یک صاعقه نیازی به برخورد مستقیم با صفحه نمایش شما ندارد تا آن را از بین ببرد. یک رعد و برق که در فاصله ۵۰۰ متری فرود میآید، جریانی را از طریق برق اصلی ارسال میکند که تمام کارتهای گیرنده در کابینت را میسوزاند. یک برخورد نزدیک، ولتاژهای ناگهانی را در کابلهای سیگنال القا میکند که کارت فرستنده را خراب میکند. طوفانهای تندری فقط باران نمیآورند - آنها هرج و مرج الکترومغناطیسی را به ارمغان میآورند که نصب LED در فضای باز را به تودهای از پیکسلهای مرده تبدیل میکند اگر کسی برای آن برنامهریزی نکرده باشد. صفحههای نمایشی که فصل طوفان را زنده میمانند، صفحههایی هستند که در آنها محافظت در برابر افزایش ولتاژ به عنوان یک الزام طراحی اصلی در نظر گرفته شده است، نه یک فکر ثانویه.
بیشتر مردم صاعقهها را با ولتاژهای ناگهانی که هنگام سوئیچ کردن بارهای سنگین میبینند، اشتباه میگیرند. این ولتاژهای ناگهانی میکروثانیه طول میکشند و چند صد ولت را حمل میکنند. افزایش ولتاژ صاعقه میلیثانیه طول میکشد و میتواند دهها هزار ولت را حمل کند. تفاوت انرژی خطی نیست - نمایی است. یک محافظ ولتاژ معمولی با رتبه ۲۰۰۰ ولت، در برابر یک صاعقه ۳۰,۰۰۰ ولتی هیچ کاری انجام نخواهد داد. بخار میشود. سپس افزایش ولتاژ از طریق تجهیزات شما عبور میکند.
برخورد مستقیم واضح است. صاعقه به ساختار صفحه نمایش یا تیر نصب برخورد میکند و جریان را مستقیماً از طریق کابینت عبور میدهد. این نادر اما فاجعهبار است. صفحه نمایش از بین میرود.
برخورد غیرمستقیم بسیار رایجتر است. صاعقه به زمین، یک ساختمان نزدیک یا تیر برق برخورد میکند. جریان از طریق زمین عبور کرده و از طریق کابل برق، کابل سیگنال یا حتی خود ساختار نصب وارد تأسیسات شما میشود. جریان به درجه IP شما اهمیتی نمیدهد. مسیر کمترین مقاومت را پیدا میکند و آن مسیر معمولاً مستقیماً از طریق منبع تغذیه شما عبور کرده و وارد کارتهای گیرنده میشود.
افزایش ولتاژ القایی قاتل خاموش است. یک صاعقه در فاصله یک کیلومتری، یک میدان الکترومغناطیسی متغیر ایجاد میکند. این میدان در هر رسانای نزدیک - کابلهای سیگنال، اتصالات اترنت، فرستندههای فیبر نوری شما - ولتاژ القا میکند. افزایش ولتاژهای القایی کوچکتر از برخورد مستقیم یا غیرمستقیم هستند، اما در طول طوفان تندری به طور مداوم اتفاق میافتند. آنها اجزا را به آرامی تخریب میکنند. یک کارت گیرنده که در یک فصل طوفان ۵۰ افزایش ولتاژ القایی را دریافت میکند، شش ماه بعد شروع به نشان دادن خرابیهای متناوب میکند.
منبع تغذیه اولین قربانی است. منابع تغذیه سوئیچینگ در سمت ورودی دارای واریستورهای اکسید فلزی یا دیودهای TVS هستند. اینها ولتاژهای ناگهانی را محدود میکنند. اما آنها برای سطح انرژی خاصی - معمولاً ۱۰۰۰ تا ۲۰۰۰ ژول - رتبهبندی شدهاند. افزایش ولتاژ صاعقه ۱۰,۰۰۰ تا ۱۰۰,۰۰۰ ژول را حمل میکند. MOV منفجر میشود. دیود TVS اتصال کوتاه میشود. خروجی منبع تغذیه به صفر میرسد یا به دو برابر ولتاژ نامی خود افزایش مییابد. در هر صورت، کارتهای گیرنده پاییندستی چیزی را میبینند که هرگز برای آن طراحی نشدهاند.
