通過對(duì)電子地磅雷擊事故進(jìn)行調(diào)查分析，針對(duì)電子地磅的結(jié)枸原理和布局、電源及信號(hào)線纜的布設(shè)提出相 應(yīng)的防雷對(duì)策，以求完善電子地磅的防雷措施。

隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，電子地磅越來越廣泛應(yīng) 用于廠礦企業(yè)、商家物流等行業(yè)。由于電子地磅的 核心主件不斷高精度化、微電子化，且廠礦企業(yè)的 地磅往往處在較為空曠的礦區(qū)，而大多數(shù)廠商和使 用方對(duì)地磅的防雷措施較為忽視或安裝措施不足， 故地磅遭受雷擊損害的嚴(yán)重性日益突顯。據(jù)雷災(zāi)調(diào) 查統(tǒng)計(jì)，兩年來我縣各大型鋁業(yè)、錳業(yè)等廠礦的電 子地磅設(shè)施遭受雷擊事故就達(dá)五起以上。造成稱重 傳感器、顯示儀表、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)的 損毀。現(xiàn)就通過對(duì)兩個(gè)電子地磅雷災(zāi)事故個(gè)例調(diào)查 分析為起子，提出防雷對(duì)策，希望能引發(fā)大家對(duì)電 子地磅防雷的積極探索和思考。

1.案例分析

個(gè)例一：2007年4月20日15時(shí)和2007年6月5日17時(shí)左右，靖西縣龍山礦業(yè)有限公司龍邦鎮(zhèn)驗(yàn) 貨場(chǎng)的大型電子地磅分別兩次遭受雷電襲擊。第一 次雷災(zāi)事故造成地磅稱重傳感器損壞6個(gè)，數(shù)字稱 重顯示儀損壞1臺(tái)，直接經(jīng)濟(jì)損失18000元。第二次 雷災(zāi)事故造成監(jiān)控室（以下稱磅房）內(nèi)光端機(jī)1臺(tái)、 計(jì)算機(jī)兩臺(tái)、路由器一臺(tái)、UPS電源一臺(tái)、電話機(jī) 三部^視頻監(jiān)控?cái)?shù)字轉(zhuǎn)換器一臺(tái)等設(shè)備嚴(yán)重?zé)龎?，?/span> 接經(jīng)濟(jì)損失近20000元。

個(gè)例二： 2007年6月2日20時(shí)左右，靖西縣邊 貿(mào)局龍邦鎮(zhèn)邊境驗(yàn)貨場(chǎng)遭受雷擊，造成地磅稱重傳 感器損壞8個(gè)，數(shù)字稱重顯示儀損壞1臺(tái)。直接經(jīng)濟(jì) 損失24000元。據(jù)相關(guān)人員講述，該地磅曾于2006 年4月份遭受過雷擊，同樣造成以上損壞。

1.1調(diào)査情況

以上兩個(gè)地磅均處于雷電活動(dòng)頻繁區(qū)域。龍 邦鎮(zhèn)地處中越邊境，該鎮(zhèn)年預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)在87天以 上。地磅所處的驗(yàn)貨場(chǎng)地形空曠，地面常堆放大量 金屬礦石，是極易落雷的區(qū)域。

防雷裝置狀況：以上兩個(gè)地磅及磅房無有 效的防直擊雷和防感應(yīng)雷（二次雷）裝置。地磅在 由廠家安裝的過程中僅對(duì)稱體做了簡(jiǎn)易的接地處 理，每條接地線各連接一個(gè)獨(dú)立地極，且接地電阻 過大（100.0歐姆以上)。而稱體下面的稱重傳感器沒有合理的接地布置。磅房的供電線路、信號(hào)線及 各種金屬管道采用架空敷設(shè)，無防感應(yīng)雷措施。

1.2原因分析

靜電感應(yīng)：地磅稱體為較大的金屬物體，在 雷云出現(xiàn)到雷擊（主放電）以前，在雷電靜電感應(yīng) 作用下，稱體感應(yīng)產(chǎn)生大量靜電荷，當(dāng)雷擊發(fā)生時(shí)， 云電荷通過閃擊與地面的異電荷迅速中和，由于地 磅接地電阻過大，造成大量靜電荷無法在短時(shí)內(nèi)向 大地泄放，就形成了局部感應(yīng)高電壓，并對(duì)與稱體 接觸不良的金屬器件（稱重傳感器）發(fā)生閃擊。形 成強(qiáng)烈放電現(xiàn)象（這就是值班人員觀看到的發(fā)光發(fā) 亮現(xiàn)象的原因)。閃擊造成稱重傳感器帶上高電位并 沿?cái)?shù)據(jù)總線侵入終端電子設(shè)備（顯示儀表等)。

