隨著(zhù)汽車(chē)衡在各行業(yè)的普及和應用，雷電對汽車(chē)衡的侵害也越來(lái) 越頻繁，影響了企業(yè)的正常稱(chēng)重計量。本文通過(guò)對汽車(chē)衡雷擊情況分析，結合汽車(chē) 衡結構特點(diǎn)，從防直擊雷、防雷電感應和防雷電波侵入等方面提出汽車(chē)衡全面保護措施。

一、前言

目前，我市有近90臺電子汽車(chē)衡，由于這些汽車(chē)衡分布在各個(gè)鄉鎮，且山區環(huán)境也比較 復雜，所以汽車(chē)衡的防雷情況不容忽視，特 別到雷雨季節，每年都有一定量的汽車(chē)衡遭 雷擊損壞，嚴重影響企業(yè)的正常生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)，同時(shí) 也給用戶(hù)帶來(lái)較大經(jīng)濟損失，因此應重視汽車(chē)衡的防雷工作。本文通過(guò)對雷電損害汽車(chē)衡的途徑分析，結合近幾年的實(shí)際工作，提出防 雷保護對策，僅供參考。

二、汽車(chē)衡遭受雷電襲擊損壞的原因

眾所周知，雷電是一種常見(jiàn)的自然現象，它具有極大的破壞力，而雷擊一般有直接雷擊和間 接雷擊兩種形式。

直接雷擊是雷電直接通過(guò)人體、建筑物、線(xiàn) 路等對地放電產(chǎn)生的電擊現象，當直擊雷對地放 電時(shí)，高達幾萬(wàn)到十幾萬(wàn)安培的雷電電流在8p s 左右達到峰值，并在40ms內完全泄放。因此，直 擊雷電流具有幅值極高、頻率極高和沖擊力極強 等特點(diǎn)，瞬間功率很大，在地網(wǎng)中廣生的地電位 反擊會(huì )損壞電器設備，由此引發(fā)人員傷亡、火災、 電力故障等事故，破壞力也是巨大的。

而間接雷擊主要是雷電感應和雷電波侵入。 雷雨時(shí)，空中的帶電云團同室外電子汽車(chē)衡的枰 臺之間雖然沒(méi)有產(chǎn)生直接雷擊，但帶電云層通過(guò) 靜電感應使面積較大的汽車(chē)衡金屬秤臺表面 積聚大量的與云團極性相反靜電荷，這種感應電 荷會(huì )在導致秤臺與大地之間積累產(chǎn)生上千伏的感 應電壓，這個(gè)電壓極易對支撐秤體的稱(chēng)重傳感器 造成破壞。

雷電波侵入是雷電直接擊到汽車(chē)衡附近 的防雷裝置或其他建筑物，在其周?chē)臻g就會(huì )形 成一個(gè)很強的瞬變感應電磁場(chǎng)，在附近導體上如 秤臺、磅房附近布設的各種線(xiàn)路就會(huì )產(chǎn)生強大的 感應電壓，其過(guò)電壓幅值可達到幾萬(wàn)到幾十萬(wàn)伏 的感應電壓，導致與其連接的設備、電路瞬間被 擊毀；如果擊中輸電線(xiàn)路、或對地面上的線(xiàn)纜、 金屬管道放電時(shí)，強大的雷電流可能直接沿金屬管道、或經(jīng)由電力線(xiàn)、或與外界有聯(lián)系的信號電 路侵入室內，使電子設備損壞，從而危及人身安 全或損壞儀器設備。因此即使秤臺附近裝設了避 雷針，電子汽車(chē)衡還是有可能遭受“雷擊”。

總之，凡是與汽車(chē)衡系統有電路連接或 信號聯(lián)系的地方，都有可能引入雷擊，造成汽車(chē)衡損壞，所以間接雷擊比直接雷擊成災率更 高，間接損失更大。有資料統計，雷電造成的電 子設備的損壞，90%以上是感應雷造成的。

三、防雷措施

隨著(zhù)電子技術(shù)的不斷發(fā)展和商業(yè)競爭，汽車(chē)衡的價(jià)格幾乎下降到成本價(jià)，所以很多汽車(chē)衡用戶(hù)未采取任何防雷措施；有的為了降低

