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Apr 20, 2023

Comprendre les écarts d'arc pour les systèmes AM

Vous ne pouvez jamais avoir trop d'espaces d'arc ! Par Mark Persons Fig. 1 montre un

Vous ne pouvez jamais avoir trop d'espaces d'arc !

Par Mark Persons

La figure 1 montre un espace d'arc fabriqué à la main, parfois appelé un espace de boule, pour une utilisation dans les systèmes de transmission de diffusion AM. Des lacunes comme celle-ci sont une technologie éprouvée pour « arc » de RF à la terre et aident à protéger l'équipement de diffusion AM contre les hautes tensions de l'électricité statique et des coups de foudre.

Ma préférence est d'en mettre un à l'entrée 50 ohms et un autre à l'antenne de tous les réseaux de couplage d'antennes. Ils doivent également être installés dans les phaseurs AM où les lignes de transmission entrent depuis chaque tour. Un autre bon endroit pour un est du côté entrée du phaseur où les lignes d'alimentation de l'émetteur entrent en jeu. L'idée est de limiter la tension maximale à une valeur sûre et non destructive en détournant l'énergie excédentaire vers la terre. Le projet que je décris est "à bon marché".

Deux espaces d'arc de tailles différentes sont représentés sur la figure 2, mais le thème est le même. La plus grande pièce en "L" est une entretoise d'angle plaquée standard, parfois appelée fer d'angle ou équerre, disponible dans les quincailleries locales. Des écrous borgnes en laiton sont utilisés à chaque extrémité de l'espace, ce qui est une bonne pratique pour ce type d'appareil. Ils ont une face arrondie lisse où l'arc devrait se produire.

J'ai utilisé un taraud 1/4-20 pour mettre les fils dans le support. Une vis à métaux 1/4-20, avec rondelle de blocage et écrou, permet d'ajuster la dimension de l'écart sans mettre les mains sur RF de l'autre côté de l'écart.

Le support en L plus petit est en aluminium et est également fileté pour accueillir la quincaillerie en laiton plaqué. J'utilise des métaux non ferreux dans les circuits RF car ils ne vibrent pas à la fréquence radio, ne chauffent pas et parfois ne fondent pas.

Ne riez pas - cela s'est produit dans des systèmes à haute puissance. Tu dois penser à ces choses !

En cas de doute, utilisez une barre aimantée ordinaire comme outil de test. Vous ne devez pas utiliser de matériel RF s'il est attiré par un aimant. Oui, la plus grande équerre est en acier, mais elle n'est pas du côté RF ; il est au sol et ne conduit pas RF.

Un isolateur carré en porcelaine de 2 × 3/4 pouces est boulonné aux deux supports en L. Le grand espace d'arc a un isolant de 3 × 1 pouce de diamètre. Le boulon inférieur de chaque isolateur a une tête plate et est encastré pour être au ras de la surface inférieure du support. Je fais cela en utilisant un foret beaucoup plus gros pour fournir un biseau là où se trouve le trou de montage. Oui, il y a des rondelles en fibre ou en nylon à chaque extrémité de l'isolant pour aider à prévenir la casse, en particulier lors des changements de température. La porcelaine est cassante et elle craque au lieu de céder. De plus, j'aime arrondir les angles, ne serait-ce que pour éviter les blessures lorsque mes mains travaillent sur l'appareil.

La construction de ces appareils suppose que vous êtes à l'aise avec les outils et que vous aimez construire des choses. Les pièces pour ce projet sont sorties de ma boîte à déchets mais coûteraient moins de 10 $ neuves. Le temps d'usinage et d'assemblage pour chacun était d'environ 30 minutes. (Peut-être que j'aurais dû être un machiniste au lieu d'un ingénieur de diffusion !)

Nice, de nouveaux espaces d'arc sont disponibles auprès de plusieurs sources, y compris Kintronic Labs (kintronic.com). L'un de leurs modèles les plus populaires est l'AG-3-1.5B, qui se vend 185 $.

Deux boulons en acier avec rondelles de blocage et écrous maintiendront cet assemblage d'espace d'arc vers le bas, généralement sur une surface métallique. Cette surface doit être au potentiel de terre ou un fil doit être connecté à cette extrémité de l'espace d'arc pour le mettre au potentiel de terre.

Il est particulièrement important d'installer un espace d'arc partout où le système est équipé d'un ampèremètre d'antenne de marque Delta ou d'un transformateur d'échantillon toroïdal similaire. Voir Fig. 3.

