隨著汽車衡在各行業(yè)的普及和應(yīng)用，雷電對(duì)汽車衡的侵害也越來 越頻繁，影響了企業(yè)的正常稱重計(jì)量。本文通過對(duì)汽車衡雷擊情況分析，結(jié)合汽車 衡結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，從防直擊雷、防雷電感應(yīng)和防雷電波侵入等方面提出汽車衡全面保護(hù)措施。

一、前言

目前，我市有近90臺(tái)電子汽車衡，由于這些汽車衡分布在各個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)，且山區(qū)環(huán)境也比較 復(fù)雜，所以汽車衡的防雷情況不容忽視，特 別到雷雨季節(jié)，每年都有一定量的汽車衡遭 雷擊損壞，嚴(yán)重影響企業(yè)的正常生產(chǎn)經(jīng)營，同時(shí) 也給用戶帶來較大經(jīng)濟(jì)損失，因此應(yīng)重視汽車衡的防雷工作。本文通過對(duì)雷電損害汽車衡的途徑分析，結(jié)合近幾年的實(shí)際工作，提出防 雷保護(hù)對(duì)策，僅供參考。

二、汽車衡遭受雷電襲擊損壞的原因

眾所周知，雷電是一種常見的自然現(xiàn)象，它具有極大的破壞力，而雷擊一般有直接雷擊和間 接雷擊兩種形式。

直接雷擊是雷電直接通過人體、建筑物、線 路等對(duì)地放電產(chǎn)生的電擊現(xiàn)象，當(dāng)直擊雷對(duì)地放 電時(shí)，高達(dá)幾萬到十幾萬安培的雷電電流在8p s 左右達(dá)到峰值，并在40ms內(nèi)完全泄放。因此，直 擊雷電流具有幅值極高、頻率極高和沖擊力極強(qiáng) 等特點(diǎn)，瞬間功率很大，在地網(wǎng)中廣生的地電位 反擊會(huì)損壞電器設(shè)備，由此引發(fā)人員傷亡、火災(zāi)、 電力故障等事故，破壞力也是巨大的。

而間接雷擊主要是雷電感應(yīng)和雷電波侵入。 雷雨時(shí)，空中的帶電云團(tuán)同室外電子汽車衡的枰 臺(tái)之間雖然沒有產(chǎn)生直接雷擊，但帶電云層通過 靜電感應(yīng)使面積較大的汽車衡金屬秤臺(tái)表面 積聚大量的與云團(tuán)極性相反靜電荷，這種感應(yīng)電 荷會(huì)在導(dǎo)致秤臺(tái)與大地之間積累產(chǎn)生上千伏的感 應(yīng)電壓，這個(gè)電壓極易對(duì)支撐秤體的稱重傳感器 造成破壞。

雷電波侵入是雷電直接擊到汽車衡附近 的防雷裝置或其他建筑物，在其周圍空間就會(huì)形 成一個(gè)很強(qiáng)的瞬變感應(yīng)電磁場，在附近導(dǎo)體上如 秤臺(tái)、磅房附近布設(shè)的各種線路就會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)大的 感應(yīng)電壓，其過電壓幅值可達(dá)到幾萬到幾十萬伏 的感應(yīng)電壓，導(dǎo)致與其連接的設(shè)備、電路瞬間被 擊毀；如果擊中輸電線路、或?qū)Φ孛嫔系木€纜、 金屬管道放電時(shí)，強(qiáng)大的雷電流可能直接沿金屬管道、或經(jīng)由電力線、或與外界有聯(lián)系的信號(hào)電 路侵入室內(nèi)，使電子設(shè)備損壞，從而危及人身安 全或損壞儀器設(shè)備。因此即使秤臺(tái)附近裝設(shè)了避 雷針，電子汽車衡還是有可能遭受“雷擊”。

總之，凡是與汽車衡系統(tǒng)有電路連接或 信號(hào)聯(lián)系的地方，都有可能引入雷擊，造成汽車衡損壞，所以間接雷擊比直接雷擊成災(zāi)率更 高，間接損失更大。有資料統(tǒng)計(jì)，雷電造成的電 子設(shè)備的損壞，90%以上是感應(yīng)雷造成的。

三、防雷措施

隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展和商業(yè)競爭，汽車衡的價(jià)格幾乎下降到成本價(jià)，所以很多汽車衡用戶未采取任何防雷措施；有的為了降低

