Die Signale der Antennen des Berges erreichen ein Gebiet, das einen Großteil des nördlichen Neuenglands abdeckt. Sie übertragen nicht nur Fernseh- und Radioprogramme, sondern auch unzählige Telefonsignale – normale Telefongespräche sowie Daten der FAA-Flugsicherung, plus Polizei, Feuerwehr und Rettungsdienste. Weil diese Signale Millionen von Menschen betreffen’ Leben und Eigentum 24 Stunden am Tag, Die Kommunikationszentrale kann sich keine Ausfallzeiten leisten.
Bis 1993, den gesamten Kommunikationsverkehr des Zentrums, zusammen mit den Millionen Dollar an elektronischer Ausrüstung, die es möglich macht, waren extrem anfällig für Naturphänomene wie Schnee- und windinduzierte statische Entladungen.
Und Blitz.
Zwei direkte Einschläge pro Jahr wären am Berg durchschnittlich, bei besonders schlechtem Wetter mehr. Mit jedem Bolzen, up to several hundred thousand amperes of current flows down whichever tower happens to be in its path to ground. That’s enough energy to light up a small city, and it’s certainly enough to fry the center’s sensitive communications equipment.
Which it regularly did. Instead of taking a direct path to ground, lightning currents leaked to the center’s equipment, causing about $140,000 in damage annually. Adding to the cost of ruined hardware was the lost airtime for the center’s TV and radio tenants, and the disrupted telephone service and inconvenience to the public, not to mention the risks posed by interrupted emergency communications and FAA air traffic control.
The solution: better grounding
Was benötigt wurde, war eine Möglichkeit, Blitzeinschlägen und anderen statischen Entladungen einen besseren Weg zur Erde zu verschaffen, damit ihre massiven Ströme die Kommunikationsausrüstung sicher umgehen konnten. Der Berg. Die Washington Towers waren angeblich bereits vor Blitzeinschlägen geschützt, sondern die bestehenden Schutzsysteme, Jahre zuvor installiert, waren hoffnungslos unzureichend, da ihnen eine gute Erdung fehlte. Gut, im Hinblick auf den Schutz vor Blitzschlag und statischer Entladung, bedeutet einen geringen elektrischen Widerstand zur Erde; im Berg. Washingtons Fall, es bedeutete maximal 10 Ohm 1. Das vorhandene System zeigte einen Erdwiderstand von mehr als an 1000 Ohm!
Das Erreichen einer niedrigen Erdimpedanz erforderte einiges an Arbeit, wenn man bedenkt, dass der Berg über 6000 Fuß aus Granit und Permafrost besteht. (Das Wetter auf dem Berg. Washington ist so rau, dass wassergesättigtes Gestein unter der Oberfläche das ganze Jahr über gefroren bleibt.) Es erforderte sicherlich eine Verbesserung gegenüber dem bestehenden System, Dazu gehörte lediglich die Verbindung aller Türme mit einer großen Reihe von 10-Fuß-Türmen (3-m) Erdungsstäbe, die Wasserleitungen der Anlage und die Schienen der Bergzahnradbahn!
Auf Drängen eines Ausrüstungslieferanten, Einer der wichtigsten Kommunikationsmieter des Berges unternahm Schritte, um die Qualität seines Erdungssystems zu verbessern. Das Unternehmen rief Bodentests an, Inc. (GTI), Billerica, Massachusetts. Seitdem entwirft und installiert GTI landesweit Boden- und Blitzschutzsysteme 1989.
Nach Analyse des bestehenden Schutzsystems, GTI schlug vor, dass ein Satz tiefer Erdungselektroden die einzige Hoffnung auf eine Lösung darstelle. Es war ein riskanter Vorschlag von GTI. Ihre Erfahrung lehrte sie, dass das vorgeschlagene System funktionieren sollte, aber niemand wusste, ob es gut war, In massivem Granit konnte ein widerstandsarmer Boden erreicht werden, viel weniger mit Permafrost durchzogener Granit.
