Como fornecer proteção ideal contra raios para telas LED externas?

Como fornecer proteção ideal contra raios para telas LED externas?

 

 

 

 

 

 

 

 

Telões LED para exteriores, com sua alta integração e densos componentes eletrônicos, são alvos vulneráveis ​​à queda de raios durante temporadas de trovoadas. Os raios podem danificar equipamentos através de impactos diretos, indução ou surtos elétricos induzidos, levando a falhas de circuitos, incêndios e até mesmo ferimentos pessoais ou fatalidades. Portanto, um sistema abrangente de proteção contra raios deve ser estabelecido, abrangendo seis dimensões principais: proteção direta contra raios, proteção contra raios induzidos, otimização do sistema de aterramento, blindagem e colocação de linhas, seleção e instalação de equipamentos e gerenciamento de operação e manutenção, para garantir a operação segura do equipamento.

 

1. Proteção direta contra raios: interceptando com precisão a energia do raio

O núcleo da proteção direta contra raios é desviar a energia do raio para o solo por meio de dispositivos de proteção contra raios, evitando ataques diretos na tela. As medidas específicas incluem:

 

Instalação de pára-raios
Em áreas abertas ou regiões sem proteção de edifícios altos, devem ser instalados pára-raios no topo da estrutura de aço da tela. A altura do pára-raios deve ser calculada utilizando o método da esfera rolante, para garantir que a faixa de proteção cubra toda a tela do display e seus equipamentos auxiliares. Por exemplo, para uma tela de 5 - metros - de altura, a altura do pára-raios pode ser projetada para ser de 8 - 10 metros, formando um ângulo de proteção de 45 - graus. O pára-raios deve ser feito de aço galvanizado por imersão a quente - com um diâmetro não inferior a 25 mm e equipado com um condutor de descida independente com uma área de seção transversal - não inferior a 50 mm² para garantir a rápida descarga da corrente do raio.

 

Faixa de raios e condutor descendente
Uma faixa de proteção contra raios deve ser colocada ao longo da borda do teto da tela usando aço redondo galvanizado por imersão a quente - de Φ12 mm, com um espaçamento não superior a 1 metro, e conectada de forma confiável ao condutor descendente do pára-raios. O condutor de descida deve ser o mais curto e reto possível e deve evitar curvas para reduzir quedas de tensão indutiva. Grampos de desconexão devem ser instalados a cada 18 - 24 metros para facilitar a medição da resistência de aterramento.

 

Ligação Equipotencial
A estrutura de aço, a carcaça e os suportes metálicos da tela devem ser conectados ao eletrodo de aterramento através de tiras trançadas de cobre para formar um corpo equipotencial. Os pontos de conexão devem ser fixados com parafusos e revestidos com pasta condutora para evitar oxidação. A ligação equipotencial pode eliminar diferenças de potencial e evitar fenômenos de contra-ataque.

 

2. Proteção contra raios induzidos: interceptação de pulsos de raios em vários - estágios

Os raios induzidos invadem equipamentos através de linhas de energia e de sinal, exigindo dispositivos de proteção de vários - estágios para enfraquecer a energia do raio.

 

Proteção do sistema de energia

Proteção de front-end -: Instale um protetor contra surtos de energia de primeiro estágio - (por exemplo, SPD Classe B) na entrada da caixa de distribuição da tela do monitor, com capacidade de tratamento de corrente - não inferior a 60kA (8/20μs) e tempo de resposta menor ou igual a 25ns.
Proteção da Sala de Equipamentos: Instalar um protetor contra surtos de segundo estágio - (SPD Classe C) no gabinete de distribuição principal da sala de equipamentos, com capacidade de movimentação de corrente - não inferior a 40kA; instale um protetor contra surtos de terceiro estágio - (SPD Classe D) na extremidade do equipamento, com capacidade de tratamento de corrente - não inferior a 10kA. A proteção de três estágios - pode reduzir gradualmente a tensão residual do raio para garantir a segurança do equipamento.
Requisitos de linha: As linhas de energia devem ser instaladas utilizando cabos blindados ou conduítes metálicos, com ambas as extremidades aterradas. A área da seção transversal - das linhas de fase não deve ser inferior a 10 mm², e a das linhas de aterramento não deve ser inferior a 16 mm² para reduzir a impedância da linha.

