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浅谈地磅的防雷保护

时间:2018-02-02 05:43:30 来源:本站 点击数:797

随着经济快速发展,(地磅)也快速走进企业, 成为企业质量计量重要手段。由于户外称桥与地面基本同一平 面,称重控制房一般设置比较低矮,其防雷设计的重要性往往被 人们忽视,认为这么矮不需要设计安装防雷设施保护,殊不知雷 电通过炽热的高温、强大冲击波、剧变的电磁场、强烈的电磁辐 射,对电子桥称的设备已构成严重的威胁。近年来我市欣欣能源 有限公司、上冲建材市场有限公司等电子桥称均遭受雷击,损坏 称桥压力传感器、求值电子处理器、称重系统的控制和监视PC 机和大屏幕数字显示屏等,使企业无法正常生产,给企业带来一 定经济损失。从雷击损坏的情况和现场检测、勘察分析,造成电 子车辆桥称(地磅)雷灾的主要原因有:

(1)称秤(户外)、显示屏和称重控制房没有直接雷保护设 施。若遭受直接雷击,能量强大雷电流无法泄放,必然会使电子 车辆桥称电子原件造成损害;

(2)电源线路及数据传输线路未安装相应的浪涌保护器。由 于测量传感器与求值处理器具(特别是户外桥称)之间距离很 ,雷击耦合的产生暂态过电压对两端电子元件危害很大(以四 个测量传感器为例如图1)。当称重控制房防雷系统遭受雷击 时,雷电流将流过称重控制房的接地电阻Rsl将引起称重控制 房的地电位以及求值处理器外壳电位抬高,此时数据线路尚处 于零电位,于是在求值处理器外壳与数据线路之间将出现暂态 过电压,并会使这里的绝缘击穿。当击穿发生后,数据线在求值 处理器设备端的电位将抬高这个高电位将沿数据线传输到称 桥传感器(如图1)

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另外由于电磁效应,当称重控制房防雷系统遭受雷击后,雷 电流分流,较大部分雷电流将沿称重控制房的接地体入地,而 较小部分雷电流i2则经过设备的外壳和线缆金属护套的接地入 地,i2在线缆的金属护套上流过时,所产生的磁链将完全交链线 缆芯线,于是就能够通过磁耦合在芯线与金属护套以及芯线与 芯线之间产生暂态高电压(如图1)。线缆芯线与金属护套之间 暂态过电压峰值可按下式来估算:

U2m=l2m* I^T

式中:为过电压峰值;Ih为金属护套中雷电流的峰值;rt 为金属护套与芯线转电阻,它与护套的屏蔽性能有关。

以上两种耦合暂态过电压叠加在一起将会损坏两端电子设备。

(3)桥枰(带压力传感器)的接地和等电位处理不符合要求; 为了确保电子车辆桥称的设备可靠运行,实现企业连续、安 全地生产。根据国内外防雷技术和规范标准,结合电子车辆桥称 的组成结构、工作原理,就其雷电综合防护方案提出几点设计意 见。

1.直击雷的防护

(1)电子车辆称秤悬浮于压力传感器上,一般不能直接利用 称秤钢板作为接闪器,且户外称秤由于称重车辆操作需要比较 空旷的场地,应在称秤旁边装设独立避雷针等接闪器保护。

(2)称重控制房直接雷按三类防雷设防,屋面女儿墙采用避 雷带以防直击雷。数据显示屏也应有防直接雷保护设施,但(当) 其安装在屋顶时,应安装避雷针加以保护。

2雷击电磁脉冲的防护

2.1线路屏蔽及等电位处理

电源及信号线路分别置于金属线管内埋地敷设,屏蔽线管 进入机房、称秤时,线管两端必须接地,数据显示屏的线管两端 也应就近接地。控制和称重控制房内设置等电位接地泄流排,以 供设备地、保护地和计算机逻辑地等电气连接,称秤钢板及传感 器等设备等电位连接(如图2)

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2.2电源及信号线路仰制耦合暂态过电压SPD的安装 (如图3)

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电源系统一般采用在变压器的低压侧装设第一级电源 SPD在分配电箱后,电源220V专线装设第二级电源SPD在直 流电源、测量线和补偿线以及桥秤和求值电子电路终端处各安 装专用SPD在求值电子处理电路和大屏幕数字显示之间的数 据对称接口传输处安装(一般RS422)信号专用SPD在称重系统的控制和监视PC机不对称接口端(一般RS232)安装专用 SPD,以防雷击电磁波从线路入侵。当测量线路安装了浪涌保护 器后,必须重新校正称重系统。

3.接地装置安装

户外称秤独立接闪器采用独立接地装置,接地电阻应不大 10Ω称重控制房和称秤的接地,利用基础钢筋和人工地极绕 控制办公室和桥称四周环型布设接地体,中间用镀锌扁铁(不少 于两处)将两地网相互可靠焊接,组成共用接地网,以防高电位 反击,接地电阻不大于4Ω。