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    大型電子地磅在工廠、礦山大型計量場合、*車輛超載計量復(fù)合工作中的應(yīng)用越來越普遍,然而,由于其系統(tǒng)采用的壓力傳感器、信號放大器、工控計算機*過電壓能力差,工作原理也鮮為人知,因而在雷雨季節(jié)時常出現(xiàn)雷擊事故。文章介紹在大型電子地磅方面的*些雷電防護實踐經(jīng)驗。

1前言

隨著微電子技術(shù)和國民經(jīng)濟的迅速發(fā)展,大型電子地磅在大型計量場*得到愈來愈多的應(yīng)用(如工廠大型進(jìn)出貨物計量、*車輛超載計量檢查、電廠汽車進(jìn)煤計量等),已經(jīng)完全取代傳統(tǒng)的機械式地磅秤。然而,在大型電子地磅的使用中發(fā)現(xiàn),盡管其相對于機械式地磅秤*、機械故障少,但出現(xiàn)電氣故障后將使整個系統(tǒng)癱瘓。

大型電子地磅是以*個微處理器為核心的單片機,*過電壓、過電流能力差,大型電子地磅壓力傳感器部分又在室外,因而時常遭受雷電感應(yīng)電磁脈沖的危害,造成系統(tǒng)癱瘓。如2006年7月,荔波縣某煤礦大型電子地磅遭受雷擊,直接經(jīng)濟損失就達(dá)5萬元人民幣;2006年3月貴陽某大型企業(yè)大型電子地磅遭受雷擊,當(dāng)時直接經(jīng)濟損失即達(dá)7萬元人民幣。目前,多數(shù)人對于大型電子地磅的工作原理還比較生疏,本文簡要介紹電子地磅衡器系統(tǒng)的同時,對系統(tǒng)的雷電防護必要措施作*些技術(shù)說明。

2大型電子地磅結(jié)構(gòu)簡介

大型電子地磅系統(tǒng)主要由橋秤板面、稱重壓力傳感器、前端信號放大器、稱重數(shù)據(jù)處理器、重量顯示器、打印設(shè)備等組成。其中稱重壓力傳感器、前端信號放大器在室外橋秤下,稱重數(shù)據(jù)處理器、重量顯示器、打印設(shè)備在室內(nèi)。工作原理是:系統(tǒng)接通220V交流工作電源后,電子地磅衡器系統(tǒng)清零,稱重數(shù)據(jù)處理器送出勵磁信號通過前端放大處理到壓力傳感器,當(dāng)車載貨物經(jīng)過或停在橋秤上時,壓力傳感器送出毫安級的模擬信號回前端放大器,信號放大后再送回室內(nèi)稱重數(shù)據(jù)處理器處理換算成相應(yīng)重量顯示,需要打印時,通過打印機輸出。大型電子地磅使用220V50Hz交流市電,信號處理部分弱電設(shè)備的工作電壓*般在5～18V,工作電流多為毫安級;兩根勵磁信號線、兩條反饋信號線、兩條測量信號線共6根數(shù)據(jù)信號線。根據(jù)廠家設(shè)備要求,系統(tǒng)接地電阻應(yīng)<4Ω。

3大型電子地磅遭受雷擊原因分析

3.1地電位反擊

地電位不平衡造成地電位反擊的事例占多數(shù)。在調(diào)查的*有大型電子地磅使用單位中,無*家按照GB50057-94(2000)《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》或GB50343-2004《建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范》相關(guān)規(guī)定,采用聯(lián)合接地或暫態(tài)聯(lián)合接地,**將前端放大器和橋秤支架接地,也未與建筑物防雷地連接,兩者相距*遠(yuǎn)均<10m,存在建設(shè)之初就埋下雷擊事故隱患。

3.2球型閃電球型閃電的直接雷很難預(yù)以防護,它是*種帶有大量電荷等離子體,觸及物體時通過瞬間的放電將電器設(shè)備燒毀,通過安裝避雷針和布設(shè)避雷帶也很難消除其危害。盡管球型閃電的形成的幾率很低,造成的雷擊事故相對較少,但在調(diào)查過程中也發(fā)現(xiàn)過球型閃電接觸稱重橋秤后將電子衡器系統(tǒng)擊壞報廢的情況。

3.3電源線路、信號線路雷電波侵入*有大型電子地磅使用單位的220V電源線路、信號線路都未安裝相應(yīng)的電涌保護器,也未做線路(特別是信號線路)屏蔽處理,經(jīng)調(diào)查:幾乎*有的使用單位的電子衡器系統(tǒng)均遭受過雷擊事故。

3.4接地隱患

由于大型電子地磅組成比較簡單,而且設(shè)備基本在室內(nèi),即使稱重橋秤在室外,也有遮雨金屬棚防雨,因此,幾乎*有使用單位只是根據(jù)設(shè)備說明做個簡單接地處理,而且都未做接地測試。經(jīng)過檢查,大型電子地磅普遍存在著接地電阻偏大(*大達(dá)27Ω)、接地導(dǎo)線面積偏小(多數(shù)采用215mm2單芯銅線)、未進(jìn)行有效等電位連接處理等*系列不安全隱患。

