DOC《捷徽衡器教你雷电对电子汽车衡的危害及防护措施》

捷徽衡器教你雷电对电子汽车衡的危害及防护措施 上海捷徽电子科技有限公司 张小飞

一、前言 目前,淮北矿区已有近

40 台数字式电子汽车衡,其中多为上海捷徽电子科技有限公司、 长沙衡器传感器研究所生产,最大秤量为200 吨,由数字称重显示器、数字式称重传感器、 计算机及计算机辅助设备等组成.

其中近30台电子汽车衡用于煤炭销售称重计量,这些电 子汽车衡分布在百里矿区,大多数地处空旷地带,环境比较恶劣复杂,加上对雷的电磁效应 所产生的电涌电流防范措施不完善,特别到雷雨季节,时常因雷击出现较大范围的电子设备 故障,给企业带来了一定的经济损失,更影响了矿区煤炭的正常经营销售,因此防雷工作非 常重要,必须采取经济合理的措施,以解决电子汽车衡的防雷问题.现笔者结合近几年的实 际工作,谈谈如何加强汽车衡的防雷,仅供参考.

二、雷电的防范措施分析 根据雷电的破坏性和特点,可将雷电分为直击雷和感应雷.直击雷以声、光、电同时发生,瞬间电流达数十万安培,所产生的电效应和热效应能导致火灾,熔化物体;

感应雷(亦称二次雷击),它比直击雷成灾率更高,间接损失更大,是二十世纪八十年代以来雷电灾害 最显著的特征,也是雷电防御技术迫切需要解决的难题.以下就针对各自的特点,具体谈谈 防雷措施. 1. 防直击雷 由于矿区电子汽车衡多处空旷地带,周围少有高层建筑物,或不处在高层建筑物的防雷系统的保护范围内,这就有可能与空中带电云团之间产生放电,产生直接雷击.为此,在易产生雷电干扰破坏的地区必须采取可靠的防雷措施,以免造成雷击破坏.因此,可根据具体 地点,按规范合理设置避雷针,以尖端放电效应中和云团中的电荷,有效地保护电子称重系 统,避免遭受直接雷击. 直击雷防雷设备的作用是接闪,即防止雷电直接击中计量室以及接闪器保护范围内的各 种金属管线和用电设备.对于在接闪器保护范围外的各种金属导线以及由直击雷所产生的感 应雷电是不能保护的. 2. 防感应雷击 当雷电放电路径不经过防雷保护装置时,放电过程中产生强大的瞬变电磁场在附近的导体中感应到强大的电磁脉冲,称感应雷.感应雷可通过静电感应、电磁感应两种不同的感应方式侵入导体. 2.1 防静电感应雷击雷雨时,空中的带电云团同室外的秤台之间虽然并没有产生直接雷击,但通过静电耦合会使设备带上与云团极性相反的电荷.当空中带电云团与其它云团产生雷击放电,突然消失 时,为疏散聚集在秤台顶部的大量电荷,就会产生很大的回流电流.一台电子汽车衡一般有10 至12 个支承点与传感器连接,当静电感应雷击造成大电流回流时,上述承载点就是回流 通道的不良环节,就会在电路中形成静电感应.为此,必须在传感器的上、下端(如桥式称 重传感器)或左、右端(如悬臂梁式称重传感器)设置大电流旁路电缆,即采用一根多股编 织铜线跨接,使整个传感器形成对地等电位状态,基础板与承重台连接为一个等势体,可以 防止意外电流从传感器上经过而造成传感器损坏.这样,秤台与电子汽车衡接地网之间有了 大电流回流通道,当静电感应时,可以从大地补充电子,使其中和,不致因设备产生高电位 后不能快速疏散. 2.2 防电磁感应雷击 近年来,煤炭行业的电子汽车衡除了受到直击雷的危害外,更多是雷电的电磁效应所产生的对精密电子设备具有破坏性质的电涌电流. (1)电涌的产生.电涌是微秒量级的异常大的电流脉冲,其波头时间一般在 0.25~20μS, 其单位能量一般在 2.5~10MJ/?,它可使电子设备受到瞬间过电压而遭破坏.而雷电是导致 电涌的最明显的原因,当空中雷击时,带异性电荷云团间产生强烈放电,会产生幅值大和上 升沿很陡的电磁场,这种高强度的瞬变电磁场会使在电磁场所涉及的导体上产生很大的感应 电动势,从而使称重仪表、计算机主机和显示器的元器件损坏.因此,雷电通过击中电源线、 信号线和雷电的电磁脉冲的影响所产生的电涌,可以使计算机、仪器仪表等电子设备受到瞬 间过电压而遭到破坏.另外,大型电机设备、电梯、发电机、空调、制冷设备等也会引发电 涌.UPS 也可能被电涌摧毁. (2)电涌防护原理.目前,在电涌的防护当中,电涌保护器的使用已日趋频繁;