基礎(chǔ)的成本，施工時(shí)能省就省，留下隱患；有的 不良廠家為以后的“售后服務(wù)”，安裝時(shí)故意誘導(dǎo) 使用單位簡易施工，不做任何防護(hù)措施。通過統(tǒng) 計(jì)發(fā)現(xiàn)，稱重傳感器和與之相連的稱重顯示控制 單元是雷擊損壞概率較高的部分，除極少數(shù)遭直 接雷擊外，主要是由間接雷擊造成的。

通過分析，總結(jié)以往發(fā)生汽車衡遭雷擊 的教訓(xùn)，我們可對(duì)雷擊可能入侵的;^徑采用接閃、 分流、屏蔽、等電位連接、接地系統(tǒng)、電涌保護(hù) 和躲避等措施進(jìn)行綜合防護(hù)。

(一）接閃

雷電的第一道防線是采用避雷裝置攔截閃電， 接閃就是讓在一定程度范圍內(nèi)出現(xiàn)的閃電放電不 能任意地選擇放電通道，而只能按照人們事先設(shè) 計(jì)的防雷系統(tǒng)的規(guī)定通道，將雷電能量泄放到大 地中去。

電子汽車衡一般都處于室外露天場所，如果 處于空曠地帶，周圍少有高層建筑物，或不處在 高層建筑物防雷系統(tǒng)的保護(hù)范圍內(nèi)，這就有可能 與空中帶電云團(tuán)之間產(chǎn)生放電，產(chǎn)生直接雷擊。 應(yīng)當(dāng)根據(jù)電子汽車衡安裝地點(diǎn)的具體情況和其長 度，按規(guī)范合理設(shè)置避雷針?？稍诰喑优_(tái)周圍安 裝單只或多只獨(dú)立避雷針，為預(yù)防地電位反擊放 電，避雷針的接地粧與磅房、秤體接地應(yīng)保持不 小于5m的距離，地粧離地表的深度應(yīng)不小于總長 的1/3。磅房應(yīng)按三類防雷建筑物設(shè)計(jì)，利用磅房 基礎(chǔ)作為接地裝置，在地磅房頂部安裝避雷帶作 為直擊雷防護(hù)措施。 如果在磅房與秤體距離小于 20m時(shí)，應(yīng)將汽車衡磅房接地裝置與電子汽車衡 秤體接地裝置可靠焊接形成共用接地網(wǎng)，使彼此間無電位差，它們總的接地電阻應(yīng)該≤1Ω。

(二）等電位連接

接閃裝置在捕獲雷電時(shí)，由于引下線存在電 阻和電感，在強(qiáng)大的雷電流泄入大地的瞬間，引 下線立即升至高電位，對(duì)地可產(chǎn)生幾萬甚至幾十 萬伏的高電位，該電位可能會(huì)與周圍的尚處于地 電位的導(dǎo)體產(chǎn)生旁側(cè)閃絡(luò)，并使其電位升高，進(jìn) 而對(duì)人員和設(shè)備構(gòu)成危害，即產(chǎn)生地電位反擊。

為了減少這種危險(xiǎn)，最簡單的辦法是采用等 電位連接，即用足夠粗的導(dǎo)線把閃電可能流通的 部位與設(shè)備的某些部位連接起來，保證處處等電 位。這樣在閃電電流通過時(shí)，所有設(shè)施立即形成 一個(gè)“等電位島”，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，就可避免了雷 電流產(chǎn)生的高電位對(duì)汽車衡造成的破壞。

具體做法是將稱重儀表外殼、秤臺(tái)、傳感器、 管線及其他設(shè)備的保護(hù)接地與預(yù)留等電位端子、 或汽車衡的接地系統(tǒng)相連接，形成一個(gè)電氣 上連續(xù)的整體。此外，汽車衡傳感器因靈敏 度高、耐壓水平低，相對(duì)容易遭受雷擊損壞，為 減少雷電對(duì)傳感器的影響，對(duì)傳感器采取旁路疏 流措施。

(3）分流

當(dāng)汽車衡不幸遭受雷直擊時(shí)，或空中帶 電云團(tuán)與其他云團(tuán)產(chǎn)生雷擊放電突然消失時(shí)，為 疏散聚集在秤臺(tái)頂部的大量感應(yīng)電荷，就會(huì)有強(qiáng) 大的電流瞬間要通過支撐秤體的傳感器的彈性體 傳入大地，此電流產(chǎn)生的電磁場強(qiáng)度足以擊穿傳 感器內(nèi)部應(yīng)變電路和電子電路，進(jìn)而波及到與其 相連的二次儀表及計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。

一臺(tái)汽車衡通常有4個(gè)?10個(gè)支撐點(diǎn)與 傳感器連接，當(dāng)靜電感應(yīng)雷擊造成大電流回流時(shí)， 上述承載點(diǎn)就是回流通道的不良環(huán)節(jié)，就會(huì)在電 路中形成靜電感應(yīng)。為減少雷電對(duì)傳感器的影響， 對(duì)雷感應(yīng)電流采取旁路疏流措施，在每個(gè)傳感器 的上、下端（如橋式稱重傳感器）或左、右端 (如懸臂梁式稱重傳感器）設(shè)置大電流旁路電纜， 即采用一根多股截面積不小于6m㎡的多股銅編織 線，將每個(gè)傳感器上端的秤臺(tái)金屬部分與傳感器 下端的螺栓部分進(jìn)行跨接。同時(shí)用截面積不小于 16mm2的多股銅線，將傳感器下端的螺栓部分與等電位匯流排可靠連接，使整個(gè)傳感器形成對(duì)地 等電位狀態(tài)，基礎(chǔ)板與承重體連接為一個(gè)等勢體， 可以防止意外電流從傳感器上經(jīng)過而造成傳感器 損壞。這樣，秤臺(tái)與汽車衡接地網(wǎng)之間有了 大電流回流通道，當(dāng)靜電感應(yīng)時(shí)，可以從大地補(bǔ) 充電子，使其中和，不至于因設(shè)備產(chǎn)生高電位后 不能快速疏散。

另外就是在一切從室外來的導(dǎo)線（包括電源 線、信號(hào)線、電話線等等）與接地體或接地線之 間并聯(lián)一種防雷保護(hù)器（或稱避雷器、防雷器）， 當(dāng)直擊雷或感應(yīng)雷在室外線路上產(chǎn)生的過電壓循 著這些導(dǎo)線進(jìn)入室內(nèi)時(shí)，防雷器短路，雷電流由 此分流入地。

(四）接地

接地是分流、泄放直接雷擊和雷電電磁干擾 能量的最有效的手段之一，接地裝置是直接雷擊 電流消散的載體與最后環(huán)節(jié)，目的就是把雷電流 通過低電阻的接地體向大地泄放，從而保護(hù)建筑 物、人員和設(shè)備的安全。

過去有些規(guī)范要求電子設(shè)備單獨(dú)接地，目的是 防止電網(wǎng)中雜散電流或暫態(tài)電流干擾設(shè)備的正常工 作。現(xiàn)在，防雷工程領(lǐng)域不提倡單獨(dú)接地，強(qiáng)調(diào)的 是等電位聯(lián)合接地，|即防雷接地、交流接地和工作 接地聯(lián)合接地在一起，這種接地方式有效地降低了 接地電^又可使設(shè)備之間的地電位相等。

汽車衡常見防雷的接地法是基礎(chǔ)接地， 即利用焊接或捆扎基礎(chǔ)中的接地網(wǎng)，并與地腳螺 栓電氣連接，形成埋設(shè)在基礎(chǔ)中的接地網(wǎng)，用于 秤臺(tái)、傳感器及管線的保護(hù)接地；如果屬于舊衡 器基礎(chǔ)改造，則必須在秤體附近設(shè)置一根接地粧， 安裝汽車衡時(shí)從秤體上接一根專用接地電纜到接 地粧上，必須保證接地電阻小于4Ω。

另外，穿信號(hào)電纜的金屬穿線管必須與基礎(chǔ) 接地網(wǎng)相連，采用焊接固定的方法，金屬穿線管 在磅房內(nèi)充當(dāng)接地粧。每個(gè)傳感器要有保護(hù)接地， 信號(hào)電纜也要保護(hù)接地，接線盒要設(shè)置接地線與 秤體相連，稱重顯示器依現(xiàn)場情況確定接地方法。 平時(shí)注意檢查各稱重傳感器大電流旁路線和接地 線是否完好。

