Un rayo no tiene que golpear directamente la pantalla para destruirla, un rayo que aterrice a 500 metros de distancia envía una oleada a través de la red eléctrica que fría todas las tarjetas del receptor.Un choque cercano induce picos de voltaje en los cables de señal que dañan la tarjeta de envíoLas tormentas eléctricas no solo traen lluvia, sino un caos electromagnético que convierte una instalación de LEDs al aire libre en un montón de píxeles muertos si nadie lo planeó.Las pantallas que sobreviven a la temporada de tormentas son aquellas donde la protección contra las oleadas fue tratada como un requisito de diseño centralNo es una idea tardía.
La mayoría de la gente confunde las oleadas de rayos con los picos de voltaje que ven al cambiar cargas pesadas.Un rayo dura milisegundos y puede transportar decenas de miles de voltios.La diferencia de energía no es lineal sino exponencial. se evaporará.Luego la oleada pasa a través de su equipo.
El golpe directo es obvio, el perno golpea la estructura de la pantalla o el poste de montaje y envía corriente directamente a través del gabinete, esto es raro pero catastrófico, la pantalla se ha ido.
La corriente viaja a través de la tierra y entra en su instalación a través del cable de la red eléctrica.el cable de señalLa corriente no se preocupa por su calificación de IP.y ese camino suele ir directamente a través de su fuente de alimentación y en las tarjetas del receptor.
Un rayo dentro de un kilómetro crea un campo electromagnético cambiante que induce voltaje en cualquier conductor cercano a sus cables de señal.su Ethernet se ejecutaLas sobretensiones inducidas son más pequeñas que los impactos directos o indirectos, pero ocurren constantemente durante una tormenta eléctrica.Una tarjeta receptor que toma 50 oleadas inducidas en una temporada de tormentas comenzará a mostrar fallas intermitentes seis meses después.
La fuente de alimentación es la primera víctima. Las fuentes de alimentación de conmutación tienen varistores de óxido metálico o diodos TVS en el lado de entrada. Estos picos de voltaje de sujeción.Pero están calificados para un nivel de energía específico 1 típicamenteUn relámpago transporta entre 10.000 y 100.000 julios. El MOV explota. El diodo de TVS se corta. La salida de la fuente de alimentación se reduce a cero o aumenta al doble de su voltaje nominal.,Las tarjetas receptoras abajo de la corriente ven algo que nunca fueron diseñadas para manejar.
Las tarjetas receptoras mueren a continuación. El FPGA en una tarjeta receptor tiene óxidos de puerta que se descomponen a unos 20 voltios por encima del valor nominal. Una oleada que empuja 48 voltios a un carril de 3.3 voltios destruye el FPGA al instante.La carta no falla con graciaY cuando se detiene, todos los módulos LED aguas abajo se oscurecen.
La tarjeta de envío es más robusta, pero no inmune.Una tarjeta de envío frita significa que ningún contenido llega a ninguna tarjeta receptorToda la pantalla se vuelve negra.
Un solo protector contra sobretensiones en la entrada de la red no es suficiente, es el mínimo necesario, e incluso eso a menudo se instala mal, la protección real requiere un enfoque en capas que maneje los impactos directos,huelgas indirectas, y las oleadas inducidas por separado.
El protector contra sobretensiones de la red eléctrica debe instalarse en el punto en que entra la energía en el gabinete not en el panel de interruptores del edificio, no en la caja de distribución, sino en el bloque terminal del gabinete.Cada metro de cable entre el protector y el equipo es una antena que recoge energía de oleada adicional.
Utilice un circuito de protección de tres etapas. La primera etapa es una brecha de chispa que maneja la energía masiva de un golpe directo o casi directo. Las brechas de chispa pueden absorber decenas de miles de julios.Son lentos para reaccionar pero manejan los grandes golpes.La segunda etapa es una matriz MOV que aprieta el voltaje a un nivel seguro para la fuente de alimentación.La tercera etapa es un conjunto de diodos TVS que limpia el pico restante a un nivel que la fuente de alimentación puede tolerar.
La brecha de chispa debe ser de al menos 40 kilomeres. La matriz MOV debe ser de al menos 20 kilomeres. La etapa TVS debe responder en menos de un nanosegundo.la cadena de protección tiene un hueco que una oleada encontrará.
