Mise à la terre du radio HF

[VE2QGL Guy]

Merci à tous pour vos réponses,

beaucoup de bonnes lectures en vue.

;-)

Au plaisir d'un contact. Dipole 80 mètres en chemin pour l'automne.

Déjà opérationnel sur 6, 10, 12, 15, 17 et 20 mètres.

73's

Guy VE2 QGL

[VE2YAG Rémi]

La radio-amateur est en déclin rapide, à mes début, environ 200 membres ici en Abitibi, maintenant 20, gros maximum et environ 7 ou 8 actif. (sur  2m) et environ 5-6 en HF seulement ou d'autre bande.

Méchante drop. On à un reseau de 7 repeteur en lien, malheureusement, 2 sont down et pas près d'être réparé (depuis 2 ans) Le reseau vieilli et personne pour en prendre soin, ou très peu d'intérêt. Je ne blame personne, chaqu'un à d'autre intérêt (dont moi-même) et la hobby est moins populaire.

Quelque fois s'entend dire, on va mettre le reseau en D-Star pour ne plus avoir de problème, je ne vois pas d'ou va venir l'intérêt et l'argent non plus.

J'ai fait une prédiction que va surement se réaliser à moyen terme, la quantité d'amateur va encore chuté un peu(internet a pas mal balayer le plus gros), les lien 2m vont tombé un à un et il ne va rester quelque 2-3 repeteur locaux sans lien, on va plutôt recommencer à jaser sur 80m quand on va vouloir parlé d'une ville à l'autre comme il y a 20 ans. Jusqu'au prochain cycle si il y en a un.

Je pense bien que c'est le portrait de la région dans 10ans, ici je laisse ouvert le 2m ouvert sur les 7 repeteurs ensemble, en une fin de semaine complete, parfois un seul QSO de 2-3 minutes. Une change qu'un à un reseau le soir à 19h, sinon entre ça, c'est pas mal le désert total. Je crois qu'on n'atteint pas la "masse critique" pour entretenir la motivation du hobby. Donc je délaisse le 2m et je m'ammuse ce temps-ci (quand j'ai le temps) sur 30m en PSK31...

 

C'est pas pessimiste mais c'est le portrait que je vois pour la région dans 10 à 15 ans environ.

[VA2JOT Jacques]

Quelque fois s'entend dire, on va mettre le reseau en D-Star pour ne plus avoir de problème, je ne vois pas d'ou va venir l'intérêt et l'argent non plus. Je doute que le D-Star exige moins d'entretien qu'un répéteur analogique récent et en bon état au moment de son installation s'il est bien installé. Du neuf, c'est du neuf.

Si tu crois que c'est difficile de trouver des experts en répéteurs analogiques dans ton coin, ou allez-vous trouver l'expertise en D-Star? En plus des connaissances en radio numérique, ca prend une solide base en réseautique IP.

L'autre problème pour l'entretien des répéteurs c'est que les jeunes techiniciens se sentent un peu perdus façe à un répéteur fabriqué avant leur naissance 

73,

[VE2OK Jean]

ne jamais faire en sorte que la foudre aille "chercher" son ground à l'intérieur de la maison.
En relisant ce fil de discussion,je lisais ce commentaire. Avec une ligne bifilaire entrant dans la maison, cela reste tout un défi. Deux options me semblent possibles soit l'installation d'un interrupteur manuel à l'entrée de la maison (à l'extérieur) qui débranche et met à la terre la ligne bifilaire à l'approche d'un orage, soit l'installation de deux protecteurs à gaz avant l'entrée dans la maison.

VE2OK - Jean

[VA2JOT Jacques]

Les lignes bifilaires représentent certaines complications envers les mesures de protection contre les frappes de foudres pour la raison que la tension RF présente sur la ligne est moins prévisible que sur un câble coaxial dont l'impédance est généralement constante donc la tension plus prévisible et fonction de la puissance utilisée (ouf!).

Une méthode existe cependant depuis la nuit des temps. Elle consiste à installer un bon vieux  commutateur "knife switch DPDT" juste au point avant l'entrée configuée pour ouvrir vers le shack et mettre à la masse, les deux brins de la ligne.

Le recours aux tubes à gaz uniquement est risqué car on doit choisir la tension de rupture selon la plus haute tension prévue en exploitation normale ce qui risque de laisser passer les transients résultant de frappes de foudre (indirectes) à proximité. Tensions sufisamment élevées pour endomager l'entrée d'un récepteur.

D'autres posent des éclateurs mais encore une fois, des tensions assez élevées vont se rendre à l'équipement avant qu'arquent les éclateurs. Il va de même pour ceux qui installent des bougies d'allumage d'automobile comme substitut d'éclateurs. Leur tension de rupture est dans la dizaine de KV et la plupart possèdent une résistance interne indésirable pour nos besoins.

Donc, en principe, pour une ligne bifilaire, on la laisse à la masse en tout temps sauf quand on est dans le shack pour opérer et que la météo n'est pas menaçante.

