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淺談電子衡器的雷電預(yù)防
摘 要:電子衡器防雷技術(shù)是個性能的綜合復(fù)雜的雷電保護系統(tǒng),主要采用了傳感器、儀表等電位保護、傳感器電流泄放通道、電源多防雷保護,尤其是安裝防雷接地網(wǎng)等現(xiàn)代雷電防護技術(shù)。廣泛適用于電子軌道衡、電子汽車衡和高爐配料秤等。
關(guān)鍵詞:電子衡器;防雷技術(shù);電涌;必要性
自秦始皇統(tǒng)度量衡以來,衡器就在人們的生產(chǎn)生活中起著舉足輕重的作用。特別是步入近代,隨著工業(yè)的興起,大型量器、衡器的運用更加頻繁。在經(jīng)濟高速發(fā)展的今天,個港口,個企業(yè)每天的貨物吞吐量就達到幾百乃至幾千噸,沒有大型的衡器是很難實現(xiàn)的。隨著電子衡器的應(yīng)運而生,電子衡器如何防雷電也就成了亟待解決的問題。現(xiàn)就自己工作的實際,談?wù)勛约涸谶@方面的認識。
()電子衡器防雷電必要性。
陵縣谷神集團是我縣乃至家大型的集食用油與農(nóng)產(chǎn)品加工于體的企業(yè),其自動化部配備各種軌道衡、電子汽車衡、高爐配料秤、電子皮帶秤、鐵水秤等30多臺,其中電子軌道衡、電子汽車衡達10臺,承擔著進及廠內(nèi)倒運計量任務(wù)。然而,每到夏季雷雨多發(fā)時節(jié),都有電子衡器因遭雷擊而損壞,甚至電子衡器整體被摧毀。次雷擊給企業(yè)造成的經(jīng)濟損失可達幾萬到幾十萬元不等,更嚴重地是使企業(yè)聲譽受損,間接損失無法估量。如在2008年的雷雨季節(jié),電子軌道衡1#2#,因連續(xù)遭受雷擊致使2臺炎黃視訊硬盤錄像機1臺數(shù)據(jù)采集通道損壞,造成直接經(jīng)濟損失3萬多元。由于我計量模式采用遠程無人值守計量方式,硬盤錄像機及數(shù)據(jù)采集通道的損壞導(dǎo)致計量的中斷,導(dǎo)致幾十節(jié)車廂的進廠煤炭無法完成計量,致使焦化原料告急,造成的間接損失無法估計。因此,我們認為:雷擊,既影響了衡器使用單位經(jīng)營活動的正常進行,使企業(yè)蒙受了間接的經(jīng)濟損失,同時又損壞了電子衡器系統(tǒng),給企業(yè)造成了直接的經(jīng)濟損失,所以,開展電子衡器防雷技術(shù)的研究勢在必行。
但是,電子衡器防雷技術(shù)的研究是項復(fù)雜的系統(tǒng)工程,它需要衡器生產(chǎn)廠家和使用單位通力合作。生產(chǎn)廠家在衡器設(shè)計時,進行防雷擊的設(shè)計;使用單位,在衡器安裝時根據(jù)本地區(qū)的雷電特點、安裝位置進行防雷裝置的配置,從而保證電子衡器的安全使用。
(二)、破壞原理。
雷電是種自然界常見的放電現(xiàn)象,它具有大的破壞力。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(nèi)*泄放,因此,直擊雷電流具有幅值高、頻率高、沖擊力強等特點,在地網(wǎng)中產(chǎn)生的電位差會損壞電器設(shè)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(yīng),對電氣和電子設(shè)備的破壞。通過對雷擊事故分析的結(jié)果可以得出這樣個結(jié)論:雷電造成的電子設(shè)備的損壞,90%以上是雷擊電磁脈沖造成的;球形雷是種特殊的帶電球體,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。