基礎的成本，施工時(shí)能省就省，留下隱患；有的 不良廠(chǎng)家為以后的“售后服務(wù)”，安裝時(shí)故意誘導 使用單位簡(jiǎn)易施工，不做任何防護措施。通過(guò)統 計發(fā)現，稱(chēng)重傳感器和與之相連的稱(chēng)重顯示控制 單元是雷擊損壞概率較高的部分，除極少數遭直 接雷擊外，主要是由間接雷擊造成的。

通過(guò)分析，總結以往發(fā)生汽車(chē)衡遭雷擊 的教訓，我們可對雷擊可能入侵的;^徑采用接閃、 分流、屏蔽、等電位連接、接地系統、電涌保護 和躲避等措施進(jìn)行綜合防護。

(一）接閃

雷電的第一道防線(xiàn)是采用避雷裝置攔截閃電， 接閃就是讓在一定程度范圍內出現的閃電放電不 能任意地選擇放電通道，而只能按照人們事先設 計的防雷系統的規定通道，將雷電能量泄放到大 地中去。

電子汽車(chē)衡一般都處于室外露天場(chǎng)所，如果 處于空曠地帶，周?chē)儆懈邔咏ㄖ?，或不處?/span> 高層建筑物防雷系統的保護范圍內，這就有可能 與空中帶電云團之間產(chǎn)生放電，產(chǎn)生直接雷擊。 應當根據電子汽車(chē)衡安裝地點(diǎn)的具體情況和其長(cháng) 度，按規范合理設置避雷針?？稍诰喑优_周?chē)?/span> 裝單只或多只獨立避雷針，為預防地電位反擊放 電，避雷針的接地粧與磅房、秤體接地應保持不 小于5m的距離，地粧離地表的深度應不小于總長(cháng) 的1/3。磅房應按三類(lèi)防雷建筑物設計，利用磅房 基礎作為接地裝置，在地磅房頂部安裝避雷帶作 為直擊雷防護措施。 如果在磅房與秤體距離小于 20m時(shí)，應將汽車(chē)衡磅房接地裝置與電子汽車(chē)衡 秤體接地裝置可靠焊接形成共用接地網(wǎng)，使彼此間無(wú)電位差，它們總的接地電阻應該≤1Ω。

(二）等電位連接

接閃裝置在捕獲雷電時(shí)，由于引下線(xiàn)存在電 阻和電感，在強大的雷電流泄入大地的瞬間，引 下線(xiàn)立即升至高電位，對地可產(chǎn)生幾萬(wàn)甚至幾十 萬(wàn)伏的高電位，該電位可能會(huì )與周?chē)纳刑幱诘?電位的導體產(chǎn)生旁側閃絡(luò )，并使其電位升高，進(jìn) 而對人員和設備構成危害，即產(chǎn)生地電位反擊。

為了減少這種危險，最簡(jiǎn)單的辦法是采用等 電位連接，即用足夠粗的導線(xiàn)把閃電可能流通的 部位與設備的某些部位連接起來(lái)，保證處處等電 位。這樣在閃電電流通過(guò)時(shí)，所有設施立即形成 一個(gè)“等電位島”，保證導電部件之間不產(chǎn)生有害 的電位差，不發(fā)生旁側閃絡(luò )放電，就可避免了雷 電流產(chǎn)生的高電位對汽車(chē)衡造成的破壞。

具體做法是將稱(chēng)重儀表外殼、秤臺、傳感器、 管線(xiàn)及其他設備的保護接地與預留等電位端子、 或汽車(chē)衡的接地系統相連接，形成一個(gè)電氣 上連續的整體。此外，汽車(chē)衡傳感器因靈敏 度高、耐壓水平低，相對容易遭受雷擊損壞，為 減少雷電對傳感器的影響，對傳感器采取旁路疏 流措施。

(3）分流

當汽車(chē)衡不幸遭受雷直擊時(shí)，或空中帶 電云團與其他云團產(chǎn)生雷擊放電突然消失時(shí)，為 疏散聚集在秤臺頂部的大量感應電荷，就會(huì )有強 大的電流瞬間要通過(guò)支撐秤體的傳感器的彈性體 傳入大地，此電流產(chǎn)生的電磁場(chǎng)強度足以擊穿傳 感器內部應變電路和電子電路，進(jìn)而波及到與其 相連的二次儀表及計算機系統。