[VE2OK Jean]

Elle consiste à installer un bon vieux  commutateur "knife switch DPDT" juste au point avant l'entrée configuée pour ouvrir vers le shack et mettre à la masse, les deux brins de la ligne.

En fouillant sur le net, j'ai trouvé cette photo...

VE2OK - Jean

[VA2JOT Jacques]

En montant le commutateur à l'intérieur d'un boitier d'aluminum lui-même mis-à-la-masse on offre à la foudre toutes les opportunités pour "sauter" vers cette masse. Ici les deux boites d'interconnexions coaxiales (avec parafoudres) sont en métal avec raccord de masse direct (vers le bas) à la masse.

[VE2PID Pierre]

l'intérieur d'un boitier d'aluminum ... Ici les deux boites d'interconnexions coaxiales sont en métal...

Va pour les lignes en coaxial.. Mais dans le cas des lignes bifilaires genre Ladder Lines de 450 Ω, comme illustrée, il faut maintenir une bonne distance avec tout objet métallique... au moins 6 cm et beaucoup plus selon les sources.

Dans ce sens, à mon avis, un boîtier en bois comme sur la photo est un meilleur choix.

La photo affichée par Jean vient de W1QWT et elle est accompagnée du texte suivant:

Hi,

I am from the "scared school" so I throw the big switch that connects my ladderline fed doublet to GROUND and disconnects it from even going into my shack.

This is a big switch! Has inch wide copper blades about 1/8 inch thick. Very strapping but also probably low impedance to the signal and capable of shunting a large hunk of lightning current to ground. The ground is a large five foot diameter of 3/8 inch copper pipe burried about 4 or 5 feet under ground. The pipe also have copper wires coming off the burried pipe. The 3/8 inch pipe goes right up to the switch. Since the picture was taken I replace the small copper wire connecting to the copper pipe with heavier braid.

[VA2JOT Jacques]

Salut,
          Y'a dilemme ici. Entre les mesures pour controler les influences d'objets métalliques à proximité de la ligne bifilaire et celles visant a prévenir qu'une frappe de foudre fasse flamber le boitier à proximité de la maison. Le bon sens dicte que le bois soit exclut d'après moi.

[VE2PID Pierre]

Les boitiers extérieurs pour raccord électriques en plastique ignifuge ne sont pas conçus pour être ouverts facilement. Faut-être ingénieux ou faire un compromis.

C'est probablement une bonne solution. Il suffirait d'adapter ce genre de boîtier pour qu'il puisse s'ouvrir facilement, ce que tout bricoleur habile pourrait faire.
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À ce que je comprends de la photo, pour le commutateur  en position 'basse', l'extrémité de la LL venant du doublet est en position flottante. Soit l'équivalent de ce que l'on obtient en débranchant nos coaxiaux de la station.

Alors avec la même logique, soit qu'il est donc possible une frappe de foudre fasse flamber le boitier à proximité de la maison, tout objet en bois situé près de l'extrémité flottante du coax venant d'un doublet ordinaire risquerait de s'enflammer... itou .

Je n'ai jamais entendu parler de cas où un coax flottant transporterait suffisamment d'énergie provenant d'une frappe de foudre pour enflammer un objet combustible à proximité. La probabilité pour que la foudre trouve un chemin plus facile vers le sol à proximité de la station donc être beaucoup plus grande.

Ce qui expliquerait peut-être le fait que le design de W1QWT n'a pas été remis en cause par personne dans la discussion (forum américain) qui a suivi son message...

Le risque est un monde de probabilités. On n'a jamais 0 % de risque, quelle que soit l'installation. Il faut donc se résigner à vivre avec ça.

[VE2VMC Martin]

La radioamateur est un hobby dangereux 

[VA2JOT Jacques]

À ce que je comprends de la photo, pour le commutateur  en position 'basse', l'extrémité de la LL venant du doublet est en position flottante. Soit l'équivalent de ce que l'on obtient en débranchant nos coaxiaux de la station. Le principe consiste à  mettre à la masse, la ligne de transmission venant de l'antenne. Après tout, ce qui risque le plus d'être frappé ou de "ramasser" un important transient de proximité c'est l'antenne et non-pas le bout de ligne entre la shack et le boitier ou se trouve le commutateur à proximité de la maison.

Je ne vois pas de sens à laisser flotter la ligne de transmission venant de l'antenne et de mettre à la masse, au comutateur, le bout de ligne qui rentre au shack. Si l'antenne est frappée, elle va s'en trouver un ground mais pas nécessairement celui désiré pour minimiser l'étendue des dégats.

Dans le cas d'un coax, c'est la ligne vers l'antenne qui passe par un parafoudre. Quand on débranche le coax au shack, son autre extrémité demeure mise à la masse dans la boite de raccords via le protecteur. Boite de raccord (ou bulkhead/parre-feu) située juste avant ou au point d'entrée dans la maison. 

Ce qui expliquerait peut-être le fait que le design de W1QWT n'a pas été remis en cause par personne dans la discussion (forum américain) qui a suivi son message... Pour moi cela ne prouve pas grand chose. C'est un forum d'amateurs, pas un comité de revision de la IEEE ou de la IEC. Les commentaires varient selon l'intérêt et la compétence des participants qui auront lu ce post et décidés si ça vallait le coup de le commenter ou pas. Sanction de valeur discutable je crois.

La radioamateur est un hobby dangereux  Plus qu'on peut penser. C'est surprenant de constater que beaucoup d'amateurs ignorent les principes de basse en matière de protection contre les surtensions et les frappes de foudre. Y'en a beaucoup pour qui le terme levée de potentiel de masse ou point unique de mise à la masse n'évoque pas grand-chose de concrêt.

[VE9MDB Matthieu]

Pour ma part, je serais curieux de connaître les statistiques sur les radioamateurs qui ont eu des expériences malheureuses ?  Soit que l'équipement a complètement sauté, soit que des dommages matériaux se sont manifestés à leur demeure,  soit qu'ils aient été blessés ou tués ?  J'aimerai entendre parler ces gens là...?

J'imagine que personnes n'a pensé à faire de statistiques?

[VA2JOT Jacques]

J'en doute à moins que les compagnies d'assurances ne se donnent les outils pour discerner entre les réclamations pour domages aux appareils domestiques "consommateur" et ceux servant à la radio-amateur. Quand les assureurs décident de mettre en place des mécanismes de discernement, c'est habituellement dans le but de justifier une augmentation des primes pour un catégorie donnée de clients considérés comme plus à risque.

Personnellement, je connais au moins un cas ou il a été frappé plus d'une fois avec destruction d'équipement radio mais il refuse toujours de mettre en commun son ground de tour avec celui de son entrée électrique. Tout ce qui est branché à la fois à son système d'antennes et au secteur électrique de sa maison sert de lien fusible quand la foudre frappe sa tour.

Heureusement pour lui (peut-être) les spécialistes (disons) en sinistres qui se sont occupés de ses réclamations n'ont pas encore allumés sur le fait que son installation n'est pas conforme aux normes du code électrique en vigueur depuis 2006.

[VE2PID Pierre]

. L'auteur français que je suis en train de lire (Antennes... par A. Ducros, F5AD) traite lui aussi du problème de la foudre (Chap XI).

Il distingue les deux cas possibles, soit la frappe directe et la frappe indirecte.

Pour la première, qui est selon lui relativement rare, il n'y a rien à faire. Pour le citer, une antenne amateur ne peut pas normalement résister à un coup direct d'une telle énergie, et encore moins la station branchée en bas de ligne qui est généralement détruite... car on parle dans ce cas de millions de volts et de milliers d'ampères, ceci en quelques dixièmes de seconde avec des temps de montée de l'ordre de la microseconde.. Les précautions habituelles (mise-à-terre, etc..) peuvent au mieux limiter quelque peu les conséquences d'une frappe directe. Noter aussi que la fréquence de frappes directes varie aussi selon les régions *.
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Ce qui est cependant beaucoup plus fréquent, ce sont les frappes indirectes. Les courants parfois importants, induits dans les câbles et parties métalliques de l'installation par un coup de foudre dans le voisinage sont une cause fréquente de dégâts aux stations..

Dans le cas de frappe indirecte (comme dans celui de la directe), pas nécessaire de faire compliqué, car la meilleure protection consiste tout simplement à débrancher câbles coaxiaux, lignes bifilaires et câbles de rotor, et à les rejeter à l'extérieur hors de l'habitation. Et si possible, en plus, on doit évidemment créer des chemins alternatifs pour l'acheminement vers le sol, mais ça n'aura jamais l'efficacité des débranchements.

Je suis convaincu que la grande majorité des problèmes de foudre mentionnés par des lecteurs sont issus de frappes indirectes.
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Voilà pour ces remarques venant d'outre-Atlantique où, je présume, les lois de la physique sont les mêmes qu'ici... Redondant, je sais, mais la sécurité n'est pas un sujet à traiter à la légère.
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PS:
* Ici en moyenne (Estrie¹), elle est d'environ 0,5 à 1 frappe par km²/année, alors que pour la Floride, elle atteint des valeurs 16 fois plus grandes. Ce qui signifie qu'en traçant un carré de 1 km de côté autour de mon QTH, la probabilité de frappe est de une ou 2 en deux ans, quelque part dans ce carré. Cette frappe va aussi privilégier (... je sais...) le point le plus facile. Si je suis isolé en hauteur, je serai globalement plus directement visé que dans un environnent urbain avec les poteaux d'Hydro, les antennes de cellulaires, etc. qui sont des chemins faciles. Ce sont donc des effets indirects (frappes indirectes) qui vont peut-être m'affecter, statistiquement parlant, une fois ou deux en deux ans.......

Doit-on alors mettre autant d'efforts que nos collègues du sud, ou y aller plus simplement (sans ajouter en plus des bretelles à nos ceintures )avec un  gestion de risque plus faible.. en sachant que de toute manière, et quelles que soient les précautions, rien ne sera jamais sûr à 100% ?

¹ http://www.lightningsafety.noaa.gov/images/map.pdf