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    大型電子地磅在工廠、礦山大型計(jì)量場(chǎng)合、*車輛超載計(jì)量復(fù)合工作中的應(yīng)用越來(lái)越普遍,然而,由于其系統(tǒng)采用的壓力傳感器、信號(hào)放大器、工控計(jì)算機(jī)*過(guò)電壓能力差,工作原理也鮮為人知,因而在雷雨季節(jié)時(shí)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(hù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

1前言

隨著微電子技術(shù)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展,大型電子地磅在大型計(jì)量場(chǎng)*得到愈來(lái)愈多的應(yīng)用(如工廠大型進(jìn)出貨物計(jì)量、*車輛超載計(jì)量檢查、電廠汽車進(jìn)煤計(jì)量等),已經(jīng)完全取代傳統(tǒng)的機(jī)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(duì)于機(jī)械式地磅秤*、機(jī)械故障少,但出現(xiàn)電氣故障后將使整個(gè)系統(tǒng)癱瘓。

大型電子地磅是以*個(gè)微處理器為核心的單片機(jī),*過(guò)電壓、過(guò)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(shí)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(jì)損失就達(dá)5萬(wàn)元人民幣;2006年3月貴陽(yáng)某大型企業(yè)大型電子地磅遭受雷擊,當(dāng)時(shí)直接經(jīng)濟(jì)損失即達(dá)7萬(wàn)元人民幣。目前,多數(shù)人對(duì)于大型電子地磅的工作原理還比較生疏,本文簡(jiǎn)要介紹電子地磅衡器系統(tǒng)的同時(shí),對(duì)系統(tǒng)的雷電防護(hù)必要措施作*些技術(shù)說(shuō)明。

2大型電子地磅結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(hào)放大器、稱重?cái)?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(hào)放大器在室外橋秤下,稱重?cái)?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?cái)?shù)據(jù)處理器送出勵(lì)磁信號(hào)通過(guò)前端放大處理到壓力傳感器,當(dāng)車載貨物經(jīng)過(guò)或停在橋秤上時(shí),壓力傳感器送出毫安級(jí)的模擬信號(hào)回前端放大器,信號(hào)放大后再送回室內(nèi)稱重?cái)?shù)據(jù)處理器處理?yè)Q算成相應(yīng)重量顯示,需要打印時(shí),通過(guò)打印機(jī)輸出。大型電子地磅使用220V50Hz交流市電,信號(hào)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(jí);兩根勵(lì)磁信號(hào)線、兩條反饋信號(hào)線、兩條測(cè)量信號(hào)線共6根數(shù)據(jù)信號(hào)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(wú)*家按照GB50057-94(2000)《建筑物防雷設(shè)計(jì)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(hù),它是*種帶有大量電荷等離子體,觸及物體時(shí)通過(guò)瞬間的放電將電器設(shè)備燒毀,通過(guò)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(duì)較少,但在調(diào)查過(guò)程中也發(fā)現(xiàn)過(guò)球型閃電接觸稱重橋秤后將電子衡器系統(tǒng)擊壞報(bào)廢的情況。

3.3電源線路、信號(hào)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(hào)線路都未安裝相應(yīng)的電涌保護(hù)器,也未做線路(特別是信號(hào)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(guò)雷擊事故。

3.4接地隱患

由于大型電子地磅組成比較簡(jiǎn)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(shuō)明做個(gè)簡(jiǎn)單接地處理,而且都未做接地測(cè)試。經(jīng)過(guò)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(hù)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(jì)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(diǎn),大型電子地磅系統(tǒng)雷電防護(hù)主要應(yīng)參照GB50057-94(2000)《建筑物防雷設(shè)計(jì)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?qǐng)D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(hù)措施符合要求的場(chǎng)合外,*般情況下可以不考慮直接雷擊防護(hù)。因此主要考慮設(shè)計(jì)、完善弱電系統(tǒng)防雷措施———電涌保護(hù)、等電位連接、接地處理。電涌保護(hù)器(SPD)的正確使用和安裝,是整個(gè)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(hù)中的SPD使用,應(yīng)主要從兩個(gè)方面來(lái)考慮,*是控制室內(nèi)的保護(hù),應(yīng)從供電系統(tǒng)保護(hù)和由傳感裝置傳輸?shù)男盘?hào)以及與外部連接的傳輸信號(hào)和監(jiān)控信號(hào)等方面綜合加以考慮。

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

5.2信號(hào)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(hù)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(jí)的,選型和安裝必須仔細(xì)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)考察,信號(hào)線路電涌保護(hù)器目前*有國(guó)外PH0ENIX和0B0兩家,而且價(jià)格較*,*也*有*兩家生產(chǎn),安裝時(shí)*定注意連接可靠,否則可能影響保護(hù)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(hào)連接*六根信號(hào)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(hào)地、保護(hù)地、信號(hào)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(diǎn),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(hào)SPD、壓力傳感器信號(hào)地、信號(hào)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(duì)地磅本身進(jìn)行多點(diǎn)(不少于4點(diǎn))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(duì)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(shí),可利用信號(hào)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(jì)算機(jī)場(chǎng)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(yǔ)

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(hào)比較微弱,接口及其芯片*沖擊能力非常差,設(shè)計(jì)、現(xiàn)場(chǎng)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(hào)部分避雷器需要特殊定做生產(chǎn),*以*直是個(gè)防雷難點(diǎn)。但只要不斷豐富自己的知識(shí),努力提*技術(shù)水平,充分了解保護(hù)對(duì)象的工作原理、結(jié)構(gòu),按照雷電防護(hù)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(jiǎn)述大型電子地磅綜合防雷技術(shù)措施的詳細(xì)說(shuō)明，望采納！