一、防雷的重要性

電子衡器防雷技術(shù)的研究是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，它需要在衡器生產(chǎn) 廠家和使用單位通力合作。生產(chǎn)廠家在衡器設(shè)計(jì)時(shí),進(jìn)行防雷擊的設(shè)計(jì);使 用單位,在衡器安裝時(shí)根據(jù)本地區(qū)的雷電特點(diǎn)、安裝位置進(jìn)行防雷裝置的配 置,從而保證電子衡器的安全使用。阿城轄區(qū)內(nèi)有多家企業(yè)有大型衡器,各 種軌道衡、地磅、高爐配料秤、電子皮帶秤、鐵水秤等多臺(tái),其中電子 軌道衡、地磅多臺(tái).承擔(dān)著各企業(yè)進(jìn)出口及廠內(nèi)倒運(yùn)計(jì)量任務(wù)。然而， 每到夏季雷雨多發(fā)時(shí)節(jié),都有電子衡器因遭雷擊而損壞，甚至電子衡器整體 被摧毀。一次雷擊給企業(yè)造成的經(jīng)濟(jì)損失可達(dá)幾萬到幾十萬元不等,更嚴(yán)重 地是使企業(yè)聲譽(yù)受損,間接損失無法估量如在2008年的雷雨季節(jié),阿城鋼 鐵公司電子軌道衡1#,因連續(xù)遭受雷擊致使1臺(tái)炎黃視訊硬盤錄像機(jī)1臺(tái) 數(shù)據(jù)采集通逍損壞.造成直接經(jīng)濟(jì)損失5萬多元。由于阿鋼公司計(jì)量模式采 用遠(yuǎn)程無人值寸計(jì)量方式，硬盤錄像機(jī)及數(shù)據(jù)采集通道的損壞導(dǎo)致i十量的 中斷,導(dǎo)致幾百節(jié)車廂的進(jìn)廠煤炭無法完成計(jì)量,致陡焦化原料告急,造成 的間接損失無法估計(jì)。因此，我們認(rèn)為:雷擊,既影響了衡器使用單位經(jīng)營(yíng)活 動(dòng)的正常進(jìn)行，使企業(yè)蒙受了間接的經(jīng)濟(jì)損失，同時(shí)又損壞了電子衡器系 統(tǒng),給企業(yè)造成了直接的經(jīng)濟(jì)損失,所以，開展電子衡器防雷技術(shù)的研究勢(shì) 在必行。

二、電工衡器遭受雷電襲擊損壞的原理

雷電是一種自然界常見的放電現(xiàn)象,它具有極大的破壞力。自然界中常 見的雷擊主要有直擊雷、雷擊電磁脈沖(LEMP)和球形雷三種。當(dāng)直擊雷對(duì) 地放電時(shí),在8 (1 s左右達(dá)到峰值,并在40(I s內(nèi)完全泄放,因此,直擊雷電流 具有幅值極髙、頻率極髙、沖擊力極強(qiáng)等特點(diǎn),在地網(wǎng)中產(chǎn)生的電位差會(huì)損 壞電器設(shè)備,甚至直接危及人的生命;雷擊電磁脈沖(LEMP)是指因直擊雷 的路(雷電流引人)和場(chǎng)(空間電磁場(chǎng))效應(yīng),對(duì)電氣和電子設(shè)備的破壞。通過 對(duì)雷擊事故分析的結(jié)果可以得出這樣一個(gè)結(jié)論：雷電造成的電子設(shè)備的損 壞,90%以上是雷擊電磁脈沖造成的;球形雷是一種特殊的帶電球體.極不 常見,還處于研究中。因此,主要是直擊雷、雷擊電磁脈沖作用在電子衡器上 造成不同程度的破壞。

