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谈谈雷电对地磅的危害及防护措施
发布时间:2021-01-07   点击次数:143次

近年来随着地磅在各行各业的普及应用,雷电对地磅的侵害也越来越频繁,影响了企业的正常称重计量。因此本文主要介绍了雷电的分类、现代防雷的一些观点和雷电的防范措施

一、前言

目前,淮北矿区巳有近40台数字式地磅,其中多为由金钟电子衡器股份有限公司和长沙衡器传感器研究所生产,最大秤量为100 /150吨,由数字称重显示器、数字式称重传感器、 计算机及计算机辅助设备等组成。其中近30地磅用于煤炭销售称重计量,这些地磅分布在百里矿区,大多数地处空旷地带,环境比较恶劣、复杂,进线电源防雷措施不够,雷雨季节会时常因雷击出现较大范围的电子设备故障, 不仅给企业带来了一定的经济损失,更影响了矿区煤炭的经营销售,因此防雷工作比较重要,必须采取经济合理的措施,以解决电子汽车衡的防雷问题。现笔者结合近几年的实际工作,谈谈如何加强地磅的防雷,仅供参考。

二、雷电的分类及其防范措施

根据雷电的破坏性和特点,可将雷电分为直击雷和感应雷。现代防雷接地强调的是等电位联合接地,即防雷接地、交流接地、工作接地联合接地在一起,这种接地方式有效地降低了接地电阻,又可使设备之间的地电位相等,所以整个衡器计量系统要有一个共同的接地。以下就针对直击雷和感应雷的特点,具体谈谈防雷接地措施。

1、 防直击雷

由于矿区电子汽车衡多处空旷地带,周围少有较高建筑物,或不处在高层建筑物防雷系统的 保护范围内,这就有可能与空中带电云团之间产 生放电,产生直接雷击。为此,在易产生雷电干 扰破坏的地区必须采取可靠的防雷措施,以免造成雷击破坏。因此,可根据具体地点,按规范合理的设置避雷针,以尖端放电效应中和云团中的电荷,有效地保护电子称重系统,避免遭受直接雷击。

2、 防感应雷

(1)防静电感应雷

雷雨时,空中的带电云团同室外的秤台之间虽然没有产生直接雷击,但通过静电耦合会使设备带上与云团极性相反的电荷。当空中带电云团与其它云团产生雷击放电突然消失时,为疏散聚 集在秤台顶部的大量电荷,就会产生很大的回流电流。一台电子汽车衡一般有610个支承点与传感器连接,当静电感应雷击造成大电流回流时,上述承载点就是回流通道的不良环节。为此,必须在传感器的上、下端如桥式称重传感器)或左、右端如悬臂梁式称重传感器)设置大电流旁路电缆,即采用一根多股编织铜线跨接,使整个传感器形成对地等电位状态,基础板与承重台连接为一个等势体可以防止意外电流从传感器上经过而造成传感器损坏。这样秤台与电子汽车衡接地网之间有了大电流回流通道,当静电感应时,可以从大地补充电子,使其中和,不致于因设备产生高电位后不能快速疏散。

(2)防电磁感应雷

近年来煤炭行业的地磅除了受到直击雷的危害外更主要是雷电的电磁效应所产生的对设备有破坏性质的电涌电流。电涌是微秒量级的异常大的电流脉冲,其波头时间一般在0.25v20 u S,其单位能量一般在2.5_10MJ/D可使电子设备受到瞬间过电压的破坏。电涌防护采用电涌防护器,一般的电涌保护器采用MDV术,当电压高到设定的水平时MDV立即动作,响应时间为1_3毫秒,在响应的一瞬间MDV的电阻从完全值降到近乎零欧姆,使瞬间高电压找到了入地的通道,吸引过电流远离电子仪器设备。

雷电是导致电涌的最直接原因,当空中雷击时,带异性电荷云团间产生强烈放电,会产生幅值大和上升沿很陡的电磁场,这种高强度的电磁场会使在电磁场所涉及的导体上产生很大的感应电势,从而使称重仪表的器件损坏。因此,雷电通过击中电源线、信号线和雷电的电磁脉冲的影响产生电涌,它可以使计算机、仪器仪表等电子设备受到瞬间过电压而遭到破坏。雷电的感应浪涌电压的入侵途径除了进线电源外,主要是通过信号线窜入设备内部,致使称重仪表、计算机的电源电路、接口电路损坏,因此,应高度重视对电涌的防范,切不可抱有侥幸心理。

①电源系统的防雷保护

进入磅房的低压电力电缆宜埋地引入,采用具有金属铠装屏蔽层的电缆,且屏蔽层两端接地, 以最大限度地衰减从各种导线引入的雷电高电压。

电源防雷应采取三级防雷系统,磅房内 220/380V供电采用TN- C- S系统,因此安装电涌保护器接线如图1所示。由于磅房内电气设备相距很近,只需在电源入口下端安装电源二级复合防雷保护器,即在各相线与中性线之间安FYS-0.22kV型避雷器,实施配电系统的二级防雷保护。在与计量系统有关的电源插座处,安装防浪涌保护器用于电源的第三级防护。通过多级电源防雷设施,彻底泄放雷电过电流,限制过电压,尽可能防止雷电通过电力线路窜入计量系统,损坏系统设备。

②信号电缆的防雷保护在整个称重计量系统中,有一处不可忽略,就是磅房到秤台有一段较长距离的信号电缆。雷击通过电磁感应途径,可在线路上引入高电位,造成称重仪表因雷击损坏。为此,各信号电缆特 别是磅房到秤体一段信号电缆的屏蔽层应可靠接地,以消除电磁感应雷击的破坏。

二 ˎ结束语

由于雷电是不可预测的,加之雷电伤害的成因很复杂,所以没有方法彻底消除它的影响。然而如把多种方法结合使用,就可降低雷电的侵害,防雷电的影响就可取得令人满意的效果。因此必须建立完善、可靠的防雷接地系统,以保证电子称重系统安全、可靠、稳定地运行。

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