کارتهای گیرنده بعدی از بین میروند. FPGA در یک کارت گیرنده دارای اکسیدهای گیت است که در حدود ۲۰ ولت بالاتر از ولتاژ نامی از بین میروند. افزایشی که ۴۸ ولت را به یک ریل ۳.۳ ولتی وارد میکند، FPGA را فوراً از بین میبرد. کارت به طور مطلوب از کار نمیافتد. فقط متوقف میشود. و وقتی متوقف میشود، تمام ماژولهای LED پاییندستی خاموش میشوند.
کارت فرستنده قویتر است اما مصون نیست. رابط اترنت و پورتهای ورودی ویدئوی آن در برابر افزایش ولتاژهای القایی در کابلهای سیگنال آسیبپذیر هستند. یک کارت فرستنده سوخته به این معنی است که هیچ محتوایی به هیچ کارت گیرندهای نمیرسد. کل صفحه سیاه میشود.
یک محافظ ولتاژ واحد در ورودی برق کافی نیست. این حداقل است، و حتی آن هم اغلب اشتباه نصب میشود. محافظت واقعی نیاز به یک رویکرد لایهای دارد که برخورد مستقیم، برخورد غیرمستقیم و افزایش ولتاژهای القایی را به طور جداگانه مدیریت کند.
محافظ ولتاژ باید در نقطهای که برق وارد کابینت میشود نصب شود - نه در پنل قطع کننده ساختمان، نه در جعبه توزیع، بلکه در بلوک ترمینال کابینت. هر متر کابل بین محافظ و تجهیزات یک آنتن است که انرژی افزایش ولتاژ اضافی را جذب میکند.
از یک مدار محافظ سه مرحلهای استفاده کنید. مرحله اول یک شکاف جرقه است که انرژی عظیم برخورد مستقیم یا نزدیک به مستقیم را مدیریت میکند. شکافهای جرقه میتوانند دهها هزار ژول را جذب کنند. واکنش آنها کند است اما ضربههای بزرگ را مدیریت میکنند. مرحله دوم آرایهای از MOV است که ولتاژ را به سطح ایمن برای منبع تغذیه محدود میکند. مرحله سوم آرایهای از دیودهای TVS است که باقیمانده افزایش ولتاژ را به سطحی که منبع تغذیه میتواند تحمل کند، پاک میکند.
شکاف جرقه باید حداقل برای ۴۰ کیلوآمپر رتبهبندی شود. آرایه MOV باید حداقل برای ۲۰ کیلوآمپر رتبهبندی شود. مرحله TVS باید در کمتر از یک نانوثانیه پاسخ دهد. اگر هر مرحلهای از بین رفته باشد، زنجیره محافظت دارای شکافی است که افزایش ولتاژ آن را پیدا خواهد کرد.
پس از هر طوفان قابل توجه، کل مجموعه محافظ را تعویض کنید. MOVها با هر رویداد افزایش ولتاژ تخریب میشوند. محافظی که سه یا چهار افزایش ولتاژ را جذب کرده است ممکن است خوب به نظر برسد اما بیشتر توانایی محدود کننده خود را از دست داده است. این یک نگهدارنده جایگاه است، نه یک محافظ.
همه برق را محافظت میکنند. تقریباً هیچکس خطوط سیگنال را محافظت نمیکند. کابل اترنت که محتوا را از کارت فرستنده به سیستم کنترل حمل میکند، پیوند فیبر نوری بین کارتهای فرستنده و گیرنده، کابلهای سریال برای پیکربندی - همه اینها در طول طوفان تندری آنتن هستند.
برای اتصالات اترنت، یک محافظ ولتاژ محافظت شده در هر دو انتهای کابل نصب کنید. محافظ باید برای سطوح افزایش ولتاژ IEEE 802.3at PoE رتبهبندی شود اگر کابل برق را از طریق اترنت حمل میکند. کابل اترنت محافظت نشده مانند میله صاعقه عمل میکند. محافظ باید در هر دو انتها از طریق یک مسیر با امپدانس کم زمین شود.
