電子衡器（地磅）遭受雷電襲擊損壞的原理及原因

             電子衡器（地磅）遭受雷電襲擊損壞的原理及原因           

一、大型電子衡器一般都處于室外露天場所，比如電子汽車衡，又稱電子地磅，秤臺及鋼軌等大型金屬構件極易遭受雷電襲擊，特別容易產(chǎn)生由于電磁感應而導致的浪涌電壓，因此，安裝在秤臺下的傳感器及與其相連的二次儀表和相應的計算機系統(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的高電壓會將傳感器的應變片和其后的相應電路擊穿，這就是大型電子衡器經(jīng)常因遭受雷擊而損壞的zui主要的原因。
二、雷電是一種常見的自然現(xiàn)象，它具有極大的破壞力。自然界中常見的雷電主要有直擊雷、感應雷和傳導雷三種。當直擊雷對地放電時，在8μs左右達到峰值，并在40μs內(nèi)*泄放，因此，直擊雷電流具有幅值*、頻率*、沖擊力*等特點，在地網(wǎng)中產(chǎn)生的電位差會損壞電器設備，甚至直接危及人的生命；當雷電擊中輸電線路或閃雷放電發(fā)生在輸電線路附近時，產(chǎn)生的感應雷經(jīng)由電力線以及與外界有電路的信號電路使電子設備損壞，通過對雷擊事故分析的結(jié)果可以得出這樣一個結(jié)論：雷電造成的電子設備的損壞，90%以上是感應雷造成的；傳導雷是指遠處的雷電擊中線路或因電磁感應產(chǎn)生的*電壓，由室外電源線路傳至建筑物內(nèi)，損壞電器設備。特別是電子軌道衡系統(tǒng)，雷電可通過軌道對衡器系統(tǒng)進行直接破壞。因此，直擊雷、感應雷和傳導雷均會作用在電子衡器上進行不同程度的破壞。
三、當電子衡器遭受雷擊時，有強大的電流通過傳感器的彈性體。經(jīng)實驗測試，即使在傳感器的兩端加裝多條短路分流帶，由于高頻電流的趨膚效應，當沖擊電流達到60KA時，傳感器兩端的壓差可達數(shù)千伏，傳感器彈性體上有巨大的電流通過，此電流產(chǎn)生的電磁場強度足以破壞傳感器內(nèi)部應變電路和電子電路，進而波及到與其相連的二次儀表及計算機系統(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遭雷擊而損壞的原因之一?？傊?，凡是與電子衡器系統(tǒng)有電路連接或信號的地方，都有可能引入雷電襲擊而產(chǎn)生浪涌電壓，造成衡器系統(tǒng)損壞。

四、電子衡器防雷擊系統(tǒng)設計方案，電子衡器防雷擊系統(tǒng)設計方案是依據(jù)現(xiàn)代防雷技術設計規(guī)范，結(jié)合電子衡器的結(jié)構特點，同時考慮技術和施工上的可操作性而設計的電子衡器系統(tǒng)通用防雷擊方案。而對于每一臺具體的電子衡器，則要根據(jù)具體情況對本方案略做修改即可。電子衡器防雷系統(tǒng)是一個復雜的綜合保護系統(tǒng)，要求在防雷擊的同時電子衡器的計量性能不變，不能影響衡器的正常使用，這既是電子衡器防雷擊系統(tǒng)設計的關鍵、特色之處，也是設計的難點，我們按照現(xiàn)代防雷技術的要求，建立“綜合防護、系統(tǒng)防護、逐級限壓”的全面防護的感念，做到：方案優(yōu)化、技術合理、經(jīng)濟有效、安全可靠，把雷電災害降低到zui低水平。分成5個小章給大家講解。

①、在秤臺周圍構建包括秤臺基礎在內(nèi)的防雷接地網(wǎng)，整體系統(tǒng)在秤臺附近單接地。
整體衡器系統(tǒng)實現(xiàn)如上各項保護措施后，能不能達到預期目的，關鍵在于整體衡器系統(tǒng)的接地方式。本系統(tǒng)采用的接地方式為：在秤臺周圍構建包括基礎在內(nèi)的防雷接地網(wǎng)，整個系統(tǒng)在秤臺附近單點地。這樣，整體衡器系統(tǒng)只有一個基礎電位，當發(fā)生雷擊時，此電位就會隨著接地點的電位起伏而變化，確保整體衡器系統(tǒng)安然無恙。

