赵晨旭
哈尔滨市阿城区质量技术监督检验检测中心 黑龙江 哈尔滨 150300
摘 要 文中详细分析了电子汽车衡被雷击的原因，介绍一种性能先进的系统防雷电技术。该技术克服了以往局部防雷所存在的缺点，使得电子汽车衡系统防雷具有较高的性价比、可靠性、规范性和先进性，解决了大型电子汽车衡的防雷难题，不仅给企业带来较大的经济效益，也带来较好的社会效益。
关键词 电子汽车衡 防雷击 措施方法
在20世纪80年代之前常见的汽车衡一般是利用杠杆原理纯机械构造的机械式汽车衡，也称作机械地磅。由于是纯机械设备，所以一直也没有防雷处理的需要。到了20世纪80年代中期，随着高精度称重传感器技术的日趋成熟，机械式地磅逐渐被精度高、稳定性好、操作方便的电子汽车衡所取代。电子汽车衡以其高精度、迅速准确、高稳定性等优点深得广大用户信赖，但是由于电子技术的引进，在方便了用户使用的同时也带来了一系列的问题，其中比较棘手的就是防雷问题。雷电通过两种途径造成灾害：一种是直击雷，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；另一种是感应雷（亦称二次雷击），它比直击雷成灾率更高，间接损失更大，每到雷雨季节,总会有些汽车衡遭到雷击损坏,其原因主要是没有采取防雷措施,或虽采取了防雷措施,但措施不得当。所以,采取正确的汽车衡防雷保护措施,一方面可避免汽车衡被雷击后造成经济损失;另一方面可避免因汽车衡被雷击后造成停产带来更大的间接损失。
1.电子汽车衡防雷技术概述
1.1电子汽车衡遭雷击损害分析
自然界中常见的雷电主要有直击雷、感应雷和传导雷三种。当直击雷对地放电时，在8μs左右达到峰值，并在40μs内完全泄放。因此，直击雷电流具有幅值极高、频率极高、冲击力极强等特点，在地网中产生的电位差会损坏电器设备，甚至直接危及人的生命安全。当雷电击中输电线路或闪雷放电发生在输电线路附近时，产生的感应雷经由电力线以及与外界有电路联系的信号电路使电子设备损坏。传导雷是指远处的雷电击中线路或因电磁感应产生的极高电压，由室外电源线路传至建筑物内，损坏电器设备。三种雷击类型中以直击雷和感应雷危害最为频繁，造成的损失最多。雷击,从理论上讲,不论是直击雷还是感应雷,本质上均是带电的雷云,感应地面突出部位带有与雷云相反的电荷,当其与这些带有相反电荷的凸出部位的距离接近或空气电阻较小(如空气潮湿)等条件成熟时就会击穿空气形成瞬间放电的直击雷,倘若条件没有形成,就不会形成直击雷。若地面的凸出部位是金属导体,这个导体会有大量的电荷积聚,如果这个导体直接放在大地的地面上,在没有发生直击雷的情况时,待到带电云层消失或远离此导体后,其所带的电荷会向大地释放。对于电子汽车衡来说,其衡器的台面正好是一个导体,当其带有大量的电荷时,由于其与地面之间靠传感器支撑,其它再无与地面连接之处,当其所带电荷形成的电势达到一定程度,即足可以击穿传感器时,传感器就被击穿损坏,同时强大的电流还会通过与传感器相连的仪表、电脑、打印机等设备,可能造成损坏,这就是感应雷对汽车衡的破坏。
1.2我国电子汽车衡防雷技术现状
我国电子汽车衡防雷起步较晚，技术水平比较落后，防雷设施比较陈旧，在防雷思想上还停留在局部防雷阶段。调查发现，目前我国电子汽车衡防雷主要沿用传统防雷方法，不是从系统的观点出发按照科学性、规范性进行全面防雷，而是按照传统的观点片面的、局部的去设置防雷设施。大多选择在雷雨天不称重，即在雷电到来之前人工把电源切断，停止称重，以保证衡器不被雷击，严重影响电子汽车衡利用效率。
或者安装电子汽车衡厂家生产的通用防雷设施，如电源防浪涌设备，在雷电到来时，防止浪涌和过电，这种措施成本相对较高，或者对称重仪表和传感器分别接地，具有一定的局限性。此外还有较多的措施用来进行电子汽车衡防雷击，但都具有一定的局限性。
2.改进电子汽车衡防雷击技术的措施
2.1电子汽车衡防直击雷措施的改进
可以在秤体附近上空设置避雷针，以尖端放电效应中和云团中的电荷，使电子汽车衡不致因雷击而损坏。避雷针的高度可根据电子汽车衡长度而定，避雷针保护半径等于其高度的一个圆形区域，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。独立接地体与磅房秤体接地应保持不小于5m的距离。汽车衡磅房一般按三类防雷建筑物设计，利用磅房基础作为接地装置，在地磅房顶部安装避雷带作为直击雷防护措施。在磅房与秤体距离小于20m时，应将汽车衡磅房接地装置与电子汽车衡秤体接地装置可靠焊接形成共用接地网。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。
2.2电子汽车衡防感应雷的措施改进
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他云团产生雷击放电、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。，在感应雷击中，更多的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。在防感应雷是首先对传感器、称重显示控制器等汽车衡整体的各个部分，作特殊的等电位防雷保护。等电位保护是汽车衡雷电保护系统的核心和根本。具体做法是将称重仪表外壳、秤台、传感器、管线及其他设备的保护接地与预留等电位端子或电子汽车衡的接地系统相连接，形成一个电气上连续的整体。进行合理布线和屏蔽。进入秤房的低压电力电缆宜埋地引入，采用具有金属铠装屏蔽层的电缆，且屏蔽层两端接地，以最大限度地衰减从各种导线引入的雷电高电压。并进行等电位联合接地，即防雷接地、保护接地、工作接地共同接到秤体接地网上，地网阻值要求在4Ω以下。对汽车衡系统的各部位(传感器、仪表和计算机)的各种接口均做相应的等电位保护，使汽车衡系统的基础电位随地线电位的变化而变化，这就避免了雷电流产生的高电位对汽车衡造成的破坏。，还必须切断传感器与秤台的电气连接。将传感器输出端加分流装置，与秤体连接接地，当有雷电流时，通过传感器分流装置，使得雷电流不经过传感器而直接泻入大地，从而避免了雷电流产生的电磁场对传感器的破坏。
2.3电子汽车衡综合防雷措施
每年在雨季来临之前,一定要检测接地电阻是否符合规定,如不符合要及时采取措施。此外，每个传感器要有保护接地。因此每个传感器位置要设置一个接地线,传感器与地之间设置接地桩,接地线与接地桩进行可靠连接或将接地线与就近地脚螺栓连接。但地脚螺栓必须与基础内钢筋接地网相连。称重显示仪表外壳要接地。对于网络系统采用ADSL专线接入的计量室，为了避免通信电缆引入雷电的可能性，采用的技术是在电缆接入计量系统前先接入信号避雷器（信号SPD），尽可能地降低雷电对系统设备的冲击。
3.结语
只有采取合理有效的接地措施，保证足够的接地导线面积，在检定、验收中测试其接地电阻值，才能将电子汽车衡使用中遭雷击时的损失减至最小。在安装电子汽车衡时一定要注意各种要求,以确保电子汽车衡的安全使用。
参考文献
[1]刘鹏,方亮.电子衡器防雷击的研究[J].衡器,2016(06).
[2]高宝坤.浅议电子衡器的应用与管理技术[J].城市建设理论研究(电子版),2018(18).