Le meilleur emplacement est du côté de l'antenne de la bobine d'échantillonnage où la foudre est la plus susceptible d'entrer. Faites passer le conducteur RF aussi près que possible du centre du transformateur. N'oubliez pas que la foudre empruntera le chemin le plus court.

Cette distance entre le conducteur et la traversée du transformateur doit être supérieure à l'espacement de l'arc. Si le transformateur a une marque noire sur sa douille blanche, il y a de fortes chances qu'il ait été touché par la foudre. Le symptôme habituel est que la tension de sortie de l'échantillon va doubler, causant des problèmes de mesure majeurs.

Les espaces d'arc de ce type doivent être utilisés à l'intérieur et non à l'extérieur des éléments. De plus, vous souhaitez les monter de manière à ce que les écrous borgnes soient horizontaux les uns par rapport aux autres. Cela permettra à un arc de se dégager rapidement. Le montage vertical d'un intervalle d'arc peut conduire à un arc continu qui ne s'éteint pas facilement.

Un attribut important de cette conception est que la distance de l'arc est maintenue constante dans le temps en raison de ses fixations rigides. Vous ne voulez pas qu'il soit fragile et cause des problèmes.

A Jacob's Ladder, à ne pas confondre avec le film du même nom, est illustré à la Fig. 4.

Les échelles de Jacob sont parfois utilisées comme entrefers d'arc dans des situations de haute tension pour éteindre naturellement et considérablement les arcs après leur démarrage. Celui-ci a un fil de cuivre solide n ° 6 où l'arc se produit.

N'ayant pas d'éclairage disponible pour le moment, j'ai connecté un transformateur d'éclairage d'enseigne au néon et j'ai soigneusement allumé l'alimentation. L'arc que vous voyez a commencé à la partie étroite inférieure, puis a progressé dans l'espace plus large jusqu'à ce qu'il sorte de l'extrémité et s'éteigne.

Quel espacement entre les points est suffisant ou trop ?

Les émetteurs de Nautel ont fait des recherches sur le sujet et publié un article; vous pouvez accéder au PDF sur tinyurl.com/rw-nautel-gap. La société mise sur la protection contre la foudre pour améliorer la fiabilité de ses émetteurs.

Voici plus d'un autre papier Nautel:

Tout cela suppose une impédance de 50 ohms sans réactance au niveau de la mer. Un espacement plus large est nécessaire pour les altitudes plus élevées. Le diamètre de la boule (écrou borgne) joue également un rôle. Une réactance positive ou négative élevée peut être un véritable joker dans l'équation. La modulation AM, comme vous le savez, ajoute 50% ou plus de puissance RF sur les pics et bien sûr plus de tension.

Pour moi, il est plus facile de régler l'écart large, puis de réduire lentement l'espacement pendant que la station est entièrement modulée. Cela peut être un moment excitant lorsque l'arc se produit ! Je recule ensuite l'écart à deux fois la distance et le resserre.

Des orages avec éclairs peuvent même se produire pendant les mois d'hiver dans le Minnesota. C'est surprenant mais vrai que nous obtenons de l'orage. C'est vrai, les conditions de tempête de neige dans l'air sec peuvent parfois entraîner des charges statiques élevées et parfois des éclairs.

Intégrez à votre entretien de routine la vérification de la propreté de tous les espaces d'arc. Vous pourriez être surpris de trouver des lacunes mal creusées par la formation d'arcs. Il peut être nécessaire de limer les bords lisses. Soyez heureux qu'ils aient aidé à sauver l'équipement tout en se sacrifiant dans le processus. C'est une assurance bon marché et parfaitement logique.

Mark Persons, WØMH, est un ingénieur de diffusion professionnel certifié et possède plus de 40 ans d'expérience. Son site Web est www.mwpersons.com.

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L'auteur, WØMH, est un ingénieur de diffusion professionnel certifié SBE, maintenant à la retraite après plus de 60 ans dans l'ingénierie de la diffusion radio, dont 44 ans en affaires. Il a commencé par tourner les cadrans des émetteurs de diffusion à l'âge de 11 ans et reste actif en encadrant quatre ingénieurs de diffusion radio. Il est membre du National Radio Systems Committee et récipiendaire du John H. Battison Award for Lifetime Achievement de la Society of Broadcast Engineers. Son site Web est www.mwpersons.com.

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