Reemplace el conjunto protector completo después de cada tormenta significativa.Un protector que ha absorbido tres o cuatro oleadas puede verse bien, pero ha perdido la mayor parte de su capacidad de sujeciónEs un marcador, no un protector.
Todo el mundo protege la red, casi nadie protege las líneas de señal, el cable Ethernet que transporta el contenido de la tarjeta de envío al sistema de control,el enlace de fibra óptica entre las tarjetas de envío y receptor, los cables serie para la configuración todos estos son antenas durante una tormenta eléctrica.
Para ejecutar Ethernet, instale un protector de sobretensiones blindado en ambos extremos del cable.El cable Ethernet sin blindaje actúa como un pararrayosEl escudo debe estar conectado a tierra en ambos extremos a través de un camino de baja impedancia.
Para los enlaces de fibra óptica, la fibra en sí es inmune a las ondas electromagnéticas, pero los módulos de los transceptores en cada extremo no lo son.El cable de fibra no necesita protección, pero la electrónica en cada extremo lo hace.
Para los cables de configuración en serie, utilizar una interfaz RS-232 o RS-485 aislada con supresión de sobretensiones incorporada.Esto evita que un oleaje en el cable de llegar a la tarjeta receptor de puerto UART.
La protección contra sobretensiones sin conexión a tierra adecuada es una decoración. La energía de sobretensiones tiene que ir a alguna parte. Si la trayectoria de la tierra tiene una alta impedancia, la energía encuentra otro camino a través de su equipo.
El suelo del armario debe conectarse a la barra de tierra principal del edificio con un conductor de cobre de al menos 16 milímetros cuadrados de sección transversal.Las conexiones atornilladas tienen una menor impedancia y no se aflojan con el tiempoLas conexiones sujetadas corroen y aumentan la impedancia dentro de unas pocas temporadas de tormenta.
La resistencia de la barra de tierra debe estar por debajo de 4 ohmios.añadir una segunda barra de tierra conducido a tres metros de distancia y unido a la primera con una tira de cobreDos barras paralelas cortan la resistencia aproximadamente a la mitad.
Si la pantalla LED comparte un terreno con el sistema de ascensores o HVAC del edificio,una oleada en un sistema puede viajar a través del terreno compartido y en su pantallaPista de tierra dedicada, sin compartir.
La arquitectura maneja las grandes oleadas, la protección a nivel de gabinete maneja la energía residual que se filtra más allá de la primera pared.
Cada fuente de alimentación debería tener protección contra sobre-voltado, bajo-voltado y sobre-corriente, pero la protección es para eventos transitorios normales, no para rayos.No confíe en ella como su defensa principalEs una red de seguridad, no un escudo.
La fuente de alimentación también debe tener arranque blando. Una fuente de alimentación fría que extraiga corriente de entrada durante un evento de oleaje puede crear un pico de voltaje secundario en el bus.El arranque suave aumenta la potencia en dos o tres segundos, que mantiene la corriente de entrada bajo control incluso cuando el voltaje de entrada es inestable.
Utilice fuentes de alimentación con salidas aisladas. Las fuentes no aisladas pasan la energía de oleada de la entrada a la salida a través del acoplamiento del transformador. Las fuentes aisladas rompen ese camino.El transformador proporciona aislamiento galvánico entre la red eléctrica y la salida de CCUna oleada en el lado de entrada no llega a las tarjetas receptoras en el lado de salida.
Cada tarjeta receptor tiene pines de entrada de energía y pines de entrada de señal.
En la entrada de energía, añadir un pi-filtro un condensador, un inductor, otro condensador justo en el conector de la tarjeta.Esto filtra los componentes de sobretensiones de alta frecuencia que el protector de la red podría perder. El inductor debe estar calificado para la toma de corriente completa de la tarjeta. Una pequeña perla de ferrita no es suficiente. Debe ser un inductor de potencia adecuado con una corriente de saturación por encima de la toma máxima de la tarjeta.
En la entrada de la señal, añadir una matriz de diodos TVS en cada línea de datos. Los diodos sujetan cualquier sobre-tensión en los pines de señal a un nivel seguro. Deben responder en menos de un nanosegundo.Los diodos más lentos dejan pasar el oleaje antes de activarse.
La placa de distribución de energía y la placa de distribución de señal dentro del gabinete deben estar físicamente separadas.Si tienen que cruzarLas carreras paralelas crean un acoplamiento inductivo que transfiere energía de oleaje del dominio de potencia al dominio de señal.
