浅谈地磅防雷电
本文介绍了有关静电、雷电对地磅的危害及防御措施、要点、注意事 项等。本文内容适用于各类电子轨道衡、地磅及其他大型地磅。
业内人士都知道，地磅必须有良好的接 地才能安全运行。地磅系统包括：压力传感 器、称重仪表、接线盒和微机等。这些设备的核 心元件有好多都是属于静电敏感器件（ESD，所 以它怕静电、更怕雷电。要延长地磅使用寿 命，减少故障率、就必须认真做好静电和雷电的 防治工作。
1.关于静电
在我们工作和生活的环境中，静电普遍存在。 我们的手触及物体经常感觉被电一下，那是因为 我们身上穿的衣料，通过摩擦产生静电。静电的 生成不受昼夜和季节的限制，当然是越干燥越明 显。静电的电动势少则有几万伏，多则有几十万 伏。静电的电压虽然很高，但它所带的电荷却非 常少，对人来说没有什么危险，但是对静电敏感 器件来说确是致命的，稍有接触就会击穿损坏。 所以电子衡器系统必须有良好的接地和屏蔽，将 静电随时放掉，才能达到安全运行的目的。
2.关于雷电
夏季里，如有冷空气侵入，在冷暖气团交锋的地带，天气变化最为剧烈。浓积云可变为积雨 云，强对流天气使积雨云迅速发展壮大。云中的 水滴、冰晶、尘埃等，在剧烈的相互摩擦运动下 产生了电荷，电荷不断积聚而形成了雷电。可以 说积雨云是孕育雷电的温床，当然飓风也可以产 生雷电。雷的电压一般可达几百万至几千万伏， 电流少则也有几万至几十万安。雷的巨大能量有 很强的破坏性和危险性，因此它被列为世界十大 自然灾害之一。
地磅防雷电，单靠主体有一个良好的接 地是不够的，还必须有屏蔽保护和过压保护。有 了 “接地、屏蔽、过压”这三种保护器，才可以 说做到了 “万无一失”。当然我们电子衡器设置的 位置不一定是落雷区，但是感应雷的侵入不得不 防。据测，在110kV的架空输电线路上落雷，可 以在线路上感应300kV的过电压；1km远处的闪 电可在8m高的架空导线上产生10kV的感应过电 压；3km远处的落地雷，可在一般的架空通信线 上产生1kV的过电压。我们的衡房有电源线、信 号线、通讯线等从外部引入，难免会有感应雷的侵入，做好预防工作还是有必要的。感应雷侵入 的主要表现形式是线路过压，瞬间产生浪涌电流， 破坏在路设备。
3.防御措施
如果地磅所处的位置正是落雷区，最安 全可靠的防御措施，就是安装避雷针和避雷器。 接地保护、屏蔽保护和过压保护一样也不能少。
3.1接地保护
大型地磅的主体（承载器）都是由金属 材料构成，导电性良好，很容易吸引雷电。所以 应在衡下就近选择适当位置，埋设主接地极，防 御雷击。接地极的材料通常采用钢管、圆钢、角 钢、扁钢等。接地体在地下可以垂直或水平埋设。 应用最广的常以50mmx 50mmx 5mm角钢，垂直 埋于地下2.5m?3m，外露200mm以便于连接地线。
接地电阻R≤10?，当然是越小越好。接地 线采用不小于35mm2的导线，可靠连接在衡器主 体和主接地极上。操作系统另设辅助接地极，用 做屏蔽保护。严格讲，接地保护与屏蔽保护不能 共用一个接地极。因为主接地是为了防雷，辅助 接地是为了防静电和漏电。如果共同一个接地极， 一旦在衡上落雷，雷电会通过接地线直接进入操 作系统，给操作人员和系统设备带来极大的危害。 所以主辅两个接地极必须分开，并保持一定的距 离。如果电子衡器所处的位置，不是落雷区，附 近又没有落雷的发生史，衡器所处的位置又不是 至高点，或附近设有避雷针，衡器在避雷针的保 护范围之内，衡器没有落雷的可能性，这时可以 考虑使用一个接地极，来防御静电和漏电。
3.2屏蔽保护
