地磅秤防雷系統(tǒng)方案

電子地磅計(jì)量系統(tǒng)是一個(gè)綜合的系統(tǒng)工程,涉及到計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、微電子技術(shù)、現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)等多種前沿技術(shù),電子地磅計(jì)量系統(tǒng)使用了大量的靈敏電子設(shè)備，一方面這些設(shè)備的敏感性高，抗雷電電磁脈沖的能力差，很容易受到侵害；另一方面由于其特殊性、安全可靠性要求非常高，如果電子地磅一旦遭到雷擊破壞，會(huì)影響整個(gè)工作的正常運(yùn)行。

根據(jù)電子地磅系統(tǒng)遭受雷擊的不同雷擊途徑，以下分析了雷電對(duì)電子地磅系統(tǒng)系統(tǒng)的侵害，提出了相應(yīng)的防護(hù)措施。即：依照有關(guān)規(guī)范規(guī)定，根據(jù)雷電損害和損失的類型，對(duì)雷電損害及損害的途徑進(jìn)行分析，以便確定其防護(hù)措施。

電子地磅計(jì)量系統(tǒng)需要重點(diǎn)防范的雷電災(zāi)害是雷電過(guò)電壓及雷電波侵入，防雷措施應(yīng)在聯(lián)合接地、電源及信號(hào)避雷防護(hù)、等電位聯(lián)結(jié)、屏蔽的基礎(chǔ)上，認(rèn)真實(shí)施各項(xiàng)保護(hù)措施，以提高雷電過(guò)電壓侵入及雷電電磁脈沖的綜合防御能力。

1、防雷系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)滿足以下原則：

1.1保護(hù)器不影響被保護(hù)設(shè)備的正常工作；

1.2雷擊產(chǎn)生沖擊波時(shí)，所采用的防護(hù)器件應(yīng)有低阻抗，將沖擊電流直接導(dǎo)入大地而不產(chǎn)生危險(xiǎn)的沖擊對(duì)地電位差；

1.3防護(hù)器件應(yīng)有較高的承受沖擊能量的能力，并有規(guī)范的接地系統(tǒng)。

2、電子地磅可能遭受雷擊的途徑及方式

2.1直擊雷

直擊雷只占雷擊率的20％左右，是指閃電擊中電子地磅產(chǎn)生的熱效應(yīng)和機(jī)械力者，以其巨大的電流、熾熱的高溫、猛烈的沖擊波導(dǎo)致設(shè)備嚴(yán)重?fù)p毀，但受害范圍一般較小。

2.2雷電感應(yīng)

當(dāng)電子地磅鄰近有雷擊時(shí)，此時(shí)它會(huì)處在很強(qiáng)的瞬變的電磁場(chǎng)中，會(huì)感應(yīng)出較大的電動(dòng)勢(shì)損壞設(shè)備。另外當(dāng)電子地磅上空有帶電積雨云（雷云）經(jīng)過(guò)時(shí)，電子地磅的金屬結(jié)構(gòu)會(huì)感應(yīng)出與雷云相反的電荷而演變成較大的電動(dòng)勢(shì)使其損壞設(shè)備。前者為電磁感應(yīng)，后者為靜電感應(yīng)，電磁感應(yīng)和靜電感應(yīng)通稱為雷電感應(yīng)，被IEC（國(guó)際電工委員會(huì)）稱為“電子信息時(shí)代的一大公害”。它對(duì)設(shè)備的損壞沒(méi)有直擊雷嚴(yán)重，雷電感應(yīng)有兩個(gè)重要特性就是發(fā)生的概率高和涉及面廣。

2.3雷電波侵入

電子地磅的電源傳輸線路，信號(hào)線路直接被雷擊中或雷電感應(yīng)時(shí)，雷電高壓會(huì)以波的形式沿著相關(guān)線纜侵入設(shè)備造成損毀。

2.4雷電波引起地電位反擊

當(dāng)電子地磅房的避雷針接閃雷電流時(shí)，雷電流經(jīng)過(guò)的路徑上會(huì)產(chǎn)生很高的瞬時(shí)高電壓，使該路徑與周?chē)慕饘傥矬w之間形成暫態(tài)的電位差。如果這種暫態(tài)電位差超過(guò)兩者的絕緣程度，將導(dǎo)致?lián)舸┓烹?。?dāng)直擊雷在電子地磅鄰近入地時(shí)會(huì)引起設(shè)備地網(wǎng)電位升高，從而使設(shè)備外殼產(chǎn)生高電位，如果外殼與設(shè)備電源電壓之間電位差大于設(shè)備耐壓能力時(shí)，就會(huì)造成設(shè)備損壞。

3、電子地磅綜合防雷系統(tǒng)

由于該公司電子地磅位于三道幢山頂，海拔較高，地下金屬礦藏豐富，是雷暴多發(fā)區(qū)，加上地處空曠地帶，周?chē)鷽](méi)有高大建筑物，相對(duì)比較孤立，加上電源輸送線較長(zhǎng)，其應(yīng)力部件（傳感器）、放大器和顯示設(shè)備耐壓能力低，均滿足了易落雷區(qū)的基本條件，受雷擊的概率較大，所以必須行全方的雷擊位綜合防護(hù)。

3.1直擊雷防護(hù)

直擊雷防護(hù)的目的是把閃電引導(dǎo)到安全的地方泄放入地，防止雷電傳導(dǎo)到電子地磅上，它是雷電防護(hù)的前提。其技術(shù)措施可分為接閃（避雷針），低阻值通暢的泄放雷電流（引下線，接地積）應(yīng)按GB50057-942000規(guī)范中的技術(shù)要求進(jìn)行施工。如果條件許可的情況下，可在電子地磅3米處設(shè)避雷單針保護(hù)，將電子地磅承載器金屬臺(tái)面及地磅房完全置于避雷針的有效保護(hù)范圍之內(nèi)，這樣可以大大減少雷電的沖擊。

3.2電源和信號(hào)系統(tǒng)的雷電防護(hù)

依據(jù)雷擊事故調(diào)查結(jié)果顯示電子地磅所遭受的雷擊絕大部分是雷電波從電源線和信號(hào)線路侵入設(shè)備造成的，所以電源和信號(hào)系統(tǒng)的防雷是整個(gè)防雷系統(tǒng)的關(guān)鍵之一。

地磅一般都處于暴露場(chǎng)合，因此，其應(yīng)力部件（傳感器）、放大器和顯示設(shè)備以及與地磅配套使用的電腦打印機(jī)等設(shè)備很容易遭受雷電的損害。大多數(shù)情況下，地磅的損壞都是由電阻或電容耦合瞬態(tài)過(guò)電壓造成的，所有引入顯示間的供電、信號(hào)線路以及室外與地磅的應(yīng)力部件（傳感器）相連接的信號(hào)線及電源線都應(yīng)安裝過(guò)電壓保護(hù)裝置。

4、防雷器選型注意事項(xiàng)

4.1控制線入口安裝的信號(hào)避雷器

選擇這類避雷器型號(hào)時(shí)要注意參照下述技術(shù)參數(shù)，避雷器的反應(yīng)動(dòng)作時(shí)間小于1ns，限制電壓小于5-12伏，接入后對(duì)信號(hào)的衰減在時(shí)在0.1dB－0.5dB之間，防雷最大通流能力為5-10KA。

4.2電源線處安裝電源避雷器

由于雷電沖擊波的主要能量集中在從工頻附近幾十赫茲到幾百赫茲的低端，所以雷電沖擊波能量就容易與工頻回路發(fā)生耦合、諧振，于是雷電沖擊波從電源線路進(jìn)入電子設(shè)備的幾率要比從信號(hào)線中進(jìn)入的幾率要高得多，據(jù)統(tǒng)計(jì)，約有80％的雷擊損壞電子設(shè)備的事故是由電源引入的，因此應(yīng)特別加強(qiáng)系統(tǒng)中設(shè)備電源的防雷措施。所以選擇殘壓小，反應(yīng)時(shí)間快的避雷器最好。

5、電子磅防雷實(shí)施措施

地磅系統(tǒng)作為精細(xì)電子傳感系統(tǒng)來(lái)講，在多雷雨季節(jié)時(shí)，常受到雷電波的破壞，而維修時(shí)間有時(shí)又太長(zhǎng)，往往影響正常稱重工作，因此特設(shè)計(jì)如下地磅綜合防雷方案以解用戶之難。

