Un coup de foudre n'a pas besoin de frapper votre écran directement pour le détruire.Une collision à proximité induit des pics de tension dans les câbles de signal qui endommagent la carte d'envoiLes orages n'apportent pas seulement la pluie, ils apportent un chaos électromagnétique qui transforme une installation LED extérieure en un tas de pixels morts si personne ne l'a prévue.Les écrans qui survivent à la saison des tempêtes sont ceux où la protection contre les surtensions a été traitée comme une exigence de conception de basePas une réflexion.
La plupart des gens confondent les ondes de foudre avec les pics de tension qu'ils voient lors de la commutation de charges lourdes.Un coup de foudre dure quelques millisecondes et peut transporter des dizaines de milliers de volts.La différence d'énergie n'est pas linéaire, elle est exponentielle.Puis la vague passe à votre équipement..
Un coup direct est évident. le boulon frappe la structure de l'écran ou le poteau de montage et envoie le courant directement à travers l'armoire.
Un coup indirect est beaucoup plus fréquent: un boulon frappe le sol, un immeuble voisin ou un poteau d'électricité.le câble de signalisationLe courant ne se soucie pas de votre IP, il trouve le chemin de moindre résistance.et ce chemin passe généralement directement par votre alimentation et dans les cartes de récepteur.
Un coup de foudre dans un rayon d'un kilomètre crée un champ électromagnétique changeant qui induit une tension dans tous les conducteurs à proximité de vos câbles de signal,votre réseau Ethernet fonctionneLes surtensions induites sont plus petites que les chocs directs ou indirects, mais elles se produisent constamment pendant un orage.Une carte récepteur qui prend 50 surtensions induites en une saison de tempête commencera à montrer des pannes intermittentes six mois plus tard.
L'alimentation électrique est la première victime. Les alimentations électriques de commutation ont des varistors d'oxyde métallique ou des diodes TVS sur le côté d'entrée. Ces pics de tension de pince.Mais ils sont classés pour un niveau d'énergie spécifique 1 typiquementUn coup de foudre porte de 10 000 à 100 000 joules. Le MOV explose. La diode TVS court. La sortie d'alimentation passe à zéro ou atteint le double de sa tension nominale.,Les cartes récepteurs en aval voient quelque chose qu'elles n'ont jamais été conçues pour gérer.
Les cartes récepteurs meurent ensuite. Le FPGA sur une carte récepteur a des oxydes de porte qui se décomposent à environ 20 volts au-dessus de la valeur nominale. Une surtension qui pousse 48 volts sur un rail de 3,3 volts détruit instantanément le FPGA.La carte n' échoue pas avec grâce.Il s'arrête et quand il s'arrête, tous les modules LED en aval s'éteignent.
La carte d'envoi est plus robuste mais pas immunisée.Une carte d'envoi frite signifie qu'aucun contenu n'atteint aucune carte de récepteurTout l'écran devient noir.
Une seule protection contre les surtensions à l'entrée du réseau n'est pas suffisante, c'est le strict minimum, et même cela est souvent mal installé.attaques indirectes, et les surtensions induites séparément.
Le protecteur contre les surtensions du réseau doit être installé à l'endroit où l'alimentation électrique pénètre dans l'armoire, non pas sur le panneau d'interrupteur du bâtiment, non pas sur la boîte de distribution, mais sur le bloc terminal de l'armoire.Chaque mètre de câble entre le protecteur et l'équipement est une antenne qui capte l'énergie de surtension supplémentaire.
Utilisez un circuit de protection en trois étapes. La première étape est un écart d'étincelle qui gère l'énergie massive d'un coup direct ou quasi direct. Les écart d'étincelle peuvent absorber des dizaines de milliers de joules.Ils sont lents à réagir mais ils gèrent les gros coupsLa deuxième étape est un réseau MOV qui maintient la tension à un niveau sûr pour l'alimentation.La troisième étape est un réseau de diodes TVS qui nettoie la pointe restante à un niveau que l'alimentation peut tolérer.
L'écart d'étincelle doit être évalué à au moins 40 kiloampères. Le réseau MOV doit être évalué à au moins 20 kiloampères. Le stade TVS doit répondre en moins d'une nanoseconde. Si un stade manque, le système de détection doit être détecté.la chaîne de protection a une lacune qu'un sursaut trouvera.
Remplacez l'ensemble protecteur après chaque tempête importante.Un protecteur qui a absorbé trois ou quatre surtensions peut avoir l'air en bon état, mais n'a plus la capacité de serrer.C'est une place, pas un protecteur.
Tout le monde protège le réseau, mais presque personne ne protège les lignes de signal.la liaison par fibre optique entre les cartes d'envoi et de réception, les câbles série pour la configuration tous ces sont des antennes lors d'un orage.
Pour les exécutions Ethernet, installez un protecteur de surtension protégé aux deux extrémités du câble.Un câble Ethernet non blindé agit comme un éclairLe bouclier doit être ancré aux deux extrémités par un chemin de faible impédance.
Pour les liaisons en fibre optique, la fibre elle-même est immunisée contre les surtensions électromagnétiques, mais les modules des émetteurs à chaque extrémité ne le sont pas.Le câble de fibre n'a pas besoin de protection, mais l'électronique à chaque extrémité le fait.
Pour les câbles de configuration en série, utilisez une interface RS-232 ou RS-485 isolée avec suppression de surtension intégrée.Cela empêche une surtension sur le câble d'atteindre le port UART de la carte récepteur.
La protection contre les surtensions sans mise à la terre est une décoration. L'énergie de surtension doit aller quelque part. Si la trajectoire du sol a une impédance élevée, l'énergie trouve un autre chemin à travers votre équipement.
Le sol de l'armoire doit être relié à la barre de terre principale du bâtiment par un conducteur de cuivre d'une section transversale d'au moins 16 mm2.Les connexions boulonnées ont une impédance inférieure et ne se relâchent pas avec le tempsLes connexions serrées corrodent et augmentent l'impédance en quelques saisons de tempête.
La résistance de la tige doit être inférieure à 4 ohms.ajouter une deuxième tige de mise à la terre poussée à trois mètres et collée à la première avec une bande de cuivreDeux tiges en parallèle coupent la résistance à peu près en deux.
Si l'écran LED partage le sol avec le système d'ascenseur ou de climatisation du bâtiment,une surtension sur un système peut voyager à travers le sol partagé et dans votre écranPas de partage.
L'architecture gère les grandes surtensions, la protection au niveau du cabinet gère l'énergie résiduelle qui fuit le premier mur.
Chaque alimentation devrait avoir une protection intégrée contre la surtension, la sous-tension et le sur courant, mais la protection intégrée est pour les événements transitoires normaux, pas pour les éclairs.Ne comptez pas sur elle pour vous défendre.C'est un filet de sécurité, pas un bouclier.
L'alimentation électrique doit également avoir un démarrage en douceur.Le démarrage en douceur augmente la puissance en deux à trois secondes., qui maintient le courant d'entrée sous contrôle même lorsque la tension d'entrée est instable.
Utilisez des sources d'alimentation avec des sorties isolées. Les sources non isolées transmettent l'énergie de surtension de l'entrée à la sortie par l'accouplement du transformateur. Les sources isolées brisent ce chemin.Le transformateur assure l'isolation galvanique entre le réseau et la sortie en courant continuUne surtension du côté de l'entrée n'atteint pas les cartes du côté de la sortie.
Chaque carte récepteur a des broches d'entrée de puissance et des broches d'entrée de signal.
Sur l'entrée d'alimentation, ajoutez un pi-filtre un condensateur, un inducteur, un autre condensateur directement au connecteur d'alimentation de la carte.Cela filtre les composants de surtension à haute fréquence que le protecteur du réseau pourrait manquerL'inducteur doit être classé pour le plein tirage de courant de la carte. Une petite perle de ferrite ne suffit pas. Il doit être un inducteur de puissance approprié avec un courant de saturation supérieur au tirage maximum de la carte.
Sur l'entrée du signal, ajoutez un réseau de diodes TVS sur chaque ligne de données.Les diodes plus lentes laissent passer la vague avant de s'activer..
La carte de distribution d'alimentation et la carte de distribution de signal à l'intérieur de l'armoire doivent être physiquement séparées.S' ils doivent traverserLes circuits parallèles créent un couplage inductif qui transfère l'énergie de surtension du domaine de puissance vers le domaine du signal.
Utilisez l'isolation optique pour tous les chemins de signal entre la carte d'envoi et les cartes de récepteur.Même une seule fibre entre les deux domaines casse complètement la trajectoire de surtension..
La protection matérielle gère la plupart des événements, le protocole opérationnel le reste.
Lorsque l'avertissement d'orage est émis, éteignez l'écran dans un ordre spécifique.DeuxièmeTroisièmement, débranchez les cartes récepteurs, enfin, débranchez le circuit électrique.
Si vous coupez l'alimentation pendant que la carte d'envoi est encore en train de transmettre, les cartes de récepteur perdent la synchronisation brusquement.provoquant des artefacts d'affichage ou des zones viergesUn arrêt contrôlé maintient tout dans un état connu.
Les gens ouvrent les armoires pendant une tempête pour vérifier le matériel, ils touchent les câbles, ils déplacent les connecteurs.Une personne à l'intérieur d'un cabinet pendant une éclair devient une partie du chemin du solLe courant les traverse jusqu'au sol, ne soyez pas dans le cabinet, pas près du cabinet.Ne touchez aucun câble connecté à l'écran jusqu'à ce que la tempête est passée et le potentiel au sol a égalé.
Après le passage de la tempête, attendez au moins 30 minutes avant d'allumer quoi que ce soit.
Allumez-le dans l'ordre inverse de l'arrêt. Déconnecteur principal d'abord. Attendez 10 secondes. Cartes récepteur seconde. Attendez 30 secondes pour qu'ils soient initialisés et synchronisés. Cartes d'envoi troisième.Surveillez chaque carte récepteur pour verrouiller le signal. Toute carte qui ne se verrouille pas dans les 60 secondes a probablement subi des dommages. Retirez-la et inspectez le PCB avant de réinstaller un remplacement.
Faites un test de luminosité complet pendant 15 minutes, surveillez la température interne de chaque alimentation et de chaque carte récepteur.Un composant qui a survécu à la surtension peut avoir des dommages latents qui apparaissent comme une chaleur anormale sous chargePrenez-le maintenant, pas pendant un événement en direct la semaine prochaine.
La protection contre les surtensions se dégrade, elle ne dure pas éternellement.
Inspection visuelle de tous les protecteurs contre les surtensions, recherche de décoloration, de gonflement ou de fissures dans le boîtier.Ne pas tester et réutiliser. Un MOV utilisé a une tension de serrage inconnue et une durée de vie restante inconnue.
Vérifiez la résistance de la connexion à la terre, un boulon de mise à la terre lâche augmente l'impédance, une haute impédance signifie que l'énergie de surtension passe à travers votre équipement au lieu de la mise à la terre.Retournez le couple de chaque boulon de terre selon les spécifications.
Testez chaque protecteur contre les surtensions avec un testeur de surtensions qui envoie une surtension calibrée à travers le protecteur et mesure la tension de serrage.Si la tension de serrage a dérivé de plus de 10% de la valeur nominale, remplacer le protecteur.
Testez la résistance de la tige au sol. Si elle dépasse les quatre ohms, ajoutez une deuxième tige ou traitez le sol avec de la bentonite pour améliorer la conductivité.
Inspectez chaque glande du câble, connecteur et bloc de terminaux pour la corrosion.Nettoyez tout contact avec de l'alcool isopropylique et une brosse à fibresAppliquez de nouveau de la graisse diélectrique sur chaque broche de connecteur.
Remplacez tous les protecteurs, ils se détériorent à chaque surtension, même les plus petites.Un protecteur qui a l'air bien après une année de tempête a peut-être perdu 30 à 40% de sa capacité de serrage.Le coût d'un nouveau protecteur est insignifiant comparé au coût de remplacement des cartes de récepteur frites.
Exécutez un test complet de mise sous tension du système à des niveaux de luminosité croissants, enregistrez la tension à chaque sortie d'alimentation, le courant de chaque groupe d'alimentation et la température de chaque carte récepteur.Tout écart par rapport à la valeur initiale indique une composante en déclin.Remplacez-le avant la saison des tempêtes.