電磁感應(yīng)：當(dāng)雷擊落點(diǎn)在地磅附近時(shí)，由 于雷電流有極大峰值和陡度，即閃電通道中電流隨 時(shí)間發(fā)生變化，在整個(gè)地磅系統(tǒng)周圍空間形成強(qiáng)大 的瞬變電磁場(chǎng)，在通道附近的導(dǎo)電物體產(chǎn)生一系列 的電磁脈沖耦合過電壓和渦電流。電子地磅稱重傳 感器，接線盒，顯示儀表等由于回路布置較復(fù)雜，導(dǎo) 致雷電磁脈沖在回路中感應(yīng)出瞬態(tài)高電位和過電流 并危及與回路連接的設(shè)備。以上雷災(zāi)個(gè)例中稱重傳 感器與顯示儀表的損壞主要由靜電感應(yīng)和電磁感應(yīng) 引起的。

雷電波侵入：由于上述磅房的供電線路、信 號(hào)線采用架空敷設(shè)，供電線路、信號(hào)線在架空傳輸 過程中遭受直接雷擊或雷電靜電感應(yīng)、電磁感應(yīng)作 用，雷電流以脈沖波形式沿架空電線、信號(hào)線侵入 (通常為幾千伏?幾百千伏)，對(duì)磅房各類電子設(shè)備 造成嚴(yán)重?fù)p毀。這是靖西縣龍山礦業(yè)有限公司龍邦 鎮(zhèn)驗(yàn)貨場(chǎng)第二次遭受雷災(zāi)事故的直接原因。

2.電子地磅的雷電防護(hù)措施

對(duì)于電子地磅的雷電防護(hù)應(yīng)首先建立在做好地 磅及磅房防直擊雷的基礎(chǔ)上（防直擊雷措施略)。鑒 于上述電子地磅防感應(yīng)雷措施的不足，建議采用等 電位連接（含共同接地)、屏蔽、電涌防護(hù)等措施進(jìn) 行綜合防護(hù)。

2.1等電位連接和共用接地

等電位連接是現(xiàn)代防雷技術(shù)重要的防護(hù)措施。 目的是減少電子地磅稱體與傳感器之間、各傳感器 之間以及各種設(shè)備內(nèi)各點(diǎn)間、設(shè)備與磅房金屬構(gòu)件 之間、進(jìn)出磅房的各種金屬管線與金屬構(gòu)件和線路 設(shè)備之間因雷電感應(yīng)產(chǎn)生的電位差。使地磅所在環(huán) 境及地磅整個(gè)系統(tǒng)本身所有金屬導(dǎo)體的電位在瞬態(tài) 現(xiàn)象時(shí)保持基本相等，從而消除雷擊過程中對(duì)地磅 產(chǎn)生的靜電感應(yīng)和電磁感應(yīng)的危害。共用接地是指 利用磅房的基礎(chǔ)地極、人工地極與地磅接地極之間 進(jìn)行可靠的等電位連接。在現(xiàn)代等電位防雷理論中 地網(wǎng)的阻值已處于次要地位了，而更強(qiáng)調(diào)地網(wǎng)的形 式。但獲得低電阻固然也沒錯(cuò)，所以要求共用接地 沖擊電阻應(yīng)不大于4歐姆，可根據(jù)具體情況適當(dāng)放 寬。電子地磅等電位連接與共用接地如圖1所示：

每個(gè)秤重傳感器（通常為4?8個(gè)）應(yīng)設(shè)置連接 鐵板螺栓相互連接，并通過接地線與等電位連接排 導(dǎo)線和接地線，通過連接導(dǎo)線使稱體與傳感器腳 進(jìn)行連接，各個(gè)秤重傳感器接地線應(yīng)采用S型連接

方式與等電位連接排進(jìn)行連接并就近接地。接地線 應(yīng)盡可能短。

進(jìn)入磅房的各類金屬管道如稱重傳感器的電源 線、補(bǔ)償線、測(cè)量線（共三對(duì)線）金屬屏蔽套管、空 調(diào)管、水管等金屬管道和電纜的金屬外皮應(yīng)在進(jìn)入 鎊房LPZOB /LPZ1區(qū)交界處進(jìn)行等電位連接并就 近接地。