برای پیوندهای فیبر نوری، خود فیبر در برابر افزایش ولتاژ الکترومغناطیسی مصون است. اما ماژولهای فرستنده گیرنده در هر انتها اینطور نیستند. یک محافظ ولتاژ بر روی تغذیه برق هر فرستنده گیرنده نصب کنید. کابل فیبر نیازی به محافظت ندارد، اما الکترونیک در هر دو انتها نیاز دارد.
برای کابلهای پیکربندی سریال، از یک رابط RS-232 یا RS-485 ایزوله با سرکوب داخلی افزایش ولتاژ استفاده کنید. مانع ایزولاسیون باید حداقل برای ۲۵۰۰ ولت RMS رتبهبندی شود. این از رسیدن افزایش ولتاژ در کابل به پورت UART کارت گیرنده جلوگیری میکند.
محافظت در برابر افزایش ولتاژ بدون زمین کردن مناسب، تزئین است. انرژی افزایش ولتاژ باید جایی برود. اگر مسیر زمین دارای امپدانس بالا باشد، انرژی مسیر دیگری را پیدا میکند - از طریق تجهیزات شما.
زمین کابینت باید با یک هادی مسی با حداقل سطح مقطع ۱۶ میلیمتر مربع به میله زمین اصلی ساختمان متصل شود. اتصال باید پیچ شده باشد، نه گیرهای. اتصالات پیچ شده امپدانس کمتری دارند و به مرور زمان شل نمیشوند. اتصالات گیرهای خورده و امپدانس را در عرض چند فصل طوفان افزایش میدهند.
مقاومت میله زمین باید کمتر از چهار اهم باشد. سالانه آن را با یک تستر مقاومت زمین آزمایش کنید. اگر مقاومت از چهار اهم بالاتر رفت، یک میله زمین دوم را که سه متر دورتر رانده شده و با یک نوار مسی به اولی متصل شده است، اضافه کنید. دو میله به صورت موازی مقاومت را تقریباً نصف میکنند.
مسیر زمین را با سیستمهای دیگر به اشتراک نگذارید. اگر صفحه نمایش LED زمین را با سیستم آسانسور ساختمان یا تهویه مطبوع به اشتراک میگذارد، افزایش ولتاژ در یک سیستم میتواند از طریق زمین مشترک عبور کرده و وارد صفحه نمایش شما شود. مسیر زمین اختصاصی. اشتراکگذاری ممنوع.
معماری افزایش ولتاژهای بزرگ را مدیریت میکند. محافظت در سطح کابینت انرژی باقیماندهای را که از دیوار اول نشت میکند، مدیریت میکند.
هر منبع تغذیهای باید محافظت در برابر ولتاژ بیش از حد، ولتاژ کمتر از حد و جریان بیش از حد داخلی داشته باشد. اما محافظت داخلی برای رویدادهای گذرا معمولی، نه صاعقه، رتبهبندی شده است. به عنوان دفاع اولیه خود به آن تکیه نکنید. این یک شبکه ایمنی است، نه یک سپر.
منبع تغذیه همچنین باید استارت نرم داشته باشد. یک منبع تغذیه سرد که جریان هجومی را در طول رویداد افزایش ولتاژ میکشد، میتواند یک ولتاژ ناگهانی ثانویه را در باس ایجاد کند. استارت نرم خروجی را در عرض دو تا سه ثانیه افزایش میدهد، که جریان هجومی را حتی زمانی که ولتاژ ورودی ناپایدار است، تحت کنترل نگه میدارد.
از منابع تغذیه با خروجیهای ایزوله استفاده کنید. منابع غیر ایزوله انرژی افزایش ولتاژ را از ورودی به خروجی از طریق کوپلینگ ترانسفورماتور منتقل میکنند. منابع ایزوله این مسیر را قطع میکنند. ترانسفورماتور ایزولاسیون گالوانیکی بین برق اصلی و خروجی DC را فراهم میکند. افزایش ولتاژ در سمت ورودی به کارتهای گیرنده در سمت خروجی نمیرسد.
هر کارت گیرندهای دارای پینهای ورودی برق و پینهای ورودی سیگنال است. هر دو به فیلتر محلی نیاز دارند.
در ورودی برق، یک فیلتر پی (یک خازن، یک سلف، یک خازن دیگر) درست در کانکتور برق کارت اضافه کنید. این اجزای فرکانس بالای افزایش ولتاژ را که محافظ برق اصلی ممکن است از دست بدهد، فیلتر میکند. سلف باید برای کل جریان مصرفی کارت رتبهبندی شود. یک مهره فریت کوچک کافی نیست. این باید یک سلف قدرت مناسب با جریان اشباع بالاتر از حداکثر مصرف کارت باشد.
در ورودی سیگنال، یک آرایه دیود TVS بر روی هر خط داده اضافه کنید. دیودها هرگونه ولتاژ بیش از حد را در پینهای سیگنال به سطح ایمن محدود میکنند. آنها باید در کمتر از یک نانوثانیه پاسخ دهند. دیودهای کندتر قبل از فعال شدن، افزایش ولتاژ را عبور میدهند.
برد توزیع برق و برد توزیع سیگنال در داخل کابینت باید از نظر فیزیکی جدا شوند. کابلهای سیگنال را به موازات کابلهای برق در داخل کابینت اجرا نکنید. اگر باید از هم عبور کنند، در زاویه ۹۰ درجه عبور کنند. اتصالات موازی کوپلینگ القایی ایجاد میکنند که انرژی افزایش ولتاژ را از دامنه برق به دامنه سیگنال منتقل میکند.
از ایزولاسیون نوری برای تمام مسیرهای سیگنال بین کارت فرستنده و کارتهای گیرنده استفاده کنید. پیوندهای فیبر نوری ایزولاسیون گالوانیکی کامل را فراهم میکنند. حتی یک اتصال فیبر بین دو دامنه، مسیر افزایش ولتاژ را به طور کامل قطع میکند.
محافظت سختافزاری بیشتر رویدادها را مدیریت میکند. پروتکل عملیاتی بقیه را مدیریت میکند.
هنگامی که هشدار طوفان تندری صادر میشود، صفحه نمایش را به ترتیب خاصی خاموش کنید. اول، روشنایی را به صفر کاهش دهید. این بار را از منابع تغذیه حذف کرده و گرمای تولید شده توسط آنها را از بین میبرد. دوم، کارت فرستنده را خاموش کنید. سوم، کارتهای گیرنده را خاموش کنید. آخر، برق اصلی را در قطع کننده کابینت قطع کنید.
فقط برق اصلی را قطع نکنید. اگر در حالی که کارت فرستنده هنوز در حال ارسال است، برق را قطع کنید، کارتهای گیرنده به طور ناگهانی همگامسازی را از دست میدهند. هنگامی که برق باز میگردد، ممکن است دوباره همگامسازی نشوند و باعث ایجاد مصنوعات نمایشی یا مناطق خالی شوند. خاموش شدن کنترل شده همه چیز را در یک وضعیت شناخته شده نگه میدارد.
این بدیهی به نظر میرسد. اینطور نیست. مردم در طول طوفان کابینتها را برای بررسی تجهیزات باز میکنند. آنها کابلها را لمس میکنند. آنها کانکتورها را جابجا میکنند. فردی که در طول صاعقه در داخل کابینت قرار دارد، بخشی از مسیر زمین میشود. جریان از طریق آنها به زمین میرود. در کابینت نباشید. نزدیک کابینت نباشید. هیچ کابلی را که به صفحه نمایش متصل است لمس نکنید تا زمانی که طوفان بگذرد و پتانسیل زمین برابر شود.
پس از عبور طوفان، حداقل ۳۰ دقیقه قبل از روشن کردن هر چیزی صبر کنید. این به شارژ باقیمانده در محافظهای ولتاژ اجازه میدهد تا پراکنده شوند و پتانسیل زمین را تثبیت کند.
به ترتیب معکوس خاموش شدن، روشن کنید. اول قطع کننده برق اصلی. ۱۰ ثانیه صبر کنید. دوم کارتهای گیرنده. ۳۰ ثانیه صبر کنید تا آنها راهاندازی و همگام شوند. سوم کارت فرستنده. محتوا در آخر بارگذاری میشود. هر کارت گیرنده را برای قفل سیگنال نظارت کنید. هر کارتی که در عرض ۶۰ ثانیه قفل نشود، احتمالاً آسیب دیده است. آن را بیرون بیاورید و قبل از نصب مجدد یک قطعه یدکی، PCB را بررسی کنید.
یک تست روشنایی کامل به مدت ۱۵ دقیقه اجرا کنید. دمای داخلی هر منبع تغذیه و هر کارت گیرنده را نظارت کنید. جزئی که از افزایش ولتاژ جان سالم به در برده است ممکن است آسیب نهفتهای داشته باشد که تحت بار به صورت گرمای غیرعادی ظاهر میشود. آن را اکنون پیدا کنید، نه در طول یک رویداد زنده در هفته آینده.
محافظت در برابر افزایش ولتاژ تخریب میشود. برای همیشه دوام نمیآورد. یک برنامه نگهداری آن را مؤثر نگه میدارد.
بازرسی بصری هر محافظ ولتاژ. به دنبال تغییر رنگ، برآمدگی یا ترک خوردگی محفظه باشید. یک MOV که یک افزایش ولتاژ بزرگ را جذب کرده است، آسیب فیزیکی نشان میدهد. بلافاصله آن را تعویض کنید. آن را آزمایش و مجدداً استفاده نکنید. یک MOV استفاده شده دارای ولتاژ محدود کننده ناشناخته و عمر باقیمانده ناشناخته است.
مقاومت اتصال زمین را بررسی کنید. پیچ زمین شل، امپدانس را افزایش میدهد. امپدانس بالا به این معنی است که انرژی افزایش ولتاژ به جای زمین، از طریق تجهیزات شما عبور میکند. هر پیچ زمین را به مشخصات مجدداً سفت کنید.
هر محافظ ولتاژ را با یک تستر افزایش ولتاژ آزمایش کنید. تستر یک افزایش ولتاژ کالیبره شده را از طریق محافظ ارسال کرده و ولتاژ محدود کننده را اندازهگیری میکند. اگر ولتاژ محدود کننده بیش از ۱۰ درصد از مقدار نامی منحرف شده باشد، محافظ را تعویض کنید.
مقاومت میله زمین را آزمایش کنید. اگر از چهار اهم بالاتر رفت، یک میله دوم اضافه کنید یا خاک را با بنتونیت برای بهبود رسانایی درمان کنید.
هر گلند کابل، کانکتور و بلوک ترمینال را از نظر خوردگی بازرسی کنید. خوردگی امپدانس را افزایش میدهد. امپدانس افزایش یافته اثربخشی محافظت را کاهش میدهد. هر کنتاکت را با الکل ایزوپروپیل و برس فیبر تمیز کنید. گریس دی الکتریک را به هر پین کانکتور مجدداً اعمال کنید.
هر محافظ ولتاژ اصلی را صرف نظر از وضعیت آن تعویض کنید. آنها با هر رویداد افزایش ولتاژ، حتی رویدادهای کوچک، تخریب میشوند. محافظی که پس از یک سال فصل طوفان خوب به نظر میرسد ممکن است ۳۰ تا ۴۰ درصد از توانایی محدود کننده خود را از دست داده باشد. هزینه یک محافظ جدید در مقایسه با هزینه تعویض کارتهای گیرنده سوخته ناچیز است.
یک تست کامل روشن شدن سیستم را در سطوح روشنایی فزاینده اجرا کنید. ولتاژ در هر خروجی منبع تغذیه، جریان مصرفی هر گروه منبع تغذیه و دمای هر کارت گیرنده را ثبت کنید. هرگونه انحراف از خط پایه نشان دهنده جزئی است که ضعیف میشود. آن را قبل از فصل طوفان بعدی تعویض کنید.