Proteção do sistema de sinal

Sinais de rede: Instalar protetores contra surtos de sinal de rede na entrada dos cabos de rede, suportando taxas de transmissão de 10/100/1000Mbps e com perda de inserção menor ou igual a 0,5dB.
Sinais de vídeo: Para sinais digitais como HDMI e DVI, use protetores contra surtos de sinal coaxial com uma faixa de frequência de trabalho de 0 - 6GHz; para sinais de vídeo analógicos, use protetores contra surtos de interface BNC com largura de banda maior ou igual a 10 MHz.
Sinais de controle: Instalar protetores contra surtos dedicados para interfaces RS232/RS485, com tempo de resposta menor ou igual a 1ns e tensão de proteção menor ou igual a 15V.
Proteção de fibra óptica: Embora as fibras ópticas sejam inerentemente isolantes, seus membros de força devem ser aterrados nas proximidades para evitar danos por indução eletrostática ao equipamento.

3. Otimização do sistema de aterramento: construção de canais de descarga de baixa impedância -

O sistema de aterramento é o núcleo da tecnologia de proteção contra raios e a resistência de aterramento deve atender aos requisitos padrão.

 

Aterramento frontal -
A resistência de aterramento da tela deve ser menor ou igual a 4Ω. Se a resistividade do solo for elevada, as seguintes medidas podem ser tomadas para reduzir a resistência:

Método de Substituição do Solo: Substitua o solo dentro de um raio de 2 - metros ao redor do eletrodo de aterramento por materiais de baixa resistividade - (por exemplo, argila, pó de carvão).
Redutores de resistência química: Injete redutores de resistência ao redor do eletrodo de aterramento para expandir o diâmetro equivalente do corpo de aterramento.
Aterramento de poço profundo: Faça furos abaixo do nível do lençol freático, preencha-os com redutores de resistência e instale eletrodos de aterramento verticais para reduzir significativamente a resistência de aterramento.

Aterramento da Sala de Equipamentos
A resistência de aterramento da sala de equipamentos deve ser menor ou igual a 1Ω. Um sistema de aterramento combinado deve ser estabelecido, conectando o aterramento de proteção contra raios, o aterramento de trabalho e o aterramento de proteção a uma rede de aterramento. A grade de aterramento deve ser soldada em um padrão de grade usando aço plano galvanizado por imersão a quente - (40mm×4mm), com um espaçamento de grade não superior a 5 metros, e conectada de forma confiável ao reforço da fundação do edifício.

 

Grade de Aterramento Equipotencial
Instale uma placa terminal de aterramento equipotencial (MEB) na sala de equipamentos e conecte todas as caixas metálicas do equipamento, tubos metálicos, bandejas de cabos, etc., ao MEB usando fios de cobre de 6 mm² para formar um corpo equipotencial. O MEB deve ser conectado à rede de aterramento usando fios de cobre de 25 mm² para garantir a equalização de potencial.

 

4. Blindagem e colocação de linha: bloqueio de interferência eletromagnética de raios

As linhas são as principais vias de invasão da energia dos raios, sendo necessárias blindagens e assentamentos enterrados para reduzir a interferência.

 

Blindagem de linha de energia
Utilize cabos blindados ou eletroduítes metálicos para assentamento, com ambas as extremidades aterradas. Se a linha for longa, o aterramento repetido deve ser realizado a cada 50 metros para reduzir a tensão induzida.

 

Blindagem de linha de sinal

Cabos de rede: Utilize STP (par trançado blindado) ou SFP (jumpers de fibra óptica), com a camada de blindagem aterrada em ambas as extremidades.
Cabos de vídeo: Use cabos coaxiais (por exemplo, SYV75 - 5), com a camada trançada externa aterrada de forma confiável.
Cabos de controle: Os barramentos RS485 devem utilizar cabos de pares trançados - e ser revestidos com mangueiras metálicas, com ambas as extremidades das mangueiras aterradas.

Colocação enterrada em linha
Todas as linhas (energia e sinal) deverão ser instaladas no subsolo, com profundidade de enterramento maior ou igual a 0,7 metros. Se cruzarem estradas, elas deverão ser protegidas por tubos de aço, com ambas as extremidades dos tubos aterradas. As linhas devem ser colocadas longe de instalações metálicas, como tubos de drenagem e tubos de gás, para evitar indução secundária.