(五）屏蔽

屏蔽是利用屏蔽體來阻礙和減少電磁能量傳 輸?shù)囊环N技術(shù)。

進(jìn)入磅房的低壓電力電纜宜埋地引入，米用 具有金屬鎧裝屏蔽層的電纜，且屏蔽層兩端接地， 以最大限度地衰減從各種導(dǎo)線引入的雷電高電壓。

在整個(gè)稱重計(jì)量系統(tǒng)中，有一處不可忽略， 就是磅房到秤臺(tái)有一段較長距離的傳感器信號(hào)電 纜。雷擊通過電磁感應(yīng)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，各信號(hào) 電纜特別是磅房到秤體的一段信號(hào)電纜應(yīng)采用帶 有金屬屏蔽層的電纜或穿高磁導(dǎo)率的鐵質(zhì)金屬管， 埋地敷設(shè)，并將金屬管或電纜外屏蔽層至少在兩 端作接地，把閃電的電磁脈沖從空間入侵的通道 全部阻斷，使得閃電無縫可鉆，以消除電磁感應(yīng) 雷擊的破壞。

(六）電涌保護(hù)

電路在遭雷擊和在接通、斷開電感負(fù)載或大 型負(fù)載時(shí)常常會(huì)產(chǎn)生很高的操作過電壓，這種瞬 時(shí)過電壓（或過電流）稱為浪涌電壓（或浪涌電 流），是一種瞬變干擾。從汽車衡防雷角度 講，浪涌保護(hù)通過泄放雷電流、限制浪涌電壓來 保護(hù)汽車衡，是汽車衡防雷的主要手段, 也是內(nèi)部防雷保護(hù)的主要措施，從而成為綜合防 雷體系中的重要組成部分。僅有接閃器、接地裝 置，并不能避免雷電波沿線路的入侵；也不能在實(shí) 際可能的低接地電阻值下防止反擊。為了保護(hù)電子 汽車衡還需要電涌保護(hù)。反過來講，浪涌保護(hù)也以 外部防雷保護(hù)為前提，浪涌保護(hù)也應(yīng)與內(nèi)部防雷保 護(hù)其他措施（等電位連接，屏蔽）密切配合。

架空供電的電源線極易受到雷電襲擊而產(chǎn)生 浪涌通過電源，造成衡器系統(tǒng)損壞。因此，在磅 房輸入電源和多功能電源插座間接入電源浪涌保 護(hù)器，防止多雷環(huán)境中電源引入浪涌電壓的影響 而損壞儀表、打印機(jī)。若選購穩(wěn)壓電源，則浪涌 保護(hù)器接入穩(wěn)壓電源和磅房輸入電源之間。

對(duì)傳感器的旁路疏流措施，就可以避免雷電 過電壓對(duì)傳感器的危害；對(duì)傳感器的電源線、信 號(hào)線的可靠屏蔽措施，可以有效避免雷電感應(yīng)產(chǎn) 生的雷電過電壓。

接線盒盡量選擇防浪涌接線盒，該類型接線 盒的接線排上焊有精密的防浪涌電子元件，可有 效防止雷電及電網(wǎng)浪涌電壓對(duì)傳感器的損害。

(七）躲避

在汽車衡基建選址時(shí)，就應(yīng)該躲開多雷 區(qū)或易遭雷擊的地點(diǎn)，以免日后增大防雷工程的 開支和費(fèi)用。

雷電發(fā)生時(shí)，關(guān)閉設(shè)備，拔掉所有電器的電 源插頭、網(wǎng)線、電視線、電話線等接口，以阻斷 感應(yīng)雷擊由電源線、網(wǎng)絡(luò)線等竄入。對(duì)不能停止 工作的電子汽車衡系統(tǒng)應(yīng)配不間斷電源。

建議在雷雨季節(jié)，在雷電交加時(shí)、或不稱量 及下班時(shí)，盡可能注意，把稱重系統(tǒng)設(shè)備的電源 插頭拔掉。 由于雷電電磁場的作用與距離有關(guān)， 拔掉插頭后還應(yīng)該將插頭離開插座一段距離。雖 然這個(gè)辦法有點(diǎn)麻煩，這是目前最有效也最直接 的防雷措施。

四、結(jié)束語

由于雷電是不可預(yù)測的，加之雷電傷害的成 因很復(fù)雜，所以沒有方法徹底消除它的影響。然 而如把多種方法結(jié)合使用，利用接閃、分流、接 地系統(tǒng)防御直擊雷，采取屏蔽措施防御感應(yīng)雷， 等電位連接防御地電位反擊，電涌保護(hù)器防御雷 電波入侵，把雷電壓達(dá)到其設(shè)備端子的殘壓控制 在電子設(shè)備不被雷電損壞的范圍之內(nèi)，選址時(shí)遠(yuǎn) 離雷區(qū)和雷電發(fā)生時(shí)暫停工作等方法，就可有效 降低雷電的侵害，防雷電的影響就可取得令人滿 意的效果。