矿山汽车衡防雷系统设计方案

矿山汽车衡防雷系统设计方案

汽车衡系统遭受多次雷击事故的原因分析，解释了雷击的机理，指出汽车衡系统被雷击的不同方式，分析了汽车衡系统被雷击损坏的原因，并得出结论，应保护汽车衡系统免受直接雷击。电力系统和信号控制系统的雷电波侵入和感应过电压保护、联合接地、屏蔽等，按照有关规定，制定完善的保护措施，最大限度地减少雷电灾害对电子平台秤系统造成的危害。

汽车称重系统需要防范的雷击灾害是雷击过电压和雷电波侵入。 防雷措施应以联合接地、电源和信号防雷、等电位联结和屏蔽为基础，认真落实各项保护措施。提高对雷电过电压入侵和雷电电磁脉冲的综合防御能力。

1、防雷系统的设计应满足以下原则：

1.1保护器不影响被保护设备的正常运行；

1.2 雷击产生冲击波时，所使用的保护装置应具有低阻抗，将冲击电流导入大地，不对地电位差产生危险的冲击；

1.3 保护装置应具有较高的承受冲击能量的能力和规范的接地系统。

2、汽车衡可能被雷击的途径和方法

2.1 直击雷

直击雷只占雷击率的20%左右。它是指闪电击中电子台秤所产生的热效应和机械力。其巨大的电流、炽热的高温、猛烈的冲击波对设备造成严重损坏，但损坏范围一般较小。

2.2 雷电感应

当电子台秤附近有雷击时，此时会处于强烈的瞬态电磁场中，感应出很大的电动势，损坏设备。 此外，当带电的积雨云（雷云）经过电子台秤时，电子台秤的金属结构会感应出与雷电云相反的电荷，演变成更大的电动势，从而损坏设备。前者是电磁感应，后者是静电感应。 电磁感应和静电感应统称为雷电感应，被IEC（国际电工委员会）称为“电子信息时代的重大公害”。对设备的损坏没有直接雷击那么严重。 雷电感应的两个重要特点是发生概率高和覆盖面广。

2.3 雷电波入侵

当电子台秤的输电线路和信号线直接受到雷击或雷电感应时，雷电高压会沿相关电缆以波的形式侵入设备，造成损坏。

2.4 雷电波引起地电位反击

电子地磅的避雷针接收到雷电流时，会在雷电流通过的路径上产生非常高的瞬时高压，使路径与周围的金属物体产生瞬态电位差。 如果这种瞬态电位差超过两者之间的绝缘程度，就会引起击穿放电。当直击雷电击中电子台秤附近的地面时，会引起设备地网电位升高，使设备外壳产生高电位。电子地磅如果外壳与其设备电源电压之间的电位差大于设备的耐压能力，则会损坏设备。

3、汽车衡综合防雷系统

由于公司电子台秤位于三道柱山顶，海拔高，地下金属矿藏丰富。 是雷暴多发区。 此外，它地处开阔地带，周围没有高楼大厦。 它是相对孤立的。 此外，输电线路较长。 应力元件（传感器）、放大器、显示器件均具有耐低电压能力，均满足易雷区的基本条件。 雷击发生的概率很高，因此必须实施全面的雷击防护。

3.1 直击雷防护

直击雷保护的目的是将雷电引导到安全的地方，并释放到大地，防止雷电传到电子台秤上。 它是防雷的前提。 技术措施可分为避雷接法（避雷针），应按照GB50057-942000规范中的技术要求，构造低阻通畅的雷电流（引下线、接地产品）。 如果条件允许，可在距电子台秤3米处安装单针避雷器，将电子台秤载体和平台的金属平台完全置于雷击的有效保护范围内 杆，可以大大减少雷击的影响。

3.2 电源和信号系统的防雷

根据雷电事故调查结果，电子地磅遭受的雷击，大部分是由于雷电波从电源线和信号线侵入设备造成的。 因此，电源和信号系统的防雷是整个防雷系统的关键之一。

地磅一般都在外露的地方。 因此，它们的应力组件（传感器）、放大器和显示设备，以及与地磅一起使用的计算机打印机都容易受到雷击损坏。 在大多数情况下，地磅的损坏是由电阻或电容耦合的瞬态过电压引起的。所有引入展示室的电源线和信号线以及与地磅受力元件（传感器）连接的信号线和电源线均应安装过压保护装置。

4、防雷装置选择的注意事项

4.1 安装在控制线入口处的信号避雷器

选择该类型避雷器时，请参考以下技术参数。 避雷器的响应时间小于1ns，限制电压小于5-12伏，连接后信号衰减在0.1dB-0.5dB之间。 防雷保护 最大通流能力为5KA。

4.2 在电源线上安装电源避雷器

由于雷电冲击波的主要能量集中在工频附近几十赫兹到数百赫兹的低端，因此雷电冲击波的能量很容易与工频电路耦合谐振，因此 从电源线进入电子设备的雷电冲击波是不同的。 从信号线进入的概率要高很多。 据统计，大约80%的电子设备雷击损坏事故是由电源引起的。 因此，应加强系统中设备电源的防雷措施。 所以要选择残压低、响应时间快的避雷器。

五、实施措施

地磅系统作为一种精细的电子传感系统，在山区雷雨天气时常被雷电波损坏，而且维修时间有时过长，往往影响正常的称重工作。 因此，特制定以下地磅综合防雷方案，解决用户的难点。

5.1*级电源防雷

   中心机房配电箱配有8/20波20kA单相电源防雷箱，保护机房内所有用电设备。

5.2 二级电源防雷

在传感器处安装24V直流电源避雷器，实现对设备的滤波和精细保护，同时防止瞬时电压波动。 其特点是电源防雷性能好，适用于电力线路防雷，具有极限电压低、响应快等特点，可保护被保护设备免受输电线路感应雷击或其他浪涌、过电压的影响。   .

5.3 控制信号线防雷

在控制线上安装控制线信号避雷器。 选择该类型避雷器时，请参考以下技术参数。 避雷器的响应时间小于1ns，限制电压小于5-12伏。 连接后信号的衰减始终在0.1dB到0.5dB之间，防雷最大流量为5KA。

5.4等电位连接

在磅房内敷设等电位汇流排，将室内电器设备就近与等电位汇流排可靠连接。并与地网相连接。将地磅承载器金属面用16CM的铜线与接地网可靠连接，但不能影响地磅的准确度。

5.5屏蔽

将入户电力线路在进入室内前，套金属管地埋，地埋金属管长度不得小于15米，并且金属管两端可靠接地，

5.6接地系统

接地系统为该磅房设备包括避雷针等防雷设施的共用接地网，地网按规范要求设计安装，必须满足防雷规范接地电阻R≤4Ω的要求。

6、结语

本文通过汽车磅秤可能遭受雷击的各个途径进行逐步分析，并根据电子地磅的特点，提出了相应的防雷技术措施和具体实施方案思路。电子地磅的防雷保护是一个比较复杂的问题，其设计应综合考虑防直击雷，电源系统防护，信号系统防护，均压等电位防护，屏蔽防护五个方面，才能获得良好的效果。