Las señales de las antenas de la montaña llegan a un área que cubre gran parte del norte de Nueva Inglaterra.. Transmiten no sólo programación de radio y televisión, sino también innumerables señales telefónicas: llamadas telefónicas ordinarias y datos de control de tráfico aéreo de la FAA., mas policia, servicios de bomberos y emergencias. Porque estas señales afectan a millones de personas’ vidas y propiedades 24 horas al día, el centro de comunicaciones simplemente no puede permitirse ningún tiempo de inactividad.
Hasta 1993, todo el tráfico de comunicaciones del centro, junto con los millones de dólares en equipos electrónicos que hacen posible, eran extremadamente vulnerables a fenómenos naturales como la nieve- y descargas estáticas inducidas por el viento.
y relámpago.
Dos ataques directos por año serían un promedio en la montaña; más cuando el clima es especialmente malo.. Con cada perno, Hasta varios cientos de miles de amperios de corriente fluyen hacia abajo por cualquier torre que se encuentre en su camino hacia el suelo.. Esa es suficiente energía para iluminar una pequeña ciudad., y ciertamente es suficiente para freír el sensible equipo de comunicaciones del centro..
Lo que hacía regularmente. En lugar de tomar un camino directo al suelo, Corrientes de rayo se filtraron a los equipos del centro., causando sobre $140,000 en daños anualmente. Al costo del hardware arruinado se sumó la pérdida de tiempo aire para los inquilinos de radio y televisión del centro., y la interrupción del servicio telefónico y molestias al público, sin mencionar los riesgos que plantean las comunicaciones de emergencia interrumpidas y el control del tráfico aéreo de la FAA..
la solucion: mejor conexión a tierra
Lo que se necesitaba era una forma de proporcionar a los rayos y otras descargas estáticas un mejor camino a tierra para que sus corrientes masivas pudieran evitar de forma segura los equipos de comunicaciones.. el monte. Las torres de Washington supuestamente ya estaban protegidas contra los rayos, pero los sistemas de protección existentes, instalado años antes, eran irremediablemente inadecuados porque carecían de una buena conexión a tierra. Bueno, en términos de protección contra rayos y descargas estáticas, significa baja resistencia eléctrica a tierra; en el monte. El caso de Washington, significaba un máximo de 10 ohms 1. El sistema existente indicó una resistencia a tierra mayor que 1000 ohms!
Lograr una impedancia de tierra baja requirió algo de tiempo, considerando los más de 6000 pies de granito y permafrost de la montaña. (El tiempo en el monte. Washington es tan duro que las rocas saturadas de agua debajo de la superficie permanecen congeladas durante todo el año.) Ciertamente requería hacerlo mejor que el sistema existente., que simplemente implicó conectar todas las torres con una gran variedad de 10 pies (3-m) varillas de tierra, Las tuberías de agua de la instalación y los raíles del tren de cremallera de la montaña.!
Ante la insistencia de un proveedor de equipos., Uno de los principales inquilinos de comunicaciones de la montaña tomó medidas para mejorar la calidad de su sistema de conexión a tierra.. La empresa llamó a Ground Testing., Inc. (GTI), Billerica, Massachusetts. GTI ha estado diseñando e instalando sistemas de protección a tierra y contra rayos en todo el país desde 1989.
Después de analizar el sistema de protección existente, GTI propuso que un conjunto de electrodos de puesta a tierra profunda ofrecía la única esperanza de solución. Fue una propuesta arriesgada por parte de GTI. Su experiencia les enseñó que el sistema propuesto debería funcionar., pero nadie sabía si un buen, Se podría conseguir un terreno de baja resistencia en granito macizo, mucho menos granito infundido con permafrost.
