―、電子秤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 電主要有直擊雷、雷擊電磁脈沖（LEMP； 和球形霄三種。當(dāng)直擊雷對地放電時，在 8 (X Us左右達(dá)到峰值，并在40 p S內(nèi)完全 泄放，因此，直擊雷電流具有幅值極高、頻 率極高、沖擊力極強(qiáng)等特點(diǎn)，在地網(wǎng)中產(chǎn) 生的電位差會損壞電器設(shè)各，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)果可以得出這樣一 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;球形雷電是 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 沖作用在于電子秤上不同程度的破壞。

大型電子秤一般都處于室外露天 場所,抨臺及銅軌等大型金屬構(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,安裝在坪臺下 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),根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 與枰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，這就是大型電子秤經(jīng)常因遭受 雷擊而損不的最主要的原因。

當(dāng)電子秤遭受雷擊時，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)。這也是大型電子秤 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 源也是大型電子秤易遭雷擊而損壞的 原因之一。總之，凡是與電子秤系統(tǒng)有 電路連接或信號聯(lián)系的地方，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。

二、電子秤防雷技術(shù)

電子秤防雷技術(shù)是一個復(fù)雜的綜 合保護(hù)系統(tǒng)，要求在防雷的同時電子秤的計量性能不變，不能影響電子秤的正常使 用，這既是電子秤防雷的關(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，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。

1.對傳感器、二次儀表等電子秤整體 的各個部分，作特殊的等電位防雷保護(hù)。 等電位保護(hù)是電子秤雷電保護(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，整體電子秤系統(tǒng)對地可產(chǎn)生幾萬 甚至幾十萬伏的高電位,此電位對電子秤的各個部分甚至整體系統(tǒng)都是毀滅性 的。本系統(tǒng)對整體電子秤系統(tǒng)的各個部位 (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)，使整體電子秤系統(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)生的高電位對電子秤造 成的破壞。

2.切斷傳感器與坪臺的連接通道，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 傳感器與枰臺的電氣連接。將傳感器輸出 端加分流裝置，與枰體連接接地’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.供電系統(tǒng)做多級防雷保護(hù)。

對二次儀表及計算機(jī)系統(tǒng)的供電系

統(tǒng)采用多級防雷保護(hù)，進(jìn)行等電位連接， 然后將接到接地極。電子秤系電源統(tǒng)采 用三級防雷保護(hù)，第一級電源防雷模塊安 裝在系統(tǒng)供電開關(guān)后,第二級電源防雷模 塊安裝在穩(wěn)壓電源前，第三級電源防雷模 塊安裝在設(shè)備前，此外三級防雷保護(hù)做到 共地，并與抨體共地，做到等地位。

4.在秤臺周圍(包括坪臺基礎(chǔ))構(gòu)建防 雷接地網(wǎng)削(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 單接地極。這樣，整體電子秤系統(tǒng)只有一個 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,確保整體電子秤系統(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)自動化部電子秤計 量實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程無人值守，其“眼睛”就是網(wǎng)絡(luò) 隨控系統(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，井作等電位連接。

三、電子信息蒙統(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)綜臺雷電防護(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)等各項技術(shù),構(gòu)成一個完 整的防護(hù)體系，才能取得最佳效果。電子秤防雷技術(shù)正是按照這一要求進(jìn)行設(shè) 計的。

由于電子秤防雷系統(tǒng)按照現(xiàn)代防 雷技術(shù)的要求，結(jié)合電子秤的結(jié)構(gòu)原 理，電子秤安裝現(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)、逐級降 壓”的設(shè)計方法，所以它具有規(guī)范性、可靠 性和先進(jìn)性。

四、結(jié)束語

電子秤防雷技術(shù)是一個性能先進(jìn) 的綜合復(fù)雜的雷電保護(hù)系統(tǒng)，對受保護(hù)的電子秤系統(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，電子秤(包括動、靜態(tài)電子軌道衡、電子 汽車衡，高爐抨、配料坪、皮帶秤等各種電子秤系統(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。