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(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，安裝在秤臺下的傳感器及與其相連的二次儀表和相應(yīng)的計算機(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(yīng)雷和傳導(dǎo)雷三種。當(dāng)直擊雷對地放電時，在8μs左右達(dá)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(shè)備，甚至直接危及人的生命；當(dāng)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(yīng)雷經(jīng)由電力線以及與外界有電路的信號電路使電子設(shè)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(shè)備的損壞，90%以上是感應(yīng)雷造成的；傳導(dǎo)雷是指遠(yuǎn)處的雷電擊中線路或因電磁感應(yīng)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(shè)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(jìn)行直接破壞。因此，直擊雷、感應(yīng)雷和傳導(dǎo)雷均會作用在電子衡器上進(jìn)行不同程度的破壞。
三、當(dāng)電子衡器遭受雷擊時，有強(qiáng)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(yīng)，當(dāng)沖擊電流達(dá)到60KA時，傳感器兩端的壓差可達(dá)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(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(shè)計方案，電子衡器防雷擊系統(tǒng)設(shè)計方案是依據(jù)現(xiàn)代防雷技術(shù)設(shè)計規(guī)范，結(jié)合電子衡器的結(jié)構(gòu)特點，同時考慮技術(shù)和施工上的可操作性而設(shè)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(fù)雜的綜合保護(hù)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(shè)計的關(guān)鍵、特色之處，也是設(shè)計的難點，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，把雷電災(zāi)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(gòu)建包括秤臺基礎(chǔ)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(hù)措施后，能不能達(dá)到預(yù)期目的，關(guān)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(gòu)建包括基礎(chǔ)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(chǔ)電位，當(dāng)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(hù)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(hù)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(hù)。以上兩條措施可以對整體衡器系統(tǒng)具有一定的保護(hù)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(yīng)該加強(qiáng)防護(hù)。對此，本方案采用多級防護(hù)電路，只有這樣，才能把較大的各種浪涌過電壓削減到設(shè)備能夠承受的水平，才能給設(shè)備提供安全有效的保護(hù)。系統(tǒng)對電源采用B+C+D三級防雷保護(hù)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(hù)。等電位保護(hù)是電子衡器系統(tǒng)雷電保護(hù)系統(tǒng)的核心和根本。雷擊時，在強(qiáng)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(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，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(yīng)記錄設(shè)備，它可以準(zhǔn)確記錄各種導(dǎo)線上由于雷電感應(yīng)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(qiáng)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(qiáng)大的單片機(jī)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(fù)位系統(tǒng)，可以保證在任何條件下都不會死機(jī)。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(qiáng)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(qiáng)度和發(fā)生的時間，對衡器整體防雷擊系統(tǒng)進(jìn)行實時監(jiān)測。

       電子衡器防雷擊系統(tǒng)是一個有機(jī)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(hù)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(shù)全部都是*良的，客觀上要求必須通過檢測機(jī)構(gòu)的認(rèn)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(jì)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(jì)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(yīng)用。對衡器被雷擊中有一定的認(rèn)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。