②、切斷傳感器彈性體與秤臺的電氣通道，另外提供電流的泄放通道。只做等電位保護還不夠，還必須切斷傳感器與秤臺的電氣連接。雷擊電流可以看做超高頻且能量巨大的電流，與直流電流有著本質(zhì)的區(qū)別，決不能以直流電阻來計算雷擊時通過傳感器彈性體的電流。實驗測試表明：雖然在傳感器的兩端加裝多條短路分流帶，但仍不能有效地保護傳感器。本方案采用特殊裝置，*切斷傳感器的電流通路，*阻斷雷電流通過傳感器彈性體，從而避免了雷電流產(chǎn)生的電磁場對傳感器的破壞，同時保證雷擊電流通暢地泄入大地。
③、供電系統(tǒng)做多級防雷保護。以上兩條措施可以對整體衡器系統(tǒng)具有一定的保護功能，但對來自電源的雷擊浪涌則無能為力。而架空供電的電源線極易受到雷電襲擊而產(chǎn)生浪涌通過電源，造成衡器系統(tǒng)損壞，因此，電源系統(tǒng)更應該加強防護。對此，本方案采用多級防護電路，只有這樣，才能把較大的各種浪涌過電壓削減到設備能夠承受的水平，才能給設備提供安全有效的保護。系統(tǒng)對電源采用B+C+D三級防雷保護方案。
④、對傳感器、二次儀表等電子衡器整體的各個部分，作特殊的等電位防雷保護。等電位保護是電子衡器系統(tǒng)雷電保護系統(tǒng)的核心和根本。雷擊時，在強大的雷電電流瀉入大地的瞬間，由于接地線存在電阻和電感，因此整體衡器系統(tǒng)對地可產(chǎn)生幾萬甚至幾十萬伏的高電位，此電位對電子衡器的各個部分甚至整體系統(tǒng)都是毀滅性的。本系統(tǒng)對整體衡器系統(tǒng)的各部位（傳感器、儀表和計算機）的各種接口均做相應的等電位保護，使整體衡器系統(tǒng)的基礎電位隨地線電位的變化而變化，實質(zhì)上也就是水漲船高之意，這就避免了雷電流產(chǎn)生的高電位對電子衡器造成的破壞。

⑤、安裝雷電記錄儀，對電子衡器防雷系統(tǒng)作實時監(jiān)測。
雷電記錄儀是一種小型雷電感應記錄設備，它可以準確記錄各種導線上由于雷電感應或則其他原因形成的浪涌信號，它不僅可以記錄發(fā)生浪涌的時間，而且可以記錄浪涌電流的強度。由深圳錦天樂公司發(fā)明的*UC-2000雷電記錄儀采用了功能強大的單片機系統(tǒng)和大容量的存儲器，*的檔案數(shù)據(jù)管理方式，可存儲4000條記錄。查詢方式方便簡單，*的自復位系統(tǒng)，可以保證在任何條件下都不會死機。帶有背光的大屏幕液晶顯示系統(tǒng)，可以保證在任何條件下都能清楚地查詢記錄。由于儀雷電記錄儀能實時測量記錄雷電發(fā)生的強度和時間。本系統(tǒng)內(nèi)安裝兩臺雷電記錄儀，分別測量電源的接地點和傳感器接地點的雷電電流強度和發(fā)生的時間，對衡器整體防雷擊系統(tǒng)進行實時監(jiān)測。

       電子衡器防雷擊系統(tǒng)是一個有機的整體系統(tǒng)，其所選用的組成部件有任何一個失效，都會影響整體防雷擊系統(tǒng)的效果，甚至失去對衡器系統(tǒng)的保護功能。因此，防雷擊系統(tǒng)的可靠性尤為重要。為了保證選用的防雷產(chǎn)品的性能、質(zhì)量和技術全部都是*良的，客觀上要求必須通過檢測機構的認可。

        為電子衡器安裝防雷裝置可為用戶帶來巨大的直接經(jīng)濟效益，同時，也會產(chǎn)生巨大的社會效益，特別符合我國“建立節(jié)約型社會”這一基本國策，有利于使用單位花zui少的錢，獲得zui大的經(jīng)濟效益。

以上電子衡器（地磅）遭受雷電襲擊損壞的原理及原因，希望對廣大用戶及衡器制造商、經(jīng)銷商有一定的幫助及應用。對衡器被雷擊中有一定的認識，不盲目的為衡器防雷，為用戶及單位節(jié)省不必要的開支。