80噸電子地磅雷擊損壞故障分析處理

某白云石礦粉加工廠(chǎng)建在海拔 1091.8米山旁的一座山的半山腰。電子地磅的東面是山峰，地磅正上方是一條架空的通信電纜。電纜用電纜鉤吊掛在鋼絲繩上。鋼絲繩離地面大約  5米高。地磅的西邊是小型水庫。2016年  7月在雷電暴雨中遭到雷電閃擊損壞。該地磅型號為 SCS-80型(80噸數字式地磅)。地磅結構組成:地磅主要由承載器、稱(chēng)重顯示儀表、稱(chēng)重傳感器、連接件、限位裝置及接線(xiàn)盒等組成。

地磅工作原理:被載重物或載重汽車(chē)置于承載器臺面上，在重力作用下，通過(guò)承載器將重力傳遞至稱(chēng)重傳感器，使稱(chēng)重傳感器彈性體變形，貼附于彈性體上的應變計橋電路失去平衡，輸出與重量數值成正比例的電信號，經(jīng)線(xiàn)性放大器將信號放大，再經(jīng) A/D轉換為數字信號，由稱(chēng)重顯示儀表的微處理器(CPU)對重量信號進(jìn)行處理后，直接顯示重量數據。稱(chēng)重儀表重量數字信號通過(guò) RS232數據線(xiàn)傳送到打印機。數字式傳感器是在傳統電阻應變式傳感器基礎上，結合現代微電子技術(shù)、微型計算機技術(shù)集成而發(fā)展起來(lái)的一種新型電子傳感器。數字式稱(chēng)重傳感器由模擬傳感器(電子應變式)和數字化轉換模塊兩部分組成的。數字模塊由高度集成的電子電路、采用 SMT表面貼裝技術(shù)制成。它主要包括放大器、A/D轉換器、微處理器(CPU)、存儲器、接口電路。接線(xiàn)盒是地磅連接稱(chēng)重傳感器與稱(chēng)重儀表的中間部件 (示意圖見(jiàn)附圖所示)。出于抗干擾和堅固耐用考慮，接線(xiàn)盒的外殼均由金屬材料制成。接線(xiàn)盒共有 n+1個(gè)傳感器電纜接口，n是稱(chēng)重傳感器個(gè)數，1是總電纜，連接接線(xiàn)盒與稱(chēng)重儀表。數字式接線(xiàn)盒是將多只數字式稱(chēng)重傳感器并接成傳感器接口總線(xiàn)。本文數字式傳感器為四線(xiàn)制:白線(xiàn)(A)、綠線(xiàn)(B)、紅線(xiàn)(5V)、黑線(xiàn) 0V、屏蔽線(xiàn)(地)。

故障現象:送上稱(chēng)重物后儀表 LCD屏數碼亂顯；打印機也損壞。在承載鋼板一側找到接線(xiàn)盒。

打開(kāi)接線(xiàn)盒，準備在接線(xiàn)盒測試地磅的稱(chēng)重傳感器。因為 10只稱(chēng)重傳感器   4根同顏色電線(xiàn)并聯(lián)在一起，再與總電纜并在一起。把這  10只稱(chēng)重傳感器的白線(xiàn)拆開(kāi)，用數字式萬(wàn)用表測白線(xiàn)對綠線(xiàn)、紅線(xiàn)的電阻。測試結果如下:①、②、③、④、⑤、⑥、⑨、⑩號傳感器白線(xiàn)對綠線(xiàn)電阻 R白綠=8.2kΩ，白線(xiàn)對紅線(xiàn)電阻   R白紅=9.8kΩ。而⑦號傳感器白線(xiàn)對綠線(xiàn)電阻  R白綠=2.2kΩ，白線(xiàn)對紅線(xiàn)電阻 R白紅=3.5kΩ。⑧號傳感器白線(xiàn)對綠線(xiàn)電阻  R白綠=330kΩ，白線(xiàn)對紅線(xiàn)電阻 R白紅=385kΩ。判斷⑦號、⑧號傳感器已遭雷擊損壞。更換⑦號、⑧號傳感器后該地磅恢復正常。

地磅遭擊分析:該地磅遭遇的是直接雷擊。⑦號、⑧號傳感器位于山峰一側。該地磅遷遇雷擊與其所處地理環(huán)境有關(guān):它處于半山腰中，山峰本易引雷和形成雷電集結區。

在地磅正上方還有一根通信電纜鋼索，由于它末接地，起了雷電接閃器作用，它放電之地是易釋放的地方，15米×5米的承載鋼板是放電處。在地磅的旁邊還有一個(gè)小型水庫，水庫也是引雷區。針對該地磅特殊的地理環(huán)境，筆者向業(yè)主提出防雷建議:對通信電纜鋼索、承載器鋼板、接線(xiàn)盒均接地，增設避雷針。在稱(chēng)重儀表的電源進(jìn)線(xiàn)加裝 AC220V/AC220V隔離變壓器，加裝浪涌保護器(SPD)。