所谓“屏蔽保护”，就是将地磅操作系统设 备的外壳及屏蔽导线的外层接地。将静电及干扰 信号导入大地。有了屏蔽系统的保护，还可以防 止因设备漏电给人身安全带来的隐患。屏蔽保护 接地，应由辅助接地极来担任。由于屏蔽保护接 地工作电流较小，因此辅助接地线截面只要大于 2.5mm2，就可以正常运行了。屏蔽保护有两种接 法：①用接地线直接连接设备的外壳。②设备外 壳通过电源插座上的接地线粧接地。后一种接法 存在的不足是，电源插头一旦拔下就等于切断了 接地线。为了保险起见，建议上述两种接法同时 采用。也就是从辅助接地极引两根导线，一根接 设备外壳，另一根接在插座接地线粧上。这样设 备的屏蔽保护系统就出现了 “双重给力”的局面， 对于衡器的安全运行特别有利。另外，仪表至微 机的信号数据线，也应采用屏蔽线，使静电和干 扰信号无空隙可钻。
3.3过压保护
由于各种各样的原因，使系统电路瞬时出现 高于额定工作电压，而又持续时间较短的现象， 我们叫它“过压”。各种线路常见过压主要是源于 雷电，雷电所引起的过压是不可避免的，只能防 御。感应雷电的大小与落雷距离、感应强度和感 应条件等有关，因此感应雷在各个线中所产生的 过压差别很大。
地磅的过压保护应有两处：一是衡房电 源，二是压力传感器。衡房电源一般都是来自户 外变压器，正常户外变压器一侧都装有避雷器， 如果没有或二次是架空送电，送电距离又较远， 应补齐避雷器，防御电源“过压”，设备受损。地磅称重系统的主要部件是压力传感器，它是 本系统过压保护的重点。因为传感器工作在低压 弱电区域里，又属静电敏感器件，稍有过压很容 易损坏。为防御静电及干扰信号的侵入，传感器 的引线工艺规定必须采用屏蔽导线。屏蔽线内 含± SEN激励电源线和± SIG模拟信号线，它们通 过接线盒与称重仪表相连。我们采用压敏电阻做 过压保护元件，在接线盒内分别将2只P6KE18CA 型号的压敏电阻，跨接在激励电源和汇总信号线 上。压敏电阻是一种半导体器件，平时压敏电阻 两端呈高阻绝缘状态。一量压敏电阻两商的电压 高于或等于其工作电压时，它立刻导通，瞬时放 掉过压电流，避免传感器及仪表损坏。至于衡房 通讯线，现代电话机里都装有过压保护电路，只 要注意雷雨天尽量少接打电话，就可避免雷电所 带来的危险。
以上过压保护措施，只要我们认真对待，就 很容易做到。近几年已有厂商开始生产“防浪涌 接线盒”，供用户选购。“防浪涌接线盒”实际上 就是带有过压保护电路的接线盒，工作原理基本 同上所述。
4.注意事项
为使地磅能够安全可靠的运行，做好接 地极是一项很重要的工作，在此提醒有关人员在施工过程中，必须认真注意如下事项：
4.1禁止采用铝材做接地体，接地体禁止涂 油防腐，以免增大接地电阻。
4.2接地体埋设的深度，不应小于2m，但也 不是越深越好，实践证明埋设深度超过3m，接地 电阻无明显下降。
4.3在多岩石地区，深埋接地极有一定困难， 或土壤电阻率较大，不能满足接地电阻值的要求 时，可在接地体周围放置木炭30kg、食盐8kg并 加水，用以降低接地电阻。
4.4接地电阻与接地体截面大小关系不大， 实际截面的大小应重点从机械强度考虑。
4.5地磅不能与避雷针（器）共用一个 接地极，两个接极间或主辅接地极之间，至少要 相隔10m。
4.6不要忽略传感器屏蔽线的接地，不要以 为弹性体接地了，屏蔽线就接地了，实际弹性体 与屏蔽线之间是绝缘的。
4.7操作系统设备外壳的接地，禁止使用串 联接法，应采用字接法，以保证设备屏蔽的 可靠性。
4.8在调整仪表、接线盒之前，先摸下接地 线或设备外壳，将身上的静电放掉，然后再开盖 调整，免得设备受损。
4.9地磅在使用过程中，要经常检查接 地、屏蔽、过压，这“三种保护”，发现问题及时 处理。
由于本人专业水平有限，文中撰写防御雷电 的方法和观点，不一定完全正确。如有不当之处， 请业内士提出批评指正。
