un sistema UPS grande que pueda alimentar todo el TOC y el núcleo del estudio. Esto es más fácil de implementar cuando se planifica una construcción y podría valer la pena presentarlo a los tomadores de decisiones como una parte integral y necesaria de su nueva planta.

Los sistemas UPS por sí solos son sólo una parte de la solución. Un buen esquema de conexión a tierra puede ser de gran ayuda para proteger su costoso equipo de estudio de la fuerza destructiva que conlleva cada tormenta eléctrica que se cruza en su camino.

Jeff Keith de Wheatstone dice: “La conexión a tierra en una instalación de transmisión es más o menos una ciencia. Pero hay algunas reglas básicas bastante buenas (juego de palabras)”. Estas son algunas de sus sugerencias:

Utilice un sistema de tierra de un solo punto, también llamado sistema de tierra “en estrella” porque todo regresa, en la medida de lo posible, a un solo punto de tierra. Véase la figura 1.

"La peor condición posible es que las oleadas tengan más de un destino porque eso generalmente significa que hay algún equipo de transmisión 'en el medio'", dice Jeff.

“Las diferencias de voltaje temporales (relacionadas con sobretensiones) entre la CA y la tierra de audio son la causa de la mayoría de las fallas que vemos aquí en Wheatstone. Una sobretensión de mil amperios a través de un ohmio de tierra provoca una caída de voltaje de kilovoltios”.

Además, querrás utilizar un conductor grande para tierra. Puede que no sea fácil pasar un conductor de cobre 2/0 o 3/0 a través de los conductos de cableado de su casa, pero los beneficios de un sistema de tierra diseñado adecuadamente generarán grandes dividendos la primera vez que un rayo encuentre el camino más fácil a través de su sistema. está directo al suelo. (En los sitios de transmisión probablemente querrás usar correas de conexión a tierra de al menos 2 a 4 pulgadas de ancho, debido a los altos campos de RF en juego).

“Hoy en día también tenemos cables de red blindados, por lo que hay que considerar otro 'cable'. Y aunque las interfaces de red están acopladas a transformadores, esos transformadores son pequeños y no tienen mucho espacio para un golpe de 10 a 20 kV. He visto casos en los que una sobretensión entrante saltó a través del transformador y llegó a las entrañas de silicio del conmutador Ethernet y sí, el humo mágico salió”.

No descuides la conexión a tierra y la conexión adecuadas en el estudio. El hecho de que no tenga una torre de 1,500 pies en su patio trasero no significa que sea inmune al daño de los rayos. Investigue y dedique el tiempo y el dinero necesarios para implementar un buen sistema de conexión a tierra en su estudio, ya sea una nueva construcción o una planta existente, así como las ubicaciones de los sitios de su transmisor para proteger su inversión y sus flujos de ingresos.

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Al construir una instalación desde cero, tiene una oportunidad única de crear el mejor sistema terrestre posible.

Le preguntamos a Jeremy Hewitt, ingeniero senior de sistemas de Inrush Broadcast Services, qué piensa sobre la conexión a tierra de las instalaciones. Recomienda el terreno de Ufer para nuevas instalaciones.

“Un terreno Ufer normalmente consiste en varillas de refuerzo de acero (barras de refuerzo) directamente incrustadas en concreto. Debe tener al menos 20 pies de largo, pero no es necesario que sea continuo. Si no es continuo se permite su unión mediante alambres de amarre, soldadura o soldadura exotérmica. Una forma alternativa de construir una tierra Ufer sería incrustar un cable de cobre desnudo de 4 AWG en el concreto”.

La figura 2 muestra un terreno Ufer en una instalación de transmisión. El sistema terrestre Ufer lleva el nombre de Herbert Ufer, un ex consultor del ejército estadounidense. Se le asignó la tarea de crear un medio de puesta a tierra eficaz y relativamente económico para las bóvedas de almacenamiento de bombas en Arizona.

Debido a la sequedad del suelo, una varilla de tierra podría tener que tener 100 pies de largo para cumplir con los requisitos de baja resistencia, lo cual no era rentable ni práctico.

“Para que un suelo Ufer sea eficaz”, afirma Jeremy Hewitt, “el hormigón debe permanecer en contacto directo con el suelo. Esto significa que no se deben instalar barreras de vapor o aislamiento térmico debajo de la losa o los cimientos. Normalmente, una conexión a tierra Ufer produce una resistencia a tierra de 2 a 5 ohmios”.

Por supuesto, el método de puesta a tierra de Ufer sólo es práctico cuando se establece como parte de una nueva instalación.

En lugar de una conexión a tierra Ufer, se pueden usar múltiples varillas de conexión a tierra para garantizar que se mantenga un camino a tierra de baja resistencia. Las varillas de puesta a tierra deben introducirse en el suelo al menos 8 pies, a menos que sea imposible debido al encuentro con rocas.

Un anillo de tierra en el que al menos 20 pies de cable de cobre desnudo (2 AWG o más) rodee la estructura y esté en contacto directo con la tierra es otra opción para garantizar un camino a tierra de baja resistencia.

Independientemente del tipo de electrodo de puesta a tierra, la resistencia entre el electrodo y la tierra no debe ser superior a 5 ohmios. Si se utilizan varias varillas de tierra para lograr esto, deben estar espaciadas a la mitad de la longitud de la varilla de tierra más larga, para lograr la máxima efectividad. Si se utilizan varios electrodos de conexión a tierra para reducir la resistencia, deben estar unidos entre sí. Además, debe haber una conexión común donde todos los sistemas eléctricos estén conectados entre sí para garantizar que no se pueda crear ningún potencial entre los sistemas.

Sin una instalación a tierra adecuada de baja resistencia, es probable que un rayo transitorio cree un potencial lo suficientemente alto como para hacer ineficaz cualquier protección transitoria incorporada.

Idealmente, se usaría un sistema de puesta a tierra de instalación eficaz junto con un dispositivo de protección contra sobretensiones general, de modo que se cree una ruta de descarga de baja resistencia para el dispositivo de protección contra sobretensiones.

La conexión a tierra de su estudio o transmisor nunca debe ser una ocurrencia tardía. Tiene equipos de audio, vídeo y RF de alta tecnología por valor de cientos de miles de dólares que dependen de una buena conexión a tierra para su protección. Los rayos y las sobretensiones eléctricas son hechos propios de la vida de la ingeniería y, como ingeniero que diseña las instalaciones, es su trabajo asegurarse de que la corriente potencialmente dañina tenga una mejor opción a dónde viajar cuando se trata de visitar que directamente a su costoso equipo. .

Puede comunicarse con el autor en [correo electrónico protegido].

Steve Walker

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Etiquetas ⋅ Wheatstone ⋅ Consejos técnicos ⋅ conexión a tierra ⋅ protección contra rayos