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淺談電子衡器的雷電預防
摘 要:電子衡器防雷技術是個性能的綜合復雜的雷電保護系統,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等現代雷電防護技術。廣泛適用于電子軌道衡、電子汽車衡和高爐配料秤等。
關鍵詞:電子衡器;防雷技術;電涌;必要性
自秦始皇統度量衡以來,衡器就在人們的生產生活中起著舉足輕重的作用。特別是步入近代,隨著工業的興起,大型量器、衡器的運用更加頻繁。在經濟高速發展的今天,個港口,個企業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的。隨著電子衡器的應運而生,電子衡器如何防雷電也就成了亟待解決的問題。現就自己工作的實際,談談自己在這方面的認識。
()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產品加工于體的企業,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,承擔著進及廠內倒運計量任務。然而,每到夏季雷雨多發時節,都有電子衡器因遭雷擊而損壞,甚至電子衡器整體被摧毀。次雷擊給企業造成的經濟損失可達幾萬到幾十萬元不等,更嚴重地是使企業聲譽受損,間接損失無法估量。如在2008年的雷雨季節,電子軌道衡1#2#,因連續遭受雷擊致使2臺炎黃視訊硬盤錄像機1臺數據采集通道損壞,造成直接經濟損失3萬多元。由于我計量模式采用遠程無人值守計量方式,硬盤錄像機及數據采集通道的損壞導致計量的中斷,導致幾十節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營活動的正常進行,使企業蒙受了間接的經濟損失,同時又損壞了電子衡器系統,給企業造成了直接的經濟損失,所以,開展電子衡器防雷技術的研究勢在必行。
但是,電子衡器防雷技術的研究是項復雜的系統工程,它需要衡器生產廠家和使用單位通力合作。生產廠家在衡器設計時,進行防雷擊的設計;使用單位,在衡器安裝時根據本地區的雷電特點、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*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)、防雷電預防措施
近年來,各大型企業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所產生的對設備有破壞性質的電涌電流。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,當電壓高到設定的水平時MDV立即動作,響應時間為1~3毫妙,在響應的瞬間,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備。
雷電是導致電涌的直接原因,當空中雷擊時,帶異性電荷云團間產生強烈放電,會產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體上產生很大的感應電勢,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生電涌,它可以使計算機、儀器儀表等電子設備受到瞬間過電壓而遭到破壞。雷電的感應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備內部,致使稱重儀表、計算機的電源電路、接口電路損壞,因此,應高度重視對電涌的防范,切不可抱有僥幸心理。
防電磁感應雷
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線引入的雷電高電壓。
電源防雷應采取三防雷系統,磅房內220/380V電采用TN-C-S系統。由于磅房內電氣設備相距很近,只需在電源入口下端安裝電源*、二復合防雷保護器,即在各相線與中性線之間安裝FYS-0.22kV型避雷器,實施配電系統的*、第二防雷保護。在與計算系統有關的電源插座處,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,損壞系統設備.
信號電纜的防雷保護
在整個稱重計量系統中,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可靠接地,以消除電磁感應雷擊的破壞。
由于雷電是不可預測的,加之雷電傷害的成因很復雜,所以無法*消除它的影響。然而如把多種方法結合使用,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,以保證電子稱重系統安全、可靠、穩定地運行。
結束語:電子衡器防雷技術是個性能的綜合復雜的雷電保護系統,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等現代雷電防護技術。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,給挽回損失,創造利益。
作者：孫 梅 來源：學術理論與探索 2010年6期