本文闡述了地磅產(chǎn)生浪涌電壓的機(jī)理;介紹了浪涌保護(hù)器的特性及常用浪涌吸收保護(hù)器，并給出瞬態(tài)過電壓分級保護(hù)措施以及 分級保護(hù)器件使用。旨在解決電子衡器在浪涌電壓和防雷環(huán)境中穩(wěn)定工作問題。

1.地磅浪涌現(xiàn)象

浪涌現(xiàn)象是指沿線路傳送的電流、電壓或功率的瞬態(tài)變化。大型地磅一般爆露室外工作,秤臺及鋼軌等金屬構(gòu)件遭受雷電襲 擊或接通、斷開電路瞬間特別容易產(chǎn)生由于電磁感應(yīng)而導(dǎo)致的瞬態(tài) 過電壓沖擊,這種瞬時(shí)過電壓（或過電流稱為浪涌電壓（或浪涌電 流，是一種瞬變噪聲,其放電過程中，放電電流可以高達(dá)幾千安。安 裝在秤臺下的傳感器及與其相連的儀表、計(jì)算機(jī)系統(tǒng),處于電氣連 接狀態(tài)，而傳感器的彈性體與電子電路之間耐壓極限只有1KV到 1.5KV,傳感器彈性體上感應(yīng)的高電壓可將傳感器的應(yīng)變片及其電 路擊穿,很容易遭到損壞。消除浪涌干擾、防止浪涌損害是關(guān)系到地磅安全可靠運(yùn)行的核心問題。

為了避免浪涌電壓擊毀敏感地磅,所有出現(xiàn)這種浪涌電壓 的單元應(yīng)考慮在同一接地點(diǎn)上安裝對應(yīng)的浪涌保護(hù)器,很快的同電 位均衡系統(tǒng)短接（引入大地。一旦某處感應(yīng)到過電壓（或遭受雷 擊，浪涌保護(hù)器將使該系統(tǒng)的高電位限定在端口可以允許的電位 范圍，接地點(diǎn)電位上升時(shí),其他設(shè)置的浪涌保護(hù)器以最短的時(shí)間，使 各端口的輸入電壓限定在允許范圍內(nèi)。因此,空氣火花間隙、充氣式 過電壓放電器、壓敏電阻、雪崩二極管等元器件，以單獨(dú)或組合電路

形式被應(yīng)用到被保護(hù)電路中，由于各浪涌保護(hù)器件的放電能力、響 應(yīng)特性、滅弧性能、限壓精度等特性不同，所以應(yīng)根據(jù)應(yīng)用場合、設(shè) 備對浪涌電壓保護(hù)的要求及產(chǎn)品特性來安裝保護(hù)系統(tǒng)。

2.浪涌保護(hù)器及特性

由于地磅的傳感器信號輸出為毫伏級,所以在雷擊和過電 壓沖擊等場合增加浪涌保護(hù)環(huán)節(jié)尤為重要。其浪涌保護(hù)一般分為兩 部分第一是加裝在電源端的過電壓保護(hù)裝置，以消除電網(wǎng)浪涌電 壓、雷電感應(yīng)電壓、開關(guān)頻繁切換等意外對電子衡器的沖擊和損壞； 第二是儀表和傳感器的浪涌保護(hù)設(shè)計(jì)。浪涌保護(hù)器有過電壓保護(hù)元 件和過電流保護(hù)元件兩種。“避雷器”以及“浪涌抑制器”、“過電壓 限制器”、齊納二極管等均屬于電壓限制元件。浪涌干擾一般用浪涌 吸收器進(jìn)行抑制，常用的浪涌吸收器有氧化鋅壓敏電阻器,RCD組 合浪涌吸收器，瞬態(tài)電壓抑制器。

2.1氣化鋅壓敏電阻器以氣化鋅(ZnO)為主體材料制成的氣 化鋅壓敏電阻，是一種具有優(yōu)良限壓特性（壓敏特性）的非線性電 阻，具有能量容量大、殘壓低、漏電流小、電壓范圍寬、動(dòng)作速度快、 保護(hù)性能穩(wěn)定,工藝簡單、成本低廉、適應(yīng)廣泛廣等優(yōu)點(diǎn)。適用于交 流電源電壓、各種線圈、接點(diǎn)間浪涌電壓吸收及滅弧，同時(shí)也作為三 極管、晶閘管等電力電子器件的浪涌電壓保護(hù)器。壓敏電阻器按其 用途有時(shí)也稱為浪涌（電沖擊)吸收器(抑制器。

2.2 RCD組合浪涌吸收器RCD組合浪涌吸收器也稱為剩余 電流保護(hù)器，當(dāng)漏電流或不平衡電流達(dá)到一定值時(shí)便斷開電路接點(diǎn) 的機(jī)械開關(guān)或組件，以組合的形式被用在保護(hù)電路中，它可依據(jù)電 路的不同特性要求進(jìn)行不同的組合安裝,該組合吸收器適用直流電路，圖1 1)是高電平直流控制系統(tǒng)的單向保護(hù)，圖1 1)是采用齊納 穩(wěn)壓管或雙向二極管正、反向保護(hù)的電路系統(tǒng)。