Figura 2. Croquis del diseño del sitio que muestra electrodos agregados. Cada torre estaba rodeada por un 500 anillo kcmil molido, soldado exotérmicamente a cada pata.Dos de 600 pies (183-m) Se excavaron pozos de abandono.. Sesenta diez pies (3-m), una pulgada (25-mm) En cada pozo se instalaron varillas de tierra revestidas de cobre de diámetro unidas por acoplamientos de latón.. Luego los pozos fueron rellenados con la Fundación Nacional de Saneamiento. (NSF)-aprobado, bentonita ambientalmente aceptable. Bentonita, un mineral de arcilla natural extraído en Wyoming, retiene la humedad y ayuda a mantener el contacto eléctrico con tierra. Al mismo tiempo, su acción amortiguadora del pH minimiza la corrosión de los electrodos revestidos de cobre..
Para completar la instalación, Burt Brooks, El presidente del GTI., Se especificó que todas las conexiones horizontales se suelden exotérmicamente y que todos los componentes del sistema se conecten mediante cable de cobre de 500 kcmil.. El cable es más pesado que el calibre mínimo requerido por NEC., pero GTI vio el ligero coste extra que suponía como un seguro barato.
Figura 2 muestra la ubicación de los dos electrodos agregados (La), y su conexión al bus de tierra del maestro de estación (MGB). La 500 Se instaló un anillo de tierra de cobre kcmil alrededor de cada torre y se soldó exotérmicamente a cada pata de la torre., Luego se conecta a los electrodos como se muestra.. El bus de tierra maestro es una placa de cobre donde se conectan eléctricamente los electrodos de tierra de todas las estructuras..
Resultados
La experiencia de GTI dio sus frutos. El nuevo sistema superó las expectativas de todos.. La resistencia a tierra estaba entre ocho y nueve ohmios., muy dentro de las especificaciones y órdenes de magnitud más bajas que el sistema anterior.
el monte. Las instalaciones de comunicaciones de Washington nunca han experimentado una pérdida importante de equipo o un corte de energía debido a un rayo o cualquier otra causa inducida por una descarga en los cinco años transcurridos desde que se instaló el nuevo sistema de puesta a tierra.. Como beneficio adicional importante, La calidad de la energía en el sitio ha mejorado considerablemente debido a un potencial de tierra muy reducido..
Las nuevas picas de tierra han mantenido su baja impedancia. Y, a pesar del clima adverso y los múltiples ciclos de congelación y descongelación, Todas las conexiones de cobre se han mantenido en buen estado., sin evidencia de aflojamiento o corrosión.
Finalmente, El nuevo sistema de protección tiene sentido económico para los inquilinos de la torre.. Su costo de instalación fue mucho menor que el costo anual de reemplazar el equipo dañado por un rayo., y mucho menos la pérdida de ingresos debido a cortes de energía e interrupciones de señal.. Sin duda, Monte. La inversión de Washington en dos pozos, un par de electrodos de puesta a tierra revestidos de cobre correctamente instalados y unos cientos de metros de 500 El cable de cobre kcmil se ha amortizado muchas veces. Aún más importante, por supuesto,, es la confiabilidad mejorada que ahora disfrutan los clientes de comunicaciones de Nueva Inglaterra.
Los directores
Burt Brooks es presidente de pruebas en tierra, Inc. Desde 1989 La empresa ha proporcionado pruebas integrales de resistencia a tierra., así como servicios de diseño e instalación de sistemas de electrodos de puesta a tierra a nivel internacional.. Están ubicados en: 330 Carretera de Boston, Billerica, Massachusetts 01862, y puede ser contactado en el siguiente:Teléfono: 978-670-8455 Fax: 978-670-8470 E-mail: li*******@*es.net
Notas a pie de página
La resistencia de tierra máxima permitida depende de varios factores, incluyendo el tipo de equipo a proteger. La resistencia máxima especificada para el monte. Las instalaciones de Washington estaban 10 ohms; Otras situaciones pueden requerir una resistencia a tierra tan baja como uno o dos ohmios..
Fuente : Copper Development Association Inc