通過(guò)對電子地磅雷擊事故進(jìn)行調查分析，針對電子地磅的結枸原理和布局、電源及信號線(xiàn)纜的布設提出相 應的防雷對策，以求完善電子地磅的防雷措施。

隨著(zhù)經(jīng)濟發(fā)展的需要，電子地磅越來(lái)越廣泛應 用于廠(chǎng)礦企業(yè)、商家物流等行業(yè)。由于電子地磅的 核心主件不斷高精度化、微電子化，且廠(chǎng)礦企業(yè)的 地磅往往處在較為空曠的礦區，而大多數廠(chǎng)商和使 用方對地磅的防雷措施較為忽視或安裝措施不足， 故地磅遭受雷擊損害的嚴重性日益突顯。據雷災調 查統計，兩年來(lái)我縣各大型鋁業(yè)、錳業(yè)等廠(chǎng)礦的電 子地磅設施遭受雷擊事故就達五起以上。造成稱(chēng)重 傳感器、顯示儀表、計算機網(wǎng)絡(luò )系統和監控系統的 損毀?，F就通過(guò)對兩個(gè)電子地磅雷災事故個(gè)例調查 分析為起子，提出防雷對策，希望能引發(fā)大家對電 子地磅防雷的積極探索和思考。

1.案例分析

個(gè)例一：2007年4月20日15時(shí)和2007年6月5日17時(shí)左右，靖西縣龍山礦業(yè)有限公司龍邦鎮驗 貨場(chǎng)的大型電子地磅分別兩次遭受雷電襲擊。第一 次雷災事故造成地磅稱(chēng)重傳感器損壞6個(gè)，數字稱(chēng) 重顯示儀損壞1臺，直接經(jīng)濟損失18000元。第二次 雷災事故造成監控室（以下稱(chēng)磅房）內光端機1臺、 計算機兩臺、路由器一臺、UPS電源一臺、電話(huà)機 三部^視頻監控數字轉換器一臺等設備嚴重燒壞，直 接經(jīng)濟損失近20000元。

個(gè)例二： 2007年6月2日20時(shí)左右，靖西縣邊 貿局龍邦鎮邊境驗貨場(chǎng)遭受雷擊，造成地磅稱(chēng)重傳 感器損壞8個(gè)，數字稱(chēng)重顯示儀損壞1臺。直接經(jīng)濟 損失24000元。據相關(guān)人員講述，該地磅曾于2006 年4月份遭受過(guò)雷擊，同樣造成以上損壞。

1.1調査情況

以上兩個(gè)地磅均處于雷電活動(dòng)頻繁區域。龍 邦鎮地處中越邊境，該鎮年預計雷擊次數在87天以 上。地磅所處的驗貨場(chǎng)地形空曠，地面常堆放大量 金屬礦石，是極易落雷的區域。

防雷裝置狀況：以上兩個(gè)地磅及磅房無(wú)有 效的防直擊雷和防感應雷（二次雷）裝置。地磅在 由廠(chǎng)家安裝的過(guò)程中僅對稱(chēng)體做了簡(jiǎn)易的接地處 理，每條接地線(xiàn)各連接一個(gè)獨立地極，且接地電阻 過(guò)大（100.0歐姆以上)。而稱(chēng)體下面的稱(chēng)重傳感器沒(méi)有合理的接地布置。磅房的供電線(xiàn)路、信號線(xiàn)及 各種金屬管道采用架空敷設，無(wú)防感應雷措施。

1.2原因分析

靜電感應：地磅稱(chēng)體為較大的金屬物體，在 雷云出現到雷擊（主放電）以前，在雷電靜電感應 作用下，稱(chēng)體感應產(chǎn)生大量靜電荷，當雷擊發(fā)生時(shí)， 云電荷通過(guò)閃擊與地面的異電荷迅速中和，由于地 磅接地電阻過(guò)大，造成大量靜電荷無(wú)法在短時(shí)內向 大地泄放，就形成了局部感應高電壓，并對與稱(chēng)體 接觸不良的金屬器件（稱(chēng)重傳感器）發(fā)生閃擊。形 成強烈放電現象（這就是值班人員觀(guān)看到的發(fā)光發(fā) 亮現象的原因)。閃擊造成稱(chēng)重傳感器帶上高電位并 沿數據總線(xiàn)侵入終端電子設備（顯示儀表等)。

電磁感應：當雷擊落點(diǎn)在地磅附近時(shí)，由 于雷電流有極大峰值和陡度，即閃電通道中電流隨 時(shí)間發(fā)生變化，在整個(gè)地磅系統周?chē)臻g形成強大 的瞬變電磁場(chǎng)，在通道附近的導電物體產(chǎn)生一系列 的電磁脈沖耦合過(guò)電壓和渦電流。電子地磅稱(chēng)重傳 感器，接線(xiàn)盒，顯示儀表等由于回路布置較復雜，導 致雷電磁脈沖在回路中感應出瞬態(tài)高電位和過(guò)電流 并危及與回路連接的設備。以上雷災個(gè)例中稱(chēng)重傳 感器與顯示儀表的損壞主要由靜電感應和電磁感應 引起的。

雷電波侵入：由于上述磅房的供電線(xiàn)路、信 號線(xiàn)采用架空敷設，供電線(xiàn)路、信號線(xiàn)在架空傳輸 過(guò)程中遭受直接雷擊或雷電靜電感應、電磁感應作 用，雷電流以脈沖波形式沿架空電線(xiàn)、信號線(xiàn)侵入 (通常為幾千伏?幾百千伏)，對磅房各類(lèi)電子設備 造成嚴重損毀。這是靖西縣龍山礦業(yè)有限公司龍邦 鎮驗貨場(chǎng)第二次遭受雷災事故的直接原因。