2.3瞬態(tài)電壓抑制 器瞬態(tài)電壓抑制器 (TVg是抑制可能出現(xiàn) 的浪涌脈沖功率的浪 涌保護(hù)器。當(dāng)瞬態(tài)電壓‘抑制器兩極受到反向 高能量沖擊時(shí)，它將以 10-12s級的速度,快速使兩極間的阻抗降低、電位箝位到預(yù)定值,吸 收高達(dá)數(shù)千瓦的浪涌功率,從而有效防護(hù)電氣設(shè)備元器件遭受浪涌 沖擊損壞。瞬態(tài)電壓抑制器(TVS具有響應(yīng)速度快、瞬態(tài)功率大、后 續(xù)漏電流低、擊穿電壓誤差小、箝位電壓易控制、體積小等優(yōu)點(diǎn),在 電子設(shè)備等領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用。目前，國內(nèi)多數(shù)設(shè)備普遍采用壓敏電 阻進(jìn)行浪涌保護(hù),TVS與壓敏電阻性能參數(shù)及特點(diǎn)各有不同，比較 如表1所示。

3.綜合浪涌保護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)用

3.1瞬態(tài)過電壓分級保護(hù)措施地磅的浪涌保護(hù)環(huán)節(jié)應(yīng)在 系統(tǒng)設(shè)計(jì)中予以綜合考慮，一般該系統(tǒng)的浪涌保護(hù)分為三級：對于地磅的供電設(shè)備而言，需要安裝雷擊電流放電器、過壓放電器 以及終端設(shè)備保護(hù)器進(jìn)行保護(hù)。第一級保護(hù)是對于直接雷擊電流進(jìn) 行泄放,接在用戶供電系統(tǒng)入口進(jìn)線各相和大地之間的大容量電源 處，主要為了吸收承受雷電和感應(yīng)雷擊的大電流和浪涌高能量,將 大量的浪涌電流分流到大地。第二級保護(hù)安裝在向重要或敏感用電 設(shè)備供電的分路配電設(shè)備處的電源防浪涌保護(hù)器,是針對前級保護(hù) 器的殘余電壓以及區(qū)內(nèi)感應(yīng)雷擊的防護(hù)設(shè)備。通過對用戶供電入口 浪涌放電器的剩余浪涌能量更完善吸收,抑制瞬態(tài)過電壓。一般用 戶供電系統(tǒng)通過二級保護(hù)就可以達(dá)到用電設(shè)備運(yùn)行的要求。第三級 保護(hù)是為了完全消除微小瞬態(tài)的瞬態(tài)過電壓的終端設(shè)備保護(hù)器，直 接安裝在儀器儀表前端，以達(dá)到對儀器設(shè)備的保護(hù)。在等級不同的 放電器之間，應(yīng)執(zhí)行導(dǎo)線最小長度規(guī)定。供電系統(tǒng)中電流放電器與 過壓放電器之間的距離應(yīng)大于 10m,過壓放電器與儀器設(shè)備保 護(hù)裝置之間的導(dǎo)線距離則應(yīng)大 于5m。電子衡器控制系統(tǒng)三級 保護(hù)分布如圖2所示。

3.2分級保護(hù)器件使用

3.2.1過電壓放電器是充有 惰性氣體的一級浪涌保護(hù)器件，

它的氣體放電器響應(yīng)時(shí)間在納秒級,被廣泛應(yīng)用于遠(yuǎn)程通信系統(tǒng)的 保護(hù)。該器件在使用中存在兩大缺點(diǎn)：一是它的觸發(fā)特性與時(shí)間有 關(guān)其保護(hù)電平與氣體放電器額定電壓接近。另一是易產(chǎn)生續(xù)電流。 當(dāng)氣體放電器被觸發(fā)時(shí)，尤其在低阻抗、電壓大于24V的電路中容 易引起該放電器在幾分之一秒內(nèi)爆碎。所以在應(yīng)用過電壓保護(hù)電路 中應(yīng)串接熔斷器,使電路中的電流盡快中斷。

3.2.2壓敏電阻被廣泛應(yīng)用在系統(tǒng)的二級保護(hù)中，它的響應(yīng)時(shí) 間在納秒級,不易產(chǎn)生續(xù)電流。在測控設(shè)備的保護(hù)電路中，壓敏電阻 可用于放電電流在2.5kA~5kA范圍的中級保護(hù)裝置。它的缺點(diǎn)是壓 敏電阻中二極管的PN結(jié)易老化及結(jié)電容較高，過載時(shí),PN結(jié)將出 現(xiàn)短路,使漏電流增大。在敏感測量電路中使用時(shí)會(huì)造成測量誤差， 器件易發(fā)熱現(xiàn)象。

3.2.3抑制二極管響應(yīng)時(shí)間可達(dá)皮秒級，一般用于高靈敏的電 子電路,其限壓值可達(dá)到額定電壓的1.8倍。它的主要缺點(diǎn)是負(fù)荷 能力差，電容隨器件額定電壓變化且較高，即器件額定電壓越低，電 容則越大,該電容與連接導(dǎo)線的電感構(gòu)成低通電路,使數(shù)據(jù)傳輸阻 尼,其阻尼大小與電路信號頻率有關(guān)。

4.結(jié)語

目前，地磅廣泛應(yīng)用于各行業(yè)，其應(yīng)用環(huán)境存在著安全隱 患,浪涌電壓以及雷擊等因素對地磅的破壞具有潛在危機(jī)。復(fù) 雜的浪涌電壓和雷擊影響，必須高度重視,充分利用各種有效手段 及途徑擬制浪涌電壓對電子設(shè)備系統(tǒng)造成的危害。