一臺汽車(chē)衡通常有4個(gè)?10個(gè)支撐點(diǎn)與 傳感器連接，當靜電感應雷擊造成大電流回流時(shí)， 上述承載點(diǎn)就是回流通道的不良環(huán)節，就會(huì )在電 路中形成靜電感應。為減少雷電對傳感器的影響， 對雷感應電流采取旁路疏流措施，在每個(gè)傳感器 的上、下端（如橋式稱(chēng)重傳感器）或左、右端 (如懸臂梁式稱(chēng)重傳感器）設置大電流旁路電纜， 即采用一根多股截面積不小于6m㎡的多股銅編織 線(xiàn)，將每個(gè)傳感器上端的秤臺金屬部分與傳感器 下端的螺栓部分進(jìn)行跨接。同時(shí)用截面積不小于 16mm2的多股銅線(xiàn)，將傳感器下端的螺栓部分與等電位匯流排可靠連接，使整個(gè)傳感器形成對地 等電位狀態(tài)，基礎板與承重體連接為一個(gè)等勢體， 可以防止意外電流從傳感器上經(jīng)過(guò)而造成傳感器 損壞。這樣，秤臺與汽車(chē)衡接地網(wǎng)之間有了 大電流回流通道，當靜電感應時(shí)，可以從大地補 充電子，使其中和，不至于因設備產(chǎn)生高電位后 不能快速疏散。

另外就是在一切從室外來(lái)的導線(xiàn)（包括電源 線(xiàn)、信號線(xiàn)、電話(huà)線(xiàn)等等）與接地體或接地線(xiàn)之 間并聯(lián)一種防雷保護器（或稱(chēng)避雷器、防雷器）， 當直擊雷或感應雷在室外線(xiàn)路上產(chǎn)生的過(guò)電壓循 著(zhù)這些導線(xiàn)進(jìn)入室內時(shí)，防雷器短路，雷電流由 此分流入地。

(四）接地

接地是分流、泄放直接雷擊和雷電電磁干擾 能量的最有效的手段之一，接地裝置是直接雷擊 電流消散的載體與最后環(huán)節，目的就是把雷電流 通過(guò)低電阻的接地體向大地泄放，從而保護建筑 物、人員和設備的安全。

過(guò)去有些規范要求電子設備單獨接地，目的是 防止電網(wǎng)中雜散電流或暫態(tài)電流干擾設備的正常工 作?，F在，防雷工程領(lǐng)域不提倡單獨接地，強調的 是等電位聯(lián)合接地，|即防雷接地、交流接地和工作 接地聯(lián)合接地在一起，這種接地方式有效地降低了 接地電^又可使設備之間的地電位相等。

汽車(chē)衡常見(jiàn)防雷的接地法是基礎接地， 即利用焊接或捆扎基礎中的接地網(wǎng)，并與地腳螺 栓電氣連接，形成埋設在基礎中的接地網(wǎng)，用于 秤臺、傳感器及管線(xiàn)的保護接地；如果屬于舊衡 器基礎改造，則必須在秤體附近設置一根接地粧， 安裝汽車(chē)衡時(shí)從秤體上接一根專(zhuān)用接地電纜到接 地粧上，必須保證接地電阻小于4Ω。

另外，穿信號電纜的金屬穿線(xiàn)管必須與基礎 接地網(wǎng)相連，采用焊接固定的方法，金屬穿線(xiàn)管 在磅房?jì)瘸洚斀拥鼗?。每個(gè)傳感器要有保護接地， 信號電纜也要保護接地，接線(xiàn)盒要設置接地線(xiàn)與 秤體相連，稱(chēng)重顯示器依現場(chǎng)情況確定接地方法。 平時(shí)注意檢查各稱(chēng)重傳感器大電流旁路線(xiàn)和接地 線(xiàn)是否完好。

(五）屏蔽

屏蔽是利用屏蔽體來(lái)阻礙和減少電磁能量傳 輸的一種技術(shù)。

進(jìn)入磅房的低壓電力電纜宜埋地引入，米用 具有金屬鎧裝屏蔽層的電纜，且屏蔽層兩端接地， 以最大限度地衰減從各種導線(xiàn)引入的雷電高電壓。

在整個(gè)稱(chēng)重計量系統中，有一處不可忽略， 就是磅房到秤臺有一段較長(cháng)距離的傳感器信號電 纜。雷擊通過(guò)電磁感應途徑，可在線(xiàn)路上引入高 電位，造成稱(chēng)重儀表因雷擊損壞。為此，各信號 電纜特別是磅房到秤體的一段信號電纜應采用帶 有金屬屏蔽層的電纜或穿高磁導率的鐵質(zhì)金屬管， 埋地敷設，并將金屬管或電纜外屏蔽層至少在兩 端作接地，把閃電的電磁脈沖從空間入侵的通道 全部阻斷，使得閃電無(wú)縫可鉆，以消除電磁感應 雷擊的破壞。

