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浅谈电子地磅称重传感器防雷措施
1、 引言 
2005-2006年,我市矿产品税费征收管理局秉着边安装,边防雷的原则,指定我局为其设计施工了22个征收站的电子地磅防雷工程(因该局2004年初置的3台电子地磅在使用中全部被雷击,其中竹市站几乎瘫痪)。我局在2005年施工的14个电子地磅防雷工程中,由于对电子地磅称重传感器认识不够,忽略了相应的防雷措施,结果6站遭受雷击,击坏称重传感器9个、称重显示仪2台。2006年,针对称重传感器易遭雷击的问题,我局经过修改设计,在完成了另外8个电子地磅防雷工程施工的同时,又组织技术力量对2005年安装的防雷工程进行了整改,但还因技术措施不够完善,仍有5站不同程度遭受雷击,击坏传感器6个。直到2007年,我局通过进一步完善称重传感器的均压、屏蔽和分流措施,聘请避雷器厂家制作称重传感器专用避雷器,并实施安装后,才基本上解决了电子地磅的防雷安全问题。由此可见,电子地磅的综合防雷尤以称重传感器的防护难度最大,也是电子地磅综合防雷工程设计施工的关健。 
2、称重传感器的组成及易遭雷击的特征特性分析 
2.1、称重传感器组成:称重传感器是电子地磅的核心部件,是把压力转换成电量的功能转换器,主要由弹性体、电阻应变片和检测电路构成。称重传感器实际是一种承重检测仪器,电路包括桥式测量电路、LC滤波电路、A/D电路及单片机电路等。称重传感器的作用是在接线盒、二次仪表的配合下完成了电子地磅的称重、计重过程。 
2.2、称重传感器易遭雷击的特征特性分析  
2.2.1组装和使用环境条件特殊:称重传感器组装于大型金属秤台下缘的四周(电子地磅由若干个称重传感器组成);由于称重传感器需要承载重力的原因,其弹性体、应变片和外壳都由特种金属制作,且弹性体与秤台难以做到绝缘;电子地磅又称汽车衡,由于受通行条件限制,很多时候称重传感器都是安装在室外的露天场所,故称重传感器相对其它设备容易遭受雷击。
2.2.2、抗过电压、过电流能力差:称重传感器芯片属微电子产品,通常弱电设备的工作电压只有5-12V,工作电流不超过20MA,感应雷击足以造成设备的损坏。 
2.2.3、绝缘阻抗低:称重传感器的弹性体与电子电路之间耐压极限只有1KV到1.5KV,称重传感器弹性体上感应的高电压会将称重传感器的应变片和其后的相应电路击穿。 
2.2.4、外露传输信号电缆较长:传感器的电源、信号是通过电缆进行传输的,而称重传感器又安装在室外,不免需要较长的传输电缆,雷击容易通过电磁感应的方式在传输电缆上产生高电位。 
3、称重传感器防雷技术措施 
称重传感器防雷是电子地磅综合防雷的关健,本文对电子地磅常规防雷措施(包括接闪、接地、电源防护等)不作弊述,重点阐述称重传感器部位的均压、屏蔽及分流防雷技术措施。 
3.1、均压:均压就是在称重传感器底座的合适位置做均压环,将称重传感器附近处于地电位的导体等电位连接起来,并把均压环与接地装置连通,当强大的雷电流通过时,保证导电部件之间不产生有害的电位差,不发生旁侧闪络放电,不损坏称重传感器。具体做法是:保障秤台、称重传感器底座、传输电缆屏蔽钢管以及接线盒与均压环有良好的电气连接。 
3.2、屏蔽:屏蔽是截断雷电电磁脉冲波入侵称重传感器通道的最有效方法。具体做法是:将称重传感器通向接线盒的所有信号传输电缆穿钢管敷设,并做好接地。 
3.3、分流:分流就是在需要保护的设备与防雷接地线之间安装一种适当的避雷器,当直击雷或雷击效应在线路上产生的过电压波沿这些导线进入设备时,避雷器的电阻会突然降到低值,把雷电流分流入地。对称重传感器的分流需要注意两点,一是称重传感器与接线盒是通过信号传输电缆连接的,故在信号传输电缆的两端都要安装避雷器。二要设计制作与称重传感器相匹配的专用防雷器,保证主要技术参数:避雷器的限制电压小于12伏;反应动作时间小于1ns;接入后对信号的衰减在时在0.1dB-0.5dB之间;防雷最大通流能力为5KA。 
4、结论 
做好称重传感器部位的均压、屏蔽和分流措施,加上电子地磅的常规防雷,能基本上实现电子地磅的防雷安全。
参考文献: 
〔1〕林明.电子汽车衡如何防雷击〔J〕.《计量与测量技术》,2010(8):52 
〔2〕姜莉、姜稀双.电子衡器雷击损坏原理与防护〔J〕.铁道技术监督,2008(6):34

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