5.1第一級(jí)電源防雷

中心室電源配電箱處加裝8/20波形40千安單相電源防雷箱CX-PB40D，保護(hù)室內(nèi)所有用電設(shè)備。

5.2第二級(jí)電源防雷

在傳感器處安裝24V直流電源避雷器CX-DM24，實(shí)現(xiàn)濾波精細(xì)保護(hù)設(shè)備，同時(shí)防止瞬間電壓波動(dòng)功能。其特點(diǎn)是電源精細(xì)避雷保護(hù)，適用于電源線的防雷保護(hù)，具有較低的限制電壓，快速響應(yīng)等特點(diǎn)，可防護(hù)來(lái)自傳輸線的感應(yīng)雷擊或其它浪涌過(guò)電壓對(duì)被保護(hù)設(shè)備帶來(lái)的危害。

5.3控制信號(hào)線路防雷

在控制線上安裝控制線信號(hào)避雷器CX-DATA/PTZ，避雷器的反應(yīng)動(dòng)作時(shí)間小于1ns，接入后對(duì)信號(hào)的衰減在時(shí)在0.1dB，防雷最大通流能力為10KA。

圖1地磅系統(tǒng)防雷示意圖

5.4等電位連接

在磅房?jī)?nèi)敷設(shè)等電位匯流排，將室內(nèi)電器設(shè)備就近與等電位匯流排可靠連接。并與地網(wǎng)相連接。將地磅承載器金屬面用16CM的銅線與接地網(wǎng)可靠連接，但不能影響地磅的準(zhǔn)確度。

5.5屏蔽

將入戶電力線路在進(jìn)入室內(nèi)前，套金屬管地埋，地埋金屬管長(zhǎng)度不得小于15米，并且金屬管兩端可靠接地。

5.6防雷接地

①、接地連接時(shí)，先將接地引線與配電箱內(nèi)地排相連，再將相線與相線連接。各線連接時(shí)，線應(yīng)短、直且不能打直角彎，配電箱內(nèi)地排與變頻器PE端子連接線長(zhǎng)度不應(yīng)大于0.5m，防雷器地線與配電箱地排連接線長(zhǎng)度不應(yīng)大于0.5m。電源防雷器相線截面積不應(yīng)小于10mm，地線截面積不應(yīng)小于16mm，信號(hào)線防雷器地線截面積不應(yīng)小于1.5mm。配電箱內(nèi)地排與接地匯流排連線截面積不應(yīng)小于16mm。

②、地網(wǎng)接地電阻值不應(yīng)大于10Ω。根據(jù)地形可開(kāi)挖條形、方形、L型、星型溝槽，溝槽深度為0.5m,溝槽內(nèi)間隔5m打入一根垂直接地極，如果土壤條件較好（黃土、黏土、沙土），打入三至四根即可，如是砂石結(jié)構(gòu)需打入八根，盡量避免在巖層上做地網(wǎng)。垂直接地極可采用Φ20的圓鋼或L50×5的角鋼，長(zhǎng)度為1.5m到2.5m。如地網(wǎng)近無(wú)人活動(dòng)，也可以不挖溝，直接將接地極打入地下。垂直接地極用40×4的扁鋼連接起來(lái)，然后用截面積不小于16mm的銅導(dǎo)線連到配電箱地排。

做好以上幾點(diǎn)，電子秤的安全可靠性就大大加強(qiáng)了，特別是那些多雷地區(qū)的用戶，在安裝電子汽車(chē)衡時(shí)一定要注意以上要求，以確保電子汽車(chē)衡安全使用。

6、防雷器造型配置清單

7、運(yùn)行維護(hù)

①、避雷器安裝之后，應(yīng)檢查所有接線是否正確安裝，然后運(yùn)行測(cè)試，看系統(tǒng)和設(shè)備是否正常工作，有無(wú)異常情況，如有，應(yīng)及時(shí)檢查，直至整個(gè)系統(tǒng)均正常運(yùn)作。

②、每年雷雨季節(jié)前應(yīng)對(duì)接地系統(tǒng)進(jìn)行檢查和維護(hù)。主要檢查連接處是否緊固、接觸是否良好、接地引下線有無(wú)銹蝕、接地體附近地面有無(wú)異常，必要時(shí)應(yīng)挖開(kāi)地面抽查地下蔽部分銹蝕情況，如果發(fā)現(xiàn)問(wèn)題應(yīng)及時(shí)處理。

③、接地網(wǎng)的接地電阻宜每年進(jìn)行一次測(cè)量。

④、每年雷雨季節(jié)前應(yīng)對(duì)運(yùn)行中的避雷器進(jìn)行一次檢測(cè)，雷雨季節(jié)中要加強(qiáng)外觀巡視，如檢測(cè)發(fā)現(xiàn)異常應(yīng)及時(shí)處理。