(三)、防雷電預(yù)防措施
近年來,各大型企業(yè)的電子汽車衡除了受到直擊雷的危害外,更主要是雷電的電磁效應(yīng)所產(chǎn)生的對設(shè)備有破壞性質(zhì)的電涌電流。電涌是微秒量的異常大的電流脈沖,其波時間般在0.25v20Us, 其單位能量般在2.5~10MJ/Ω,它可使電子設(shè)備受到瞬間過電壓的破壞。電涌防護采用電涌防護器,般的電涌保護器采用MDV技術(shù),當電壓高到設(shè)定的水平時MDV立即動作,響應(yīng)時間為1~3毫妙,在響應(yīng)的瞬間,MDV的電阻從*值降到近乎零歐姆,使瞬間高電壓找到了入地的通道,吸引過電流遠離電子儀器設(shè)備。
雷電是導(dǎo)致電涌的直接原因,當空中雷擊時,帶異性電荷云團間產(chǎn)生強烈放電,會產(chǎn)生幅值大和上升沿很陡的電磁場,這種高強度的電磁場會使在電磁場所涉及的導(dǎo)體上產(chǎn)生很大的感應(yīng)電勢,從而使稱重儀表的器件損壞。因此,雷電通過擊中電源、信號線和雷電的電磁脈沖的影響產(chǎn)生電涌,它可以使計算機、儀器儀表等電子設(shè)備受到瞬間過電壓而遭到破壞。雷電的感應(yīng)浪涌電壓的入侵途徑除了進線電源外,主要是通過信號線竄入設(shè)備內(nèi)部,致使稱重儀表、計算機的電源電路、接口電路損壞,因此,應(yīng)高度重視對電涌的防范,切不可抱有僥幸心理。
防電磁感應(yīng)雷
進入磅房的低壓電力電纜宜埋地引入,采用具有金屬鎧裝屏蔽層的電纜,且屏蔽層兩端接地,以大限度地衰減從各種導(dǎo)線引入的雷電高電壓。
電源防雷應(yīng)采取三防雷系統(tǒng),磅房內(nèi)220/380V電采用TN-C-S系統(tǒng)。由于磅房內(nèi)電氣設(shè)備相距很近,只需在電源入口下端安裝電源*、二復(fù)合防雷保護器,即在各相線與中性線之間安裝FYS-0.22kV型避雷器,實施配電系統(tǒng)的*、第二防雷保護。在與計算系統(tǒng)有關(guān)的電源插座處,安裝防浪涌保護器用于電源的地三防護。通過多電源防雷設(shè)施,*釋放雷電過電流,限制過電壓,盡可能防止雷電通過電力線路竄入計量系統(tǒng),損壞系統(tǒng)設(shè)備.
信號電纜的防雷保護
在整個稱重計量系統(tǒng)中,有處不可忽略,就是磅房到秤臺有段較長距離的信號電纜。雷擊通過電磁感應(yīng)途徑,可在線路上引入高電位,造成稱重儀表因雷擊損壞。為此,個信號電纜特別是磅房到秤體段信號電纜的屏蔽層應(yīng)可靠接地,以消除電磁感應(yīng)雷擊的破壞。
由于雷電是不可預(yù)測的,加之雷電傷害的成因很復(fù)雜,所以無法*消除它的影響。然而如把多種方法結(jié)合使用,就可降低雷電的傷害,防雷電的影響就可取得令人滿意的效果。因此必須建立完善、可靠的防雷接地系統(tǒng),以保證電子稱重系統(tǒng)安全、可靠、穩(wěn)定地運行。
結(jié)束語:電子衡器防雷技術(shù)是個性能的綜合復(fù)雜的雷電保護系統(tǒng),主要采用了傳感器、儀表等電位保護、傳感器電流泄放通道、電源多防雷保護,尤其是安裝防雷接地網(wǎng)等現(xiàn)代雷電防護技術(shù)。廣泛適用于電子軌道衡、電子汽車衡和高爐配料秤等。相信只要我們在工作中勤于研究,勇于探索,用科學(xué)的知識和技能武裝自己的腦,就能解決工作中的問題,替企業(yè),給挽回損失,創(chuàng)造利益。
作者：孫 梅 來源：學(xué)術(shù)理論與探索 2010年6期