Signals from the mountain’s antennas reach an area covering much of northern New England. They carry not just TV and radio programming but countless telephone signals-ordinary phone calls as well as FAA air traffic control data, plus police, fire and emergency services. Because these signals affect millions of peoples’ lives and property 24 hours a day, the communications center simply cannot afford any downtime.
Until 1993, all of the center’s communications traffic, along with the millions of dollars in electronic equipment that makes it possible, were extremely vulnerable to such natural phenomena as snow- and wind-induced static discharges.
And lightning.
Two direct strikes per year would be about average on the mountain-more when the weather is especially bad. With each bolt, يتدفق ما يصل إلى عدة مئات الآلاف من الأمبيرات من التيار إلى أسفل أي برج يقع في طريقه إلى الأرض. وهذه طاقة كافية لإضاءة مدينة صغيرة, ومن المؤكد أن هذا يكفي لحرق معدات الاتصالات الحساسة في المركز.
وهو ما فعلته بانتظام. بدلاً من اتخاذ طريق مباشر إلى الأرض, تسربت تيارات البرق إلى معدات المركز, تسبب حول $140,000 في الضرر سنويا. ومما زاد من تكلفة الأجهزة المدمرة كان وقت البث الضائع لمستأجري التلفزيون والراديو في المركز, وتعطل الخدمة الهاتفية وإزعاج الجمهور, ناهيك عن المخاطر التي يشكلها انقطاع اتصالات الطوارئ ومراقبة الحركة الجوية التابعة لإدارة الطيران الفيدرالية.
الحل: تأريض أفضل
ما كان مطلوبًا هو طريقة لتوفير ضربات البرق وغيرها من عمليات التفريغ الساكنة مع مسار أفضل للوصول إلى الأرض حتى تتمكن تياراتها الضخمة من تجاوز معدات الاتصالات بأمان. الجبل. من المفترض أن أبراج واشنطن كانت محمية بالفعل ضد البرق, ولكن أنظمة الحماية الموجودة, تم تثبيتها قبل سنوات, كانت غير كافية بشكل يائس من حيث أنها تفتقر إلى اتصال أرضي جيد. خير, من حيث الحماية من الصواعق والتفريغ الساكن, يعني مقاومة كهربائية منخفضة للأرض; في جبل. قضية واشنطن, كان يعني الحد الأقصى 10 أوم 1. أشار النظام الحالي إلى مقاومة للأرض أكبر من 1000 أوم!
استغرق تحقيق مقاومة أرضية منخفضة بعض الجهد, مع الأخذ في الاعتبار ارتفاع الجبل الذي يزيد عن 6000 قدم من الجرانيت والتربة الصقيعية. (الطقس على جبل. واشنطن قاسية للغاية لدرجة أن الصخور المشبعة بالمياه الموجودة تحت السطح تظل متجمدة طوال العام.) ومن المؤكد أنه يتطلب أداءً أفضل من النظام الحالي, والتي تضمنت ببساطة ربط جميع الأبراج بمجموعة كبيرة يبلغ طولها 10 أقدام (3-م) قضبان أرضية, أنابيب المياه الخاصة بالمنشأة وقضبان السكك الحديدية ذات العجلات المسننة في الجبل!
بناء على إصرار من مورد المعدات, اتخذ أحد مستأجري الاتصالات الأساسيين في الجبل خطوات لتحسين جودة نظام التأريض الخاص به. اتصلت الشركة بالاختبار الأرضي, المؤتمر الوطني العراقي. (جي تي آي), بيليريكا, ماساتشوستس. تقوم GTI بتصميم وتركيب أنظمة الحماية الأرضية والصواعق في جميع أنحاء البلاد منذ ذلك الحين 1989.
بعد تحليل نظام الحماية الموجود, اقترحت GTI أن مجموعة من أقطاب التأريض العميق تمثل الأمل الوحيد للحل. لقد كان اقتراحًا محفوفًا بالمخاطر من جانب GTI. Their experience taught them that the proposed system should work, but no one knew if a good, low-resistance ground could be achieved in solid granite, much less granite infused with permafrost.
الرقم 2. Sketch of site layout showing added electrodes. Each tower was surrounded by a 500 kcmil ring ground, exothermically welded to each leg.Two 600-ft (183-م) abandonment wells were sunk. Sixty ten-foot (3-م), one-inch (25-مم) diameter copper-clad ground rods joined by brass couplings were installed in each well. The wells were then back-filled with National Sanitation Foundation (NSF)-approved, environmentally acceptable bentonite. Bentonite, a natural clay mineral mined in Wyoming, retains moisture and helps maintain electrical contact to ground. At the same time, its pH-buffering action minimizes corrosion of the copper-clad electrodes.
To complete the installation, Burt Brooks, رئيس جي تي آي, ينص على أن تكون جميع التوصيلات الأفقية ملحومة طاردة للحرارة وأن يتم توصيل جميع مكونات النظام باستخدام كابل نحاسي بقوة 500 كيلو سم. الكابل أثقل من الحد الأدنى المطلوب من قبل NEC, لكن GTI رأت التكلفة الإضافية الطفيفة التي تنطوي عليها بمثابة تأمين رخيص.
الرقم 2 يوضح موقع القطبين المضافين (A), واتصالهم بالحافلة الأرضية الرئيسية للمحطة (إم جي بي.). A 500 تم تركيب أرضية حلقة نحاسية من kcmil حول كل برج وتم لحامها طاردًا للحرارة لكل ساق برج, ثم يتم توصيله بالأقطاب الكهربائية كما هو موضح. الحافلة الأرضية الرئيسية عبارة عن لوحة نحاسية حيث يتم توصيل أقطاب التأريض لجميع الهياكل كهربائيًا.
النتائج
لقد أتت تجربة GTI بثمارها. لقد تجاوز النظام الجديد توقعات الجميع. وكانت المقاومة للأرض بين ثمانية وتسعة أوم, بشكل جيد ضمن المواصفات وأوامر الحجم أقل من النظام السابق.
الجبل. لم تشهد منشأة الاتصالات في واشنطن أبدًا خسارة كبيرة في المعدات أو انقطاع التيار الكهربائي بسبب البرق أو أي سبب آخر ناجم عن التفريغ خلال السنوات الخمس منذ تركيب نظام التأريض الجديد. كميزة إضافية مهمة, لقد تحسنت جودة الطاقة في الموقع بشكل ملحوظ بسبب انخفاض إمكانات الأرض بشكل كبير.
حافظت القضبان الأرضية الجديدة على مقاومتها المنخفضة. و, على الرغم من سوء الأحوال الجوية ودورات التجميد والذوبان المتعددة, ظلت جميع التوصيلات النحاسية سليمة, مع عدم وجود دليل على التخفيف أو التآكل.
أخيرا, نظام الحماية الجديد منطقي اقتصاديًا لمستأجري البرج. كانت تكلفة تركيبها أقل بكثير من التكلفة السنوية لاستبدال المعدات المتضررة من الصواعق, ناهيك عن خسارة الإيرادات بسبب انقطاع التيار الكهربائي وانقطاع الإشارة. بلا شك, Mt. استثمار واشنطن في بئرين, زوج من أقطاب التأريض المغطاة بالنحاس المثبتة بشكل صحيح وبضع مئات من الأمتار 500 لقد دفع كابل kcmil النحاسي ثمنه عدة مرات. والأهم من ذلك, بالطبع, هي الموثوقية المحسنة التي يتمتع بها عملاء الاتصالات في نيو إنجلاند الآن.
المديرون
Burt Brooks هو رئيس الاختبار الأرضي, المؤتمر الوطني العراقي. منذ 1989 قدمت الشركة اختبارًا شاملاً لمقاومة الأرض, بالإضافة إلى خدمات التصميم وتركيب أنظمة أقطاب التأريض على المستوى الدولي. وهي تقع في: 330 طريق بوسطن, بيليريكا, BUT 01862, ويمكن الاتصال على ما يلي:هاتف: 978-670-8455 بالفاكس: 978-670-8470 البريد الإلكتروني: Lightning@gis.net
الحواشي
يعتمد الحد الأقصى المسموح به لمقاومة الأرض على عدة عوامل, بما في ذلك نوع المعدات المراد حمايتها. أقصى مقاومة محددة لجبل. كانت منشأة واشنطن 10 أوم; قد تتطلب المواقف الأخرى مقاومة أرضية منخفضة تصل إلى واحد أو اثنين أوم.