(六）電涌保護

電路在遭雷擊和在接通、斷開(kāi)電感負載或大 型負載時(shí)常常會(huì )產(chǎn)生很高的操作過(guò)電壓，這種瞬 時(shí)過(guò)電壓（或過(guò)電流）稱(chēng)為浪涌電壓（或浪涌電 流），是一種瞬變干擾。從汽車(chē)衡防雷角度 講，浪涌保護通過(guò)泄放雷電流、限制浪涌電壓來(lái) 保護汽車(chē)衡，是汽車(chē)衡防雷的主要手段, 也是內部防雷保護的主要措施，從而成為綜合防 雷體系中的重要組成部分。僅有接閃器、接地裝 置，并不能避免雷電波沿線(xiàn)路的入侵；也不能在實(shí) 際可能的低接地電阻值下防止反擊。為了保護電子 汽車(chē)衡還需要電涌保護。反過(guò)來(lái)講，浪涌保護也以 外部防雷保護為前提，浪涌保護也應與內部防雷保 護其他措施（等電位連接，屏蔽）密切配合。

架空供電的電源線(xiàn)極易受到雷電襲擊而產(chǎn)生 浪涌通過(guò)電源，造成衡器系統損壞。因此，在磅 房輸入電源和多功能電源插座間接入電源浪涌保 護器，防止多雷環(huán)境中電源引入浪涌電壓的影響 而損壞儀表、打印機。若選購穩壓電源，則浪涌 保護器接入穩壓電源和磅房輸入電源之間。

對傳感器的旁路疏流措施，就可以避免雷電 過(guò)電壓對傳感器的危害；對傳感器的電源線(xiàn)、信 號線(xiàn)的可靠屏蔽措施，可以有效避免雷電感應產(chǎn) 生的雷電過(guò)電壓。

接線(xiàn)盒盡量選擇防浪涌接線(xiàn)盒，該類(lèi)型接線(xiàn) 盒的接線(xiàn)排上焊有精密的防浪涌電子元件，可有 效防止雷電及電網(wǎng)浪涌電壓對傳感器的損害。

(七）躲避

在汽車(chē)衡基建選址時(shí)，就應該躲開(kāi)多雷 區或易遭雷擊的地點(diǎn)，以免日后增大防雷工程的 開(kāi)支和費用。

雷電發(fā)生時(shí)，關(guān)閉設備，拔掉所有電器的電 源插頭、網(wǎng)線(xiàn)、電視線(xiàn)、電話(huà)線(xiàn)等接口，以阻斷 感應雷擊由電源線(xiàn)、網(wǎng)絡(luò )線(xiàn)等竄入。對不能停止 工作的電子汽車(chē)衡系統應配不間斷電源。

建議在雷雨季節，在雷電交加時(shí)、或不稱(chēng)量 及下班時(shí)，盡可能注意，把稱(chēng)重系統設備的電源 插頭拔掉。 由于雷電電磁場(chǎng)的作用與距離有關(guān)， 拔掉插頭后還應該將插頭離開(kāi)插座一段距離。雖 然這個(gè)辦法有點(diǎn)麻煩，這是目前最有效也最直接 的防雷措施。

四、結束語(yǔ)

由于雷電是不可預測的，加之雷電傷害的成 因很復雜，所以沒(méi)有方法徹底消除它的影響。然 而如把多種方法結合使用，利用接閃、分流、接 地系統防御直擊雷，采取屏蔽措施防御感應雷， 等電位連接防御地電位反擊，電涌保護器防御雷 電波入侵，把雷電壓達到其設備端子的殘壓控制 在電子設備不被雷電損壞的范圍之內，選址時(shí)遠 離雷區和雷電發(fā)生時(shí)暫停工作等方法，就可有效 降低雷電的侵害，防雷電的影響就可取得令人滿(mǎn) 意的效果。