تصل الإشارات الصادرة من هوائيات الجبل إلى منطقة تغطي جزءًا كبيرًا من شمال نيو إنجلاند. فهي لا تحمل برامج تلفزيونية وإذاعية فحسب، بل تحمل عددًا لا يحصى من الإشارات الهاتفية والمكالمات الهاتفية العادية بالإضافة إلى بيانات مراقبة الحركة الجوية التابعة لإدارة الطيران الفيدرالية (FAA)., بالإضافة إلى الشرطة, خدمات الإطفاء والطوارئ. لأن هذه الإشارات تؤثر على ملايين البشر’ الأرواح والممتلكات 24 ساعات في اليوم, مركز الاتصالات ببساطة لا يستطيع تحمل أي توقف.
حتى 1993, جميع حركة اتصالات المركز, جنبًا إلى جنب مع ملايين الدولارات من المعدات الإلكترونية التي تجعل ذلك ممكنًا, كانوا معرضين بشدة لظواهر طبيعية مثل الثلج- والتصريفات الساكنة الناجمة عن الرياح.
والبرق.
ستكون الضربتان المباشرتان سنويًا تقريبًا في المتوسط على الجبل، وأكثر عندما يكون الطقس سيئًا بشكل خاص. مع كل الترباس, 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. علمتهم تجربتهم أن النظام المقترح يجب أن ينجح, ولكن لا أحد يعرف إذا كانت جيدة, يمكن تحقيق أرضية منخفضة المقاومة من الجرانيت الصلب, أقل بكثير من الجرانيت المملوء بالتربة الصقيعية.
الرقم 2. رسم تخطيطي للموقع يوضح الأقطاب الكهربائية المضافة. كان كل برج محاطًا بـ 500 الأرض الدائري kcmil, ملحومة طاردًا للحرارة في كل ساق.اثنان 600 قدم (183-م) غرقت الآبار المهجورة. ستين وعشرة أقدام (3-م), بوصة واحدة (25-مم) تم تركيب قضبان أرضية مغطاة بالنحاس بقطر متصل بواسطة وصلات نحاسية في كل بئر. ثم تم ردم الآبار بالمؤسسة الوطنية للصرف الصحي (جبهة الخلاص الوطني)-موافقة, البنتونيت مقبول بيئيا. البنتونيت, معدن الطين الطبيعي المستخرج في وايومنغ, يحتفظ بالرطوبة ويساعد في الحفاظ على الاتصال الكهربائي بالأرض. في نفس الوقت, يقلل عمل التخزين المؤقت للأس الهيدروجيني من تآكل الأقطاب الكهربائية المغطاة بالنحاس.
لإكمال التثبيت, بيرت بروكس, 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, جبل. 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
بيرت بروكس 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: لى*******@*is.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.