2.電子地磅的雷電防護措施

對于電子地磅的雷電防護應首先建立在做好地 磅及磅房防直擊雷的基礎上（防直擊雷措施略)。鑒 于上述電子地磅防感應雷措施的不足，建議采用等 電位連接（含共同接地)、屏蔽、電涌防護等措施進(jìn) 行綜合防護。

2.1等電位連接和共用接地

等電位連接是現代防雷技術(shù)重要的防護措施。 目的是減少電子地磅稱(chēng)體與傳感器之間、各傳感器 之間以及各種設備內各點(diǎn)間、設備與磅房金屬構件 之間、進(jìn)出磅房的各種金屬管線(xiàn)與金屬構件和線(xiàn)路 設備之間因雷電感應產(chǎn)生的電位差。使地磅所在環(huán) 境及地磅整個(gè)系統本身所有金屬導體的電位在瞬態(tài) 現象時(shí)保持基本相等，從而消除雷擊過(guò)程中對地磅 產(chǎn)生的靜電感應和電磁感應的危害。共用接地是指 利用磅房的基礎地極、人工地極與地磅接地極之間 進(jìn)行可靠的等電位連接。在現代等電位防雷理論中 地網(wǎng)的阻值已處于次要地位了，而更強調地網(wǎng)的形 式。但獲得低電阻固然也沒(méi)錯，所以要求共用接地 沖擊電阻應不大于4歐姆，可根據具體情況適當放 寬。電子地磅等電位連接與共用接地如圖1所示：

每個(gè)秤重傳感器（通常為4?8個(gè)）應設置連接 鐵板螺栓相互連接，并通過(guò)接地線(xiàn)與等電位連接排 導線(xiàn)和接地線(xiàn)，通過(guò)連接導線(xiàn)使稱(chēng)體與傳感器腳 進(jìn)行連接，各個(gè)秤重傳感器接地線(xiàn)應采用S型連接

方式與等電位連接排進(jìn)行連接并就近接地。接地線(xiàn) 應盡可能短。

進(jìn)入磅房的各類(lèi)金屬管道如稱(chēng)重傳感器的電源 線(xiàn)、補償線(xiàn)、測量線(xiàn)（共三對線(xiàn)）金屬屏蔽套管、空 調管、水管等金屬管道和電纜的金屬外皮應在進(jìn)入 鎊房LPZOB /LPZ1區交界處進(jìn)行等電位連接并就 近接地。

表1連接等電位連接排或將其連接到 接地裝置的連接導體最小截面

2.2屏蔽

屏蔽是抑制和降低雷擊電磁脈沖對電子地鎊各 個(gè)系統設備干擾的基本措施。為降低對重傳感器及 電源線(xiàn)、補償線(xiàn)、測量線(xiàn)的電磁輻射干擾，重傳感 器及電源線(xiàn)、補償線(xiàn)、測量線(xiàn)應分別套金屬管屏蔽 進(jìn)入鎊房，金屬管兩端應與等電位連接排連接。另 外，盡量利用鎊房所在建筑物鋼筋混凝土結構中的 金屬構件及金屬門(mén)窗進(jìn)行屏蔽，形成等電位法拉第 籠式。降低雷擊電磁脈沖對鎊房?jì)刃盘栞敵鲈O備及 信息系統設備的干擾。

2.3雷擊電涌保護

在電子地鎊系統中不能直接參與等電位連接的 帶電體，如電源相線(xiàn)，零線(xiàn)，稱(chēng)重傳感器電源線(xiàn)、補 償線(xiàn)、測量線(xiàn)，計算機信號線(xiàn)等使用電涌保護器與 等電位連接帶連接,達到抑制過(guò)電壓和浪涌的作用。 2. 3. 1供電線(xiàn)路的防護

供電系統由于線(xiàn)路長(cháng)，線(xiàn)路復雜易受雷電磁感 應而引入雷電波,應做雷電防護的重點(diǎn)。在Lpz?區 中做第一級SPD防護，應選擇為必須能夠多次承載 波形為10/350印的雷電波而不被損壞的SPD。在防 雷保護區Lpz1/Lpz2界面處，鎊房?jì)扰潆姽窕蚺潆?/span> 盤(pán)安裝第2級防護SPD,目的是為了抑制相、零、地 線(xiàn)間的過(guò)電壓和浪涌應選擇放電能力約為10KA (8/ 20^s)的SPD即可。SPD應就近與等電位連接排連 接。零線(xiàn)應通過(guò)SPD重復接地，以消除零地電位過(guò) 高的情況。當然，有條件的地方最好應采用金屬屏 蔽電纜埋地敷設的進(jìn)線(xiàn)方法,且埋地長(cháng)度不小于2 V

Pm,但最短不應小于15m。

2.3.2稱(chēng)重傳感器的電涌防護

由于稱(chēng)重傳感器的電源線(xiàn)、補償線(xiàn)、測量線(xiàn)與 鎊房顯示屏有一定距離，對電磁場(chǎng)耦合的浪涌非常 敏感，故對稱(chēng)重傳感器的電涌防護也是必要的。除 上述屏蔽之外，可考慮選用德國產(chǎn)的BE/C型12V BlitzductoiCT傳感器SPD,電源線(xiàn)、補償線(xiàn)、測量 線(xiàn)每對線(xiàn)都需要配備一個(gè)保護器。

由于SPD的防雷能力與安裝方式緊密相關(guān)，應 盡可能地縮短電纜線(xiàn)與SