地磅雷击分析与改进方法
1.地磅遭受雷击实例
2006年8月、9月福清出现强雷暴,雷击事件频繁,而处于暴露场合的地磅系统首当其冲,南方铝业 (中国)有限公司、福清天润粮油饲料实业有限公司、福清天宇钢铁公司的地镑系统均遭受雷击。8月17曰 福清天润粮油饲料实业有限公司地磅的8个传感器和电脑均被雷击坏。
每年春夏季节是雷雨的多发期,电子磅遭受雷击的现象时有发生,且地磅维修时间长,往往影响正常 计量工作,因此做好地磅系统的综合防雷尤为重要。
2.地磅工作原理
电子地磅标准配置主要由承重传力机构(秤体)、高精度称重传感器、称重显示仪表三大主件组成。 同时可根据不同用户的要求,选配打印机、大屏幕显示器、电脑管理系统以完成更高层次的数据管理及传 输的需要。
承重传力机构将物体的重量传递给称重传感器的机械平台,高精度称重传感器是地磅的核心部件,将 重量值转换成对应的可测电信号,送给A/D、运算电路(MCU)处理后,由称重显示仪通过专用软件处理 显示重量读数,并可将数据进一步传递至打印机、大屏幕显示器、电脑管理系统。
3.地磅系统雷击分析
3.1勘查情况
福清市防雷检测中心对南方铝业(中国)有限公司、福清天润粮油饲料实业有限公司的雷击情况进行 了现场勘查,发现存在以下突出的问题:地磅防直击雷设施不合格,尤其是福清天润粮油饲料实业有限公 司,地磅的接地阻值不合格,地磅连接部件的过渡电阻偏大,防雷接地仅用铁丝绑扎;配电线路、弱电线 路构架空且未屏蔽引人厂区,在厂区范围内架空布设,布线相当不合理,直接导致感应雷入侵;由地磅引 人室内的传感器、放大器和显示设备均未接地,由此通过未屏蔽的线路将设备击坏;放置传感器、放大器 和显示设备的办公楼未设防直击雷设施,防直击雷设施也不合格。
3.2原因分析
雷击损坏设备通常有三种主要形式:直击雷、感应雷、球形雷。致使地磅遭受雷击的雷电主要为直击 雷和感应雷。直击雷是指雷电直接击中地磅台面上或电源线路上;感应雷是指落在地磅附近或空中的雷 电,它形成的强大电磁场所产生的感应过电压、过电流,击毁该区域无接地装置的所有电子设备,或通过 未屏蔽的线路传导过电压将设备击坏。
4.地磅防雷的改进
4.1地磅接地装置
接地装置是把雷电的瞬间过电压、过电流通 过导体流人大地,从而降低雷电击毁称重传感器 和仪表等电子设备的概率,因此地磅应具有合格 的接地装置。要定期检查称重仪表电源及秤台的 接地联接处是否松动、导体是否锈蚀和断裂,良 好的接地装置是地磅免遭雷击的关键措施之一。
地磅接地地阻的技术要求专40,地磅其它设备 应就近接地,见图1。
4.2线路屏蔽
配电线路、弱电线路的进线应埋地穿金属管 屏蔽,埋地穿管屏蔽的长度应言15米为宜。信号 线路保护进出地磅工作房的信号线主要是:数据 线(光纤或五类线)、测量设备的采样线。光纤 线路不需安装SPD,但其加强芯要可靠接地;五类线或超五类线:安装传输率为lOOMbPS,标称放电电 流&5KA (8/20|xs) /线,残压在20V专用信号SPD;地磅到地磅房内的采样线,要套金属管埋地入室,因 采用了屏蔽线且线距不长,就不必安装SPD。在地磅房的总配电的输出端安装一台标称放电电流&40KA (8/20(jls),残压矣700V的单相电源SPD。
4.3安全措施
在称重仪表电源插座的前端,安装一只专用的闸刀开关。这只专用闸刀有双重意义。当地磅使用时, 不要拔插仪表电源插头,而是扭送闸刀,因为带电拔插电源插头形成的瞬间过电流和操作过电压有时会损 坏软件程序或毁坏电器设备。遇到雷雨天气时闸刀就更为重要了,地磅台面遭受直击雷概率是很小的,多 数毁坏电子磅的雷电是作用在电源供电线路上,雷击时电压幅值是KV级的,足以导致电器设备的损坏, 司磅员在遇到雷雨天气要及时拉下闸刀、切断电源,电子地磅暂停使用,以避免电子设备遭受雷击。
地磅设备主要集中在磅房,防止电位反击,做好等电位连接尤为重要。在磅房内应设置接地母排, 所有设备外壳、SPD、正常工作不带电的金属件均采用截面积不小于16mm2的绝缘铜芯导线就近接到接 地母排。
地磅房内设备摆放尽量不要对准窗口,并离墙柱1米以上。
防雷是一个复杂的系统工程,不可预见的因素较多,只要安全措施的到位,就能有效地降低地磅被雷 击的可能。
4.4做好地磅防雷设施年检工作
每年雷雨季节前应对地磅接地系统进行检査,对接地网的接地电阻进行测量。要检査各连接处是否紧 固、接触是否良好、接地引下线有无镑蚀、接地体附近地面有无异常,必要时应挖开地面抽査地下隐蔽部 分锈蚀情况,如果发现问题应及时处理。企业要加强对地磅接地系统的日常维护工作。
避雷器安装之后,应检査所有接线是否正确安装,然后运行测试,直至整个系统均正常运作。每年雷 雨季节前应对运行中的避雷器的性能进行一次检测,雷雨季节中要加强外观巡视,如检测发现异常应及时 处理。
只有严格按照防雷接地的有关规程,进行科学的防雷接地工程设计,认真施工,合理布局防直击雷、 防感应雷、防雷电波侵人,安装可靠的各种电源避雷器、信号避雷器、做好接地引下线、做好接地极 (网)达到所要求的接地电阻值,才能有效地预防和避免雷电灭害,减少处于暴露场合的地磅系统遭受雷 击的次数,保证地磅的正常工作。