化工儀器網
技術文章
電子衡器的防雷技術
閱讀：2634 發布時間：2017-4-26 一、電子衡器遭受雷電襲擊損壞的原理
雷電是一種自然界常見的放電現象，它具有極大的破壞力。自然界中常見的雷電主要有直擊雷、雷擊電磁脈沖（LEMP）和球形雷三種。當直擊雷對地放電時，在8μs左右達到峰值，并在40μs內*泄放，因此，直擊雷電流具有幅值*、頻率*、沖擊力*等特點，在地網中產生的電位差會損壞電器設備，甚至直接危及人的生命；雷擊電磁脈沖（LEMP）是指因直擊雷的路（雷電流引入）和場（空間電磁場）效應，對電氣和電子設備的破壞。通過對雷擊事故分析的結果可以得出這樣一個結論：雷電造成的電子設備的損壞，90%以上是雷擊電磁脈沖造成的；球形雷是一種特殊的帶電球體，極不常見，還處于研究中。因此，主要是直擊雷、雷擊電磁脈沖作用在電子衡器上造成不同程度的破壞。
大型電子衡器一般都處于室外露天場所，秤臺及鋼軌等大型金屬構件極易遭受雷電襲擊，特別容易產生由于電磁感應而導致的浪涌電壓，因此，安裝在秤臺下的傳感器及與其相連的二次儀表和相應的計算機系統，很容易遭到雷電的襲擊而損壞。大多數情況下，由于傳感器彈性體與秤臺是處于電氣連通狀態的，而傳感器的彈性體與電子電路之間耐壓極限只有1KV到1.5KV，傳感器彈性體上感應的高電壓會將傳感器的應變片和其后的相應電路擊穿，這就是大型電子衡器經常因遭受雷擊而損壞的主要的原因。
當電子衡器遭受雷擊時，有強大的電流通過傳感器的彈性體，此電流產生的電磁場強度足以破壞傳感器內部應變電路和電子電路，進而波及到與其相連的二次儀表及計算機系統。這也是大型電子衡器容易遭雷擊而損壞的原因之一；架空的供電電源也極易遭受雷電襲擊，所以架空電源也是大型電子衡器易遭雷擊而損壞的原因之一。總之，凡是與電子衡器系統有電路連接或信號的地方，都有可能引入雷電襲擊而產生浪涌電壓，造成衡器系統損壞。
二、電子衡器防雷技術
電子衡器防雷技術是一個復雜的綜合保護系統，要求在防雷的同時電子衡器的計量性能不變，不能影響衡器的正常使用，這既是電子衡器防雷的關鍵、特色之處，也是設計的難點，我們按照現代防雷技術的要求，建立“綜合防護、系統防護、逐級限壓”的全面防護的感念，做到：方案優化、技術合理、經濟有效、安全可靠，此外還要考慮秤體結構的特殊性，具體的安裝位置等把雷電災害降低到水平。
1、對傳感器、二次儀表等電子衡器整體的各個部分，作特殊的等電位防雷保護。等電位保護是電子衡器雷電保護系統的核心和根本。雷擊時，在強大的雷電流瀉入大地的瞬間，由于接地線存在電阻和電感，因此整體衡器系統對地可產生幾萬甚至幾十萬伏的高電位，此電位對電子衡器的各個部分甚至整體系統都是毀滅性的。本系統對整體衡器系統的各部位（傳感器、儀表和計算機）的各種接口均做相應的等電位保護，使整體衡器系統的基礎電位隨地線電位的變化而變化，這就避免了雷電流產生的高電位對電子衡器造成的破壞。
2、切斷傳感器與秤臺的連接通道，另外提供電流的泄放通道。
只做等電位保護還不夠，還必須切斷傳感器與秤臺的電氣連接。將傳感器輸出端加分流裝置，與秤體連接接地，當有雷電流時，通過傳感器分流裝置，使得雷電流不經過傳感器瀉入大地，從而避免了雷電流產生的電磁場對傳感器的破壞。
3、供電系統做多級防雷保護。
對二次儀表及計算機系統的供電系統采用多級防雷保護，進行等電位連接，然后將接到接地極。電子衡器系電源統采用三級防雷保護，級電源防雷模塊安裝在系統供電開關后，第二級電源防雷模塊安裝在穩壓電源前，第三級電源防雷模塊安裝在設備前，此外三級防雷保護做到共地，并與秤體共地，做到等電位。
4、在秤臺周圍（包括秤臺基礎）構建防雷接地網（接地井）。
在秤臺周圍構建包括基礎在內的防雷接地網（接地井），整個系統在秤臺附近接單接地極。這樣，整體衡器系統只有一個基礎電位，并與室內設備等電位連接器及房屋接地相連接，做到共地，當發生雷擊時，此電位就會隨著接地點的電位起伏而變化，確保整體電子衡器系統安然無恙。
5、網絡監控系統防雷保護
由于電子衡器計量實現遠程無人值守，其“眼睛”就是網絡監控系統，所以對網絡監控系統的防雷保護也是非常重要。根據現場需要及監控系統的特點，對硬盤錄像機、交換機等設備做到等電位連接，對視頻信號、控制信號等安裝防雷模塊，并作等電位連接。
四、電子信息系統綜合防雷技術
二十世紀五十年代以后，由于大量電子設備尤其是微電子設備的廣泛應用，電子器件的集成化、小型化水平不斷提高，而其耐過壓水平、耐過流、抗雷電電磁脈沖的能力大大降低。電工委員會標準將各種類型的電子系統，如計算機、通信設備、工業和商業自動化控制系統等歸為信息系統。