 

5. Seleção e Instalação de Equipamentos: Melhorando os Níveis de Segurança Intrínseca

O desempenho da proteção contra raios do próprio equipamento afeta diretamente o efeito de proteção, sendo necessária a otimização em três aspectos: seleção, instalação e adaptabilidade ambiental.

 

Seleção de Equipamentos

Grau de proteção contra raios: Escolha equipamentos certificados pela GB/T 34827 - 2017 "Especificações técnicas de proteção contra raios para telas de LED", com circuitos internos com funções de proteção contra sobretensão e sobrecorrente.
Grau de proteção: A tela do display deve atender ao grau de proteção IP65, com módulos encapsulados em composto de envasamento e gabinetes vedados com gaxetas impermeáveis ​​para evitar infiltração de água da chuva.
Temperatura operacional: Os chips de circuito devem ser produtos de classe industrial - (-40 graus ~85 graus) ou automotivos (-40 graus ~125 graus) para se adaptarem a ambientes extremos.

Requisitos de instalação

Altura e ângulo: A tela deve ser instalada a uma altura inferior a 10 metros para evitar que se torne um ponto alto; o ângulo de inclinação deve ser maior ou igual a 15 graus para evitar o acúmulo de água da chuva.
Método de fixação: Utilize parafusos químicos ou parafusos de expansão para fixação, com diâmetro de parafuso não inferior a 12 mm e profundidade não inferior a 100 mm para garantir a estabilidade estrutural.
Projeto de dissipação de calor:Defina furos de dissipação de calor na parte traseira do gabinete, com diâmetro de furo menor ou igual a 3mm para evitar a entrada de insetos; instale ventiladores axiais no interior com uma taxa de fluxo de ar maior ou igual a 100CFM para garantir a eficiência da dissipação de calor.

Adaptabilidade Ambiental

Prevenção de névoa salina: Em áreas costeiras, use materiais de aço inoxidável ou aplique tinta antiferrugem - para evitar corrosão por névoa salina.
Prevenção de poeira: Em regiões propensas a tempestades de areia, instale telas contra poeira na frente da tela e limpe-as regularmente.
Proteção UV: Aplique revestimento UV na superfície do gabinete para evitar o envelhecimento UV.

6. Gestão de Operação e Manutenção: Construindo um Mecanismo de Proteção de Longo - prazo

O sistema de proteção contra raios requer inspeção e manutenção regulares para garantir sua eficácia contínua.

 

Inspeções Regulares

Inspeção de aparência: Verifique a tela semanalmente quanto a deformações, rachaduras e conexões soltas.
Inspeção do protetor contra surtos: Use um testador de protetor contra surtos mensalmente para verificar o status dos SPDs; se a luz indicadora estiver apagada ou um alarme for acionado, substitua-os imediatamente.
Medição de resistência de aterramento: Use um testador de resistência de aterramento trimestralmente para medir a resistência de aterramento; se a resistência exceder o padrão, reduza-a imediatamente.

Limpeza e Manutenção

Limpeza de tela: Limpe a tela trimestralmente com uma escova macia e água limpa, evitando o uso de ferramentas pontiagudas para arranhar.
Manutenção do sistema de dissipação de calor: Limpe a poeira dos ventiladores de dissipação de calor a cada seis meses e substitua os filtros antigos para garantir a eficiência da dissipação de calor.
Backup de dados: Faça backup do conteúdo de reprodução da tela e controle os parâmetros semanalmente para evitar perda de dados devido a quedas de raios.

Resposta de Emergência

Plano de Relâmpago: Desenvolva um plano de emergência, esclarecendo os procedimentos de desligamento, inspeção e reparo - após a queda de um raio.
Equipamento de reserva: Equipar com fontes de alimentação de reserva (por exemplo, UPS) e módulos de reserva para garantir a rápida restauração da operação.
Treinamento de pessoal:Organizar anualmente treinamento de conhecimento sobre proteção contra raios para melhorar as capacidades de resposta a emergências do pessoal de operação e manutenção.

 

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