Utilice aislamiento óptico para todas las vías de señal entre la tarjeta de envío y las tarjetas de recepción.Incluso una sola fibra entre los dos dominios rompe la trayectoria del oleaje por completo..
La protección del hardware se encarga de la mayoría de los eventos, el protocolo operacional se encarga del resto.
Cuando se emita una advertencia de tormenta, apaga la pantalla en un orden específico. Primero, reduce el brillo a cero. Esto elimina la carga de las fuentes de alimentación y elimina el calor que generan.El segundo.En tercer lugar, apaga las tarjetas de recepción y, por último, desconecta la red eléctrica en el interruptor del gabinete.
Si cortas la corriente mientras la tarjeta de envío sigue transmitiendo, las tarjetas receptoras pierden la sincronización abruptamente.causando artefactos de visualización o zonas en blancoUn apagado controlado mantiene todo en un estado conocido.
Esto suena obvio, pero no lo es. La gente abre armarios durante una tormenta para revisar el equipo. Tocan cables. Mueven conectores.Una persona dentro de un gabinete durante un rayo se convierte en parte del camino del sueloLa corriente va a través de ellos hasta el suelo.No toque ningún cable conectado a la pantalla hasta que la tormenta haya pasado y el potencial del suelo se haya igualado.
Después de que pase la tormenta, espere al menos 30 minutos antes de encender cualquier cosa. Esto permite que la carga residual en los protectores de marea se disipe y permita que el potencial del suelo se estabilice.
Enciende en orden inverso de apagado. Primero el interruptor principal. Espera 10 segundos. Segundo las tarjetas receptoras. Espera 30 segundos para que se inicie y sincronice. Tercero la tarjeta de envío. Última carga de contenido.Supervisa cada tarjeta receptor para bloquear la señalCualquier tarjeta que no se bloquee dentro de los 60 segundos probablemente haya sufrido daños.
Realice una prueba de brillo completo durante 15 minutos, monitoree la temperatura interna de cada fuente de alimentación y de cada tarjeta receptor.Un componente que sobrevivió a la oleada puede tener daño latente que se muestra como calor anormal bajo cargaLo atraparemos ahora, no durante un evento en vivo la semana que viene.
La protección contra sobretensiones se degrada, no dura para siempre, un programa de mantenimiento lo mantiene efectivo.
Inspección visual de todos los protectores de sobretensiones. Busque decoloración, protuberancias o carcasas agrietadas. Un MOV que haya absorbido una sobretension mayor mostrará daños físicos. Remplazarlo inmediatamente.No lo pruebe y vuelva a usarlo.Un MOV usado tiene un voltaje de sujeción desconocido y una vida útil desconocida.
Verifique la resistencia de la conexión a tierra, un perno de tierra suelto aumenta la impedancia, una impedancia alta significa que la energía de la oleada pasa a través de su equipo en lugar de a tierra.Re-torque cada perno de tierra a las especificaciones.
Prueba cada protector contra sobretensiones con un probador de sobretensiones, que envía una sobretension calibrada a través del protector y mide el voltaje de sujeción.Si la tensión de sujeción se ha desviado más del 10% del valor nominal, sustituya el protector.
Prueba la resistencia de la barra de tierra: si ha superado los cuatro ohmios, añade una segunda barra o trata el suelo con bentonita para mejorar la conductividad.
Inspeccione todas las glándulas de cable, conectores y bloques terminales para detectar la corrosión.Limpia todo contacto con alcohol isopropílico y un cepillo de fibraReaplicar grasa dieléctrica a cada pin de conector.
Reemplace todos los protectores de corriente, independientemente de su condición.Un protector que se ve bien después de un año de temporada de tormentas puede haber perdido del 30 al 40 por ciento de su capacidad de sujeciónEl costo de un nuevo protector es trivial comparado con el costo de reemplazar tarjetas de receptor fritas.
Realice una prueba de encendido del sistema completo a niveles de brillo cada vez mayores, registre el voltaje en cada salida de fuente de alimentación, el consumo de corriente de cada grupo de alimentación y la temperatura de cada tarjeta receptor.Cualquier desviación de la línea de base indica un componente que se está debilitando.Reemplazarlo antes de la próxima temporada de tormentas.