4雷電防護技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

正確參照技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)規(guī)定是有效設(shè)計防雷措施的前提,按照大型電子地磅工作原理和設(shè)備性質(zhì),該系統(tǒng)基本屬于建筑物內(nèi)電子信息系統(tǒng)特點,大型電子地磅系統(tǒng)雷電防護主要應(yīng)參照GB50057-94(2000)《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》、GB50343-2004《建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范》外,還應(yīng)遵守下列標(biāo)準(zhǔn)圖集:99(03)D501—1《建筑物防雷設(shè)施安裝》、02D501—2《等電位連接安裝》、03D501—4《接地裝置安裝》,按照圖集要求施工。

5大型電子地磅防雷措施

由于大型電子地磅電子系統(tǒng)基本處于室內(nèi),除在直接雷擊防護措施符合要求的場合外,*般情況下可以不考慮直接雷擊防護。因此主要考慮設(shè)計、完善弱電系統(tǒng)防雷措施———電涌保護、等電位連接、接地處理。電涌保護器(SPD)的正確使用和安裝,是整個防雷系統(tǒng)中的重要環(huán)節(jié),電子衡器系統(tǒng)防雷擊保護中的SPD使用,應(yīng)主要從兩個方面來考慮,*是控制室內(nèi)的保護,應(yīng)從供電系統(tǒng)保護和由傳感裝置傳輸?shù)男盘栆约芭c外部連接的傳輸信號和監(jiān)控信號等方面綜合加以考慮。

5.1電源線路對供電系統(tǒng)而言應(yīng)采取三級防護,*級以采用開關(guān)式SPD以進(jìn)行大電流泄放為宜,通流容量≥80KA;*級采用限壓型SPD進(jìn)行泄放,通流容量≥80KA;第三級推薦使用串聯(lián)式電涌保護器(SPD)。安裝位置和方法的正確與否直接關(guān)系到電涌保護器的泄放效果,因此,*級與*級的安裝距離應(yīng)在10m以上,后兩級的安裝距離應(yīng)<5m。其它與外部相連的信號通訊傳輸線路均應(yīng)加裝*SPD。

5.2信號線路

*先用金屬管或金屬線槽進(jìn)行屏蔽處理,其次,電子部件傳感器加裝*SPD保護裝置,方能起到良好的效果。由于大型電子地磅弱電設(shè)備的工作電壓只有5～12V,工作電流也多為毫安級的,選型和安裝必須仔細(xì)進(jìn)行現(xiàn)場考察,信號線路電涌保護器目前*有國外PH0ENIX和0B0兩家,而且價格較*,*也*有*兩家生產(chǎn),安裝時*定注意連接可靠,否則可能影響保護效果。

5.3等電位連接

室內(nèi)部分:由于大型電子地磅電子系統(tǒng)設(shè)備較少且集中,與室外信號連接*六根信號線,故采用S型等電位連接方式,等電位連接端子采用50×5×300扁銅,信號地、保護地、信號線路屏蔽鋼管接地均采用≥6mm2多芯銅線與等電位連接端子相聯(lián),接地引入線采用≥16mm2多芯銅線與接地裝置相聯(lián)。室外部分:主要在橋秤地點,采用50×5×300扁銅做等電位連接端子,橋秤鋼板、前端放大器外殼、信號SPD、壓力傳感器信號地、信號線路屏蔽鋼管接地均采用≥6mm2多芯銅線與等電位連接端子相聯(lián),并對地磅本身進(jìn)行多點(不少于4點)均衡接地,接地引入線采用≥16mm2多芯銅線與接地裝置相聯(lián)(圖2)。

5.4接地

對于大型電子地磅電子系統(tǒng),應(yīng)采用聯(lián)合接地方式:建筑物防雷地、室內(nèi)等電位連接接地、室外等電位連接接地共用接地裝置,室外部分距離室內(nèi)部分接地裝置較遠(yuǎn)時,可利用信號線路金屬屏蔽管做連接導(dǎo)體,達(dá)到聯(lián)合接地效果。根據(jù)GB50343-2004《建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范》、GB/T2887-2000《電子計算機場地通用規(guī)范》,系統(tǒng)聯(lián)合接地接地電阻應(yīng)<4Ω。

6結(jié)束語

大型電子地磅電子系統(tǒng)基本不考慮直接雷擊危害,但由于系統(tǒng)本身信號比較微弱,接口及其芯片*沖擊能力非常差,設(shè)計、現(xiàn)場安裝人員需要較為*的技術(shù)人員才能進(jìn)行,加之大型電子地磅信號部分避雷器需要特殊定做生產(chǎn),*以*直是個防雷難點。但只要不斷豐富自己的知識,努力提*技術(shù)水平,充分了解保護對象的工作原理、結(jié)構(gòu),按照雷電防護的基本原理,就能采取合理的措施,有效的減小雷電災(zāi)害損失。

以上是簡述大型電子地磅綜合防雷技術(shù)措施的詳細(xì)說明，望采納！