大型電子衡器一般都處于室外露天場(chǎng)所，秤臺(tái)及鋼軌等大型金屬構(gòu)件 極易遭受雷電襲擊，特別容易產(chǎn)生由于電磁感應(yīng)而導(dǎo)致的浪涌電壓,因此. 安裝在秤臺(tái)下的傳感器及與其相連的二次儀表和相應(yīng)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，很容 易遭到雷電的襲擊而損壞。大多數(shù)情況下,由于傳感器彈性體與秤臺(tái)是處于 電氣連通狀態(tài)的,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)的高電壓會(huì)將傳感器的應(yīng)變片和其后的相應(yīng)電 路擊穿,這就是大型電子衡器經(jīng)常因遭受雷擊而損壞的最主要的原因。

當(dāng)電子衡器遭受雷擊時(shí),有強(qiáng)大的電流通過傳感器的彈性體，此電流產(chǎn) 生的電磁場(chǎng)強(qiáng)度足以破壞傳感器內(nèi)部應(yīng)變電路和電子電路，進(jìn)而波及到與 其相連的二次儀表及計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。這也是大型電子衡器容易遭雷擊而損壞 的原因之一;架空的供電電源也極易遭受雷電襲擊，所以架空電源也是大型 電子衡器易if雷忐而損壞的原因之一。總之,凡是與電子衡器系統(tǒng)有電路連 接或信號(hào)聯(lián)系的地方,都有可能引人雷電襲右而產(chǎn)生浪涌電壓、造成衡器系 統(tǒng)損壞。

三、電子衡器防雷技術(shù)

電子衡器防雷技術(shù)是一個(gè)復(fù)雜的綜合保護(hù)系統(tǒng)，要求在防雷的同時(shí)電 子衡器的計(jì)量性能不變，不能影響衡器的正常使用，這既是電子衡器防雷的 關(guān)鍵.特色之處,也是設(shè)計(jì)的難點(diǎn),我們按照現(xiàn)代防雷技術(shù)的要求，建立“綜 合防護(hù)、系統(tǒng)防護(hù)、逐級(jí)限壓”的全面防護(hù)的感念,做到:方案優(yōu)化、技術(shù)合 理.經(jīng)濟(jì)有效安全可靠,此外還要考慮秤體結(jié)構(gòu)的特殊性,具體的安裝位置等把雷電災(zāi)害降低到最低水平。

對(duì)傳感器、二次儀表等電子衡器整體的各個(gè)部分，作特殊的等電位防 雷保護(hù)。等電位保護(hù)是電子衡器雷電保護(hù)系統(tǒng)的核心和根本。雷擊時(shí)，在強(qiáng) 大的雷電流瀉人大地的瞬間，由于接地線存在電阻和電感，因此整體衡器系 統(tǒng)對(duì)地可產(chǎn)生幾萬甚至幾十萬伏的髙電位，此電位對(duì)電子衡器的各個(gè)部分 甚至整體系統(tǒng)都是毀滅性的。本系統(tǒng)對(duì)整體衡器系統(tǒng)的各部位(傳感器、儀 表和計(jì)算機(jī))的各種接口均做相應(yīng)的等電位保護(hù)，使整體衡器系統(tǒng)的基礎(chǔ)電 位隨地線電位的變化而變化，這就避免了雷電流產(chǎn)生的高電位對(duì)電子衡器 造成的破壞。

切斷傳感器與秤臺(tái)的連接通道，另外提供電流的泄放通道。只做等電 位保護(hù)還不夠,還必須切斷傳感器與秤臺(tái)的電氣連接。將傳感器輸出端加分 流裝置，與秤體連接接地,當(dāng)有雷電流時(shí)，通過傳感器分流裝置，使得雷電流 不經(jīng)過傳感器瀉入大地，從而避免了雷電流產(chǎn)生的電磁場(chǎng)對(duì)傳感器的破壞。

供電系統(tǒng)做多級(jí)防雷保護(hù)。對(duì)二次儀表及計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的供電系統(tǒng)采用 多級(jí)防雷保護(hù)，進(jìn)行等電位連接，然后將接到接地極。電子衡器系電源統(tǒng)采 用三級(jí)防雷保護(hù)，第一級(jí)電源防雷模塊安裝在系統(tǒng)供電開關(guān)后,第二級(jí)電源 防雷模塊安裝在穩(wěn)壓電源前，第三級(jí)電源防雷模塊安裝在設(shè)備前，此外三級(jí) 防雷保護(hù)做到共地，并與秤體共地，做到等電位。