表1連接等電位連接排或?qū)⑵溥B接到 接地裝置的連接導(dǎo)體最小截面

2.2屏蔽

屏蔽是抑制和降低雷擊電磁脈沖對(duì)電子地鎊各 個(gè)系統(tǒng)設(shè)備干擾的基本措施。為降低對(duì)重傳感器及 電源線、補(bǔ)償線、測(cè)量線的電磁輻射干擾，重傳感 器及電源線、補(bǔ)償線、測(cè)量線應(yīng)分別套金屬管屏蔽 進(jìn)入鎊房，金屬管兩端應(yīng)與等電位連接排連接。另 外，盡量利用鎊房所在建筑物鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的 金屬構(gòu)件及金屬門窗進(jìn)行屏蔽，形成等電位法拉第 籠式。降低雷擊電磁脈沖對(duì)鎊房?jī)?nèi)信號(hào)輸出設(shè)備及 信息系統(tǒng)設(shè)備的干擾。

2.3雷擊電涌保護(hù)

在電子地鎊系統(tǒng)中不能直接參與等電位連接的 帶電體，如電源相線，零線，稱重傳感器電源線、補(bǔ) 償線、測(cè)量線，計(jì)算機(jī)信號(hào)線等使用電涌保護(hù)器與 等電位連接帶連接,達(dá)到抑制過電壓和浪涌的作用。 2. 3. 1供電線路的防護(hù)

供電系統(tǒng)由于線路長(zhǎng)，線路復(fù)雜易受雷電磁感 應(yīng)而引入雷電波,應(yīng)做雷電防護(hù)的重點(diǎn)。在Lpz?區(qū) 中做第一級(jí)SPD防護(hù)，應(yīng)選擇為必須能夠多次承載 波形為10/350印的雷電波而不被損壞的SPD。在防 雷保護(hù)區(qū)Lpz1/Lpz2界面處，鎊房?jī)?nèi)配電柜或配電 盤安裝第2級(jí)防護(hù)SPD,目的是為了抑制相、零、地 線間的過電壓和浪涌應(yīng)選擇放電能力約為10KA (8/ 20^s)的SPD即可。SPD應(yīng)就近與等電位連接排連 接。零線應(yīng)通過SPD重復(fù)接地，以消除零地電位過 高的情況。當(dāng)然，有條件的地方最好應(yīng)采用金屬屏 蔽電纜埋地敷設(shè)的進(jìn)線方法,且埋地長(zhǎng)度不小于2 V

Pm,但最短不應(yīng)小于15m。

2.3.2稱重傳感器的電涌防護(hù)

由于稱重傳感器的電源線、補(bǔ)償線、測(cè)量線與 鎊房顯示屏有一定距離，對(duì)電磁場(chǎng)耦合的浪涌非常 敏感，故對(duì)稱重傳感器的電涌防護(hù)也是必要的。除 上述屏蔽之外，可考慮選用德國產(chǎn)的BE/C型12V BlitzductoiCT傳感器SPD,電源線、補(bǔ)償線、測(cè)量 線每對(duì)線都需要配備一個(gè)保護(hù)器。

由于SPD的防雷能力與安裝方式緊密相關(guān)，應(yīng) 盡可能地縮短電纜線與SPD的連線和SPD與等電 位連接排的長(zhǎng)度。但應(yīng)注意SPD級(jí)間距離以避免級(jí) 間耦合。

3 .結(jié)語

在進(jìn)行電子地鎊防雷設(shè)計(jì)施工時(shí)，應(yīng)認(rèn)真 調(diào)查地理、地質(zhì)、氣象、環(huán)境等條件、雷電活動(dòng)規(guī) 律及使用性質(zhì)將其劃分雷電防護(hù)等級(jí)。并根據(jù)電子 地鎊的工作原理、性能特點(diǎn)等因素，將外部防雷和 內(nèi)部防雷措施協(xié)調(diào)統(tǒng)一，進(jìn)行規(guī)劃和施工，做到安 全可靠、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理。

為了保證電子地鎊的防雷安全，建議各使 用商在安裝使用之前應(yīng)持有相關(guān)圖紙及施工方案到 當(dāng)?shù)貧庀笾鞴軝C(jī)構(gòu)進(jìn)行報(bào)審，根據(jù)防雷專業(yè)技術(shù)機(jī) 構(gòu)的圖紙進(jìn)行施工，并接受防雷管理部門的監(jiān)督與 技術(shù)指導(dǎo)。此外，在使用過程中做好日常的防雷裝 置維護(hù)管理，定期進(jìn)行防雷檢測(cè)以確保電子地鎊的 安全使用，從而促進(jìn)經(jīng)濟(jì)的更好發(fā)展。