1、 引言
2005-2006年,我市礦產(chǎn)品稅費征收管理局秉著邊安裝,邊防雷的原則,指定我局為其設(shè)計施工了22個征收站的電子地磅防雷工程(因該局2004年初置的3臺電子地磅在使用中全部被雷擊,其中竹市站幾乎癱瘓)。我局在2005年施工的14個電子地磅防雷工程中,由于對電子地磅稱重傳感器認(rèn)識不夠,忽略了相應(yīng)的防雷措施,結(jié)果6站遭受雷擊,擊壞稱重傳感器9個、稱重顯示儀2臺。2006年,針對
稱重傳感器易遭雷擊的問題,我局經(jīng)過修改設(shè)計,在完成了另外8個電子地磅防雷工程施工的同時,又組織技術(shù)力量對2005年安裝的防雷工程進行了整改,但還因技術(shù)措施不夠完善,仍有5站不同程度遭受雷擊,擊壞傳感器6個。直到2007年,我局通過進一步完善稱重傳感器的均壓、屏蔽和分流措施,聘請避雷器廠家制作稱重傳感器專用避雷器,并實施安裝后,才基本上解決了電子地磅的防雷安全問題。由此可見,電子地磅的綜合防雷尤以稱重傳感器的防護難度最大,也是電子地磅綜合防雷工程設(shè)計施工的關(guān)健。
2.1、稱重傳感器組成:稱重傳感器是電子地磅的核心部件,是把壓力轉(zhuǎn)換成電量的功能轉(zhuǎn)換器,主要由彈性體、電阻應(yīng)變片和檢測電路構(gòu)成。稱重傳感器實際是一種承重檢測儀器,電路包括橋式測量電路、LC濾波電路、A/D電路及單片機電路等。稱重傳感器的作用是在接線盒、二次儀表的配合下完成了電子地磅的稱重、計重過程。
2.2、稱重傳感器易遭雷擊的特征特性分析
2.2.1組裝和使用環(huán)境條件特殊:稱重傳感器組裝于大型金屬秤臺下緣的四周(電子地磅由若干個稱重傳感器組成);由于稱重傳感器需要承載重力的原因,其彈性體、應(yīng)變片和外殼都由特種金屬制作,且彈性體與秤臺難以做到絕緣;電子地磅又稱汽車衡,由于受通行條件限制,很多時候稱重傳感器都是安裝在室外的露天場所,故稱重傳感器相對其它設(shè)備容易遭受雷擊。
2.2.2、抗過電壓、過電流能力差:稱重傳感器芯片屬微電子產(chǎn)品,通常弱電設(shè)備的工作電壓只有5-12V,工作電流不超過20MA,感應(yīng)雷擊足以造成設(shè)備的損壞。
2.2.3、絕緣阻抗低:稱重傳感器的彈性體與電子電路之間耐壓極限只有1KV到1.5KV,稱重傳感器彈性體上感應(yīng)的高電壓會將稱重傳感器的應(yīng)變片和其后的相應(yīng)電路擊穿。
2.2.4、外露傳輸信號電纜較長:傳感器的電源、信號是通過電纜進行傳輸?shù)?,而稱重傳感器又安裝在室外,不免需要較長的傳輸電纜,雷擊容易通過電磁感應(yīng)的方式在傳輸電纜上產(chǎn)生高電位。
3、稱重傳感器防雷技術(shù)措施
稱重傳感器防雷是
電子地磅綜合防雷的關(guān)健,本文對電子地磅常規(guī)防雷措施(包括接閃、接地、電源防護等)不作弊述,重點闡述稱重傳感器部位的均壓、屏蔽及分流防雷技術(shù)措施。
3.1、均壓:均壓就是在稱重傳感器底座的合適位置做均壓環(huán),將稱重傳感器附近處于地電位的導(dǎo)體等電位連接起來,并把均壓環(huán)與接地裝置連通,當(dāng)強大的雷電流通過時,保證導(dǎo)電部件之間不產(chǎn)生有害的電位差,不發(fā)生旁側(cè)閃絡(luò)放電,不損壞稱重傳感器。具體做法是:保障秤臺、稱重傳感器底座、傳輸電纜屏蔽鋼管以及接線盒與均壓環(huán)有良好的電氣連接。
3.2、屏蔽:屏蔽是截斷雷電電磁脈沖波入侵稱重傳感器通道的最有效方法。具體做法是:將稱重傳感器通向接線盒的所有信號傳輸電纜穿鋼管敷設(shè),并做好接地。
3.3、分流:分流就是在需要保護的設(shè)備與防雷接地線之間安裝一種適當(dāng)?shù)谋芾灼?,?dāng)直擊雷或雷擊效應(yīng)在線路上產(chǎn)生的過電壓波沿這些導(dǎo)線進入設(shè)備時,避雷器的電阻會突然降到低值,把雷電流分流入地。對稱重傳感器的分流需要注意兩點,一是稱重傳感器與接線盒是通過信號傳輸電纜連接的,故在信號傳輸電纜的兩端都要安裝避雷器。二要設(shè)計制作與稱重傳感器相匹配的專用防雷器,保證主要技術(shù)參數(shù):避雷器的限制電壓小于12伏;反應(yīng)動作時間小于1ns;接入后對信號的衰減在時在0.1dB-0.5dB之間;防雷最大通流能力為5KA。
4、結(jié)論
做好稱重傳感器部位的均壓、屏蔽和分流措施,加上電子地磅的常規(guī)防雷,能基本上實現(xiàn)電子地磅的防雷安全。
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