在秤臺(tái)周圍(包括秤臺(tái)基礎(chǔ))構(gòu)建防雷接地網(wǎng)(接地井)。在秤臺(tái)周圍構(gòu) 建包括基礎(chǔ)在內(nèi)的防雷接地網(wǎng)(接地井），整個(gè)系統(tǒng)在秤臺(tái)附近接單接地極。 這樣,整體衡器系統(tǒng)只有一個(gè)基礎(chǔ)電位,并與室內(nèi)設(shè)備等電位連接器及房屋 接地相連接，做到共地，發(fā)生雷擊時(shí)，此電位就會(huì)隨著接地點(diǎn)的電位起伏而 變化，確保整體電子衡器系統(tǒng)安然無恙。

網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)防雷保護(hù)。由于阿鋼集團(tuán)自動(dòng)化部電子衡器計(jì)量實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn) 程無人值守，其“眼睛”就是網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)，所以對(duì)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)的防雷保護(hù) 也是非常重要。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)需要及監(jiān)控系統(tǒng)的特點(diǎn),對(duì)硬盤錄像機(jī)、交換機(jī)等 設(shè)備做到等電位連接,對(duì)視頻信號(hào)、控制信號(hào)等安裝防雷模塊，并作等電位 連接。

四、電子信息系統(tǒng)綜合防雷技術(shù)

二十世紀(jì)五十年代以后，由于大量電子設(shè)備尤其是微電子設(shè)備的廣泛 應(yīng)用，電子器件的集成化、小型化水平不斷提高，而其耐過壓水平、耐過流、 抗雷電電磁脈沖的能力大大降低。國際電工委員會(huì)標(biāo)準(zhǔn)將各種類型的電子 系統(tǒng),如計(jì)算機(jī)、通信設(shè)備、工業(yè)和商業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)等歸為信息系統(tǒng)。

電子信息系統(tǒng)綜合雷電防護(hù)原則:整體設(shè)計(jì)，綜合治理，系統(tǒng)實(shí)施。

信息系統(tǒng)的防雷及過電壓保護(hù)是一種系統(tǒng)工程，必須貫徹整體防護(hù)的 思想，綜合運(yùn)用分流(泄流）、均壓(等電位）、屏蔽、接地和保護(hù)等各項(xiàng)技術(shù)， 構(gòu)成一個(gè)完整的防護(hù)體系，才能取得最佳效果。電子衡器防雷技術(shù)正是按照 這一要求進(jìn)行設(shè)計(jì)的。

由于電子衡器防雷系統(tǒng)按照現(xiàn)代防雷技術(shù)的要求，結(jié)合電子衡器的結(jié) 構(gòu)原理,衡器安裝現(xiàn)場(chǎng)地狀況，按照設(shè)計(jì)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn),采取了“綜合防護(hù)、系統(tǒng) 防護(hù)、逐級(jí)降壓”的設(shè)計(jì)方法,所以它具有規(guī)范性、可靠性和先進(jìn)性。

五、結(jié)束語

電子衡器防雷技術(shù)是一個(gè)性能先進(jìn)的綜合復(fù)雜的雷電保護(hù)系統(tǒng)，對(duì)受 保護(hù)的電子衡器系統(tǒng)不做任何改動(dòng)，不影響衡器的計(jì)量性能。當(dāng)有雷電襲擊 時(shí)不用停電，電子衡器(包括動(dòng)、靜態(tài)電子軌道衡、電子汽車衡，高爐秤.配料 秤、皮帶秤等各種電子衡器系統(tǒng))能夠正常計(jì)量，并根據(jù)其所處雷區(qū)的雷電 特點(diǎn)，選用不同的設(shè)計(jì)方案。