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淺談電子衡器的防雷技術(shù)
電子衡器防雷技術(shù)是個性能的綜合復(fù)雜的雷電保護(hù)系統(tǒng),，主要采用了傳感器,、儀表等電位保護(hù),、傳感器電流泄放通道,、電源多防雷保護(hù),，尤其是安裝防雷接地網(wǎng)等現(xiàn)代雷電防護(hù)技術(shù),。廣泛適用于電子軌道衡,、電子汽車衡和高爐配料秤等,。
關(guān)鍵詞：衡器;防雷技術(shù)。
,、引言
萊蕪鋼鐵集團(tuán)是特大型鋼鐵企業(yè)之,，其自動化部配備各種軌道衡、電子汽車衡,、高爐配料秤,、電子皮帶秤,、鐵水秤等100多臺，其中電子軌道衡,、電子汽車衡達(dá)40多臺,，承擔(dān)著萊鋼進(jìn)及廠內(nèi)倒運(yùn)計量任務(wù)。然而,，每到夏季雷雨多發(fā)時節(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,。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2007年的雷雨季節(jié)，電子軌道衡1#2#,，因連續(xù)遭受雷擊致使2臺炎黃視訊硬盤錄像機(jī)1臺數(shù)據(jù)采集通道損壞,，造成直接經(jīng)濟(jì)損失7萬多元。由于我計量模式采用遠(yuǎn)程無人值守計量方式,，硬盤錄像機(jī)及數(shù)據(jù)采集通道的損壞導(dǎo)致計量的中斷,，導(dǎo)致幾百節(jié)車廂的進(jìn)廠煤炭無法完成計量，致使焦化原料告急,，造成的間接損失無法估計,。因此，我們認(rèn)為：雷擊,，既影響了衡器使用單位經(jīng)營活動的正常進(jìn)行,，使企業(yè)蒙受了間接的經(jīng)濟(jì)損失，同時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)的研究勢在必行,。
但是,，電子衡器防雷技術(shù)的研究是項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，它需要衡器生產(chǎn)廠家和使用單位通力合作,。生產(chǎn)廠家在衡器設(shè)計時,，進(jìn)行防雷擊的設(shè)計;使用單位，在衡器安裝時根據(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。
二,、電子衡器遭受雷電襲擊損壞的原理
雷電是種自然界常見的放電現(xiàn)象,，它具有大的破壞力。自然界中常見的雷電主要有直擊雷、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高、頻率高,、沖擊力強(qiáng)等特點(diǎn),，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;雷擊電磁脈沖(LEMP)是指因直擊雷的路(雷電流引入)和場(空間電磁場)效應(yīng),，對電氣和電子設(shè)備的破壞,。通過對雷擊事故分析的結(jié)果可以得出這樣個結(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;球形雷是種特殊的帶電球體,，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。
大型電子衡器般都處于室外露天場所,，秤臺及鋼軌等大型金屬構(gòu)件易遭受雷電襲擊,，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主要的原因,。
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,，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;架空的電電源也易遭受雷電襲擊,，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,。總之,，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。
三,、電子衡器防雷技術(shù)
電子衡器防雷技術(shù)是個復(fù)雜的綜合保護(hù)系統(tǒng),，要求在防雷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的關(guān)鍵,、特色之處，也是設(shè)計的難點(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)害降低到低水平。
1,、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)是電子衡器雷電保護(hù)系統(tǒng)的核心和根本,。雷擊時，在強(qiáng)大的雷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,，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,。
2、切斷傳感器與秤臺的連接通道,，另外提電流的泄放通道,。
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,。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，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)生的電磁場對傳感器的破壞。
3,、電系統(tǒng)做多防雷保護(hù),。
對二次儀表及計算機(jī)系統(tǒng)的電系統(tǒng)采用多防雷保護(hù)，進(jìn)行等電位連接,，然后將接到接地,。電子衡器系電源統(tǒng)采用三防雷保護(hù)，*電源防雷模塊安裝在系統(tǒng)電開關(guān)后,，第二電源防雷模塊安裝在穩(wěn)壓電源前,，第三電源防雷模塊安裝在設(shè)備前，此外三防雷保護(hù)做到共地,，并與秤體共地,，做到等電位。
4,、在秤臺周圍(包括秤臺基礎(chǔ))構(gòu)建防雷接地網(wǎng)(接地井),。
在秤臺周圍構(gòu)建包括基礎(chǔ)在內(nèi)的防雷接地網(wǎng)(接地井)，整個系統(tǒng)在秤臺附近接單接地,。這樣,，整體衡器系統(tǒng)只有個基礎(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,，當(dāng)發(fā)生雷擊時，此電位就會隨著接地點(diǎn)的電位起伏而變化,，確保整體電子衡器系統(tǒng)安然無恙,。
5、網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)防雷保護(hù)
由于萊鋼集團(tuán)自動化部電子衡器計量實(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)場需要及監(jiān)控系統(tǒng)的特點(diǎn),，對硬盤錄像機(jī),、交換機(jī)等設(shè)備做到等電位連接，對視頻信號,、控制信號等安裝防雷模塊,，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,。電工委員會標(biāo)準(zhǔn)將各種類型的電子系統(tǒng),，如計算機(jī)、通信設(shè)備,、工業(yè)和商業(yè)自動化控制系統(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，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)成個完整的防護(hù)體系，才能取得佳效果,。電子衡器防雷技術(shù)正是按照這要求進(jìn)行設(shè)計的,。
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)場地狀況，按照設(shè)計規(guī)范標(biāo)準(zhǔn),，采取了“綜合防護(hù),、系統(tǒng)防護(hù)、逐降壓”的設(shè)計方法,，所以它具有規(guī)范性,、可靠性和性。
五,、結(jié)束語
電子衡器防雷技術(shù)是個性能的綜合復(fù)雜的雷電保護(hù)系統(tǒng),，對受保護(hù)的電子衡器系統(tǒng)不做任何改動，不影響衡器的計量性能,。當(dāng)有雷電襲擊時不用停電,，電子衡器(包括動、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)計方案。