Abbildung 2. Skizze des Standortlayouts mit hinzugefügten Elektroden. Jeder Turm war von einem umgeben 500 kcmil Ringmasse, exotherm mit jedem Bein verschweißt.Zwei 600-Fuß-Boote (183-m) Verlassene Brunnen wurden abgeteuft. 60 Fuß (3-m), ein Zoll (25-Millimeter) In jedem Bohrloch wurden kupferummantelte Erdungsstäbe mit einem Durchmesser von 1,5 mm installiert, die durch Messingkupplungen verbunden waren. Anschließend wurden die Brunnen mit National Sanitation Foundation wieder aufgefüllt (NSF)-genehmigt, umweltfreundlicher Bentonit. Bentonit, ein natürliches Tonmineral, das in Wyoming abgebaut wird, speichert Feuchtigkeit und hilft, den elektrischen Kontakt zur Erde aufrechtzuerhalten. Gleichzeitig, seine pH-puffernde Wirkung minimiert die Korrosion der kupferummantelten Elektroden.
Um die Installation abzuschließen, Burt Brooks, GTI-Präsident, Es wurde festgelegt, dass alle horizontalen Verbindungen exotherm verschweißt werden und dass alle Komponenten des Systems mit 500-kcmil-Kupferkabeln verbunden werden. Das Kabel ist schwerer als die vom NEC geforderte Mindeststärke, GTI betrachtete die damit verbundenen geringfügigen Mehrkosten jedoch als günstige Versicherung.
Abbildung 2 zeigt die Position der beiden hinzugefügten Elektroden (Ein), und ihre Verbindung zum Stationshaupterdungsbus (M.G.B.). Ein 500 Um jeden Turm herum wurde ein kcmil-Kupferringboden installiert und an jedem Turmbein exotherm verschweißt, Anschließend wie abgebildet mit den Elektroden verbinden. Der Haupterdungsbus ist eine Kupferplatte, an der die Erdungselektroden aller Strukturen elektrisch verbunden sind.
Ergebnisse
Die Erfahrung von GTI hat sich ausgezahlt. Das neue System übertraf alle Erwartungen. Der Widerstand zur Erde lag zwischen acht und neun Ohm, deutlich innerhalb der Spezifikation und um Größenordnungen niedriger als das frühere System.
Der Berg. In der Kommunikationsanlage in Washington kam es in den fünf Jahren seit der Installation des neuen Erdungssystems noch nie zu größeren Geräteausfällen oder Stromausfällen aufgrund von Blitzschlag oder anderen durch Entladungen verursachten Ursachen. Als wichtiger Zusatznutzen, Die Stromqualität am Standort hat sich aufgrund eines stark reduzierten Erdpotentials messbar verbessert.
Die neuen Erdungsstäbe haben ihre niedrige Impedanz beibehalten. Und, trotz widrigem Wetter und mehreren Frost-Tau-Wechseln, Alle Kupferverbindungen sind intakt geblieben, ohne Anzeichen von Lockerung oder Korrosion.
Schließlich, Das neue Schutzsystem ist für die Mieter des Turms wirtschaftlich sinnvoll. Die Installationskosten lagen bei weitem unter den jährlichen Kosten für den Ersatz blitzgeschädigter Geräte, ganz zu schweigen von den Umsatzeinbußen aufgrund von Stromausfällen und Signalunterbrechungen. Ohne Zweifel, Berg. Washingtons Investition in zwei Bohrlöcher, ein Paar korrekt installierter kupferummantelter Erdungselektroden und ein paar hundert Meter 500 kcmil-Kupferkabel haben sich um ein Vielfaches amortisiert. Noch wichtiger, natürlich, ist die verbesserte Zuverlässigkeit, die die Kommunikationskunden von New England jetzt genießen.
Die Schulleiter
Burt Brooks ist Präsident von Ground Testing, Inc. Since 1989 Das Unternehmen hat umfassende Erdungswiderstandsprüfungen durchgeführt, sowie Designdienstleistungen und Installation von Erdungselektrodensystemen auf internationaler Ebene. Sie befinden sich in: 330 Boston Road, Billerica, MA 01862, und kann wie folgt kontaktiert werden:Telefon: 978-670-8455 Fax: 978-670-8470 E-Mail: li*******@*is.net
Fußnoten
Der maximal zulässige Erdungswiderstand hängt von mehreren Faktoren ab, einschließlich der Art der zu schützenden Ausrüstung. Der für den Mt. angegebene maximale Widerstand. Die Einrichtung in Washington war 10 Ohm; In anderen Situationen kann ein Erdungswiderstand von nur einem oder zwei Ohm erforderlich sein.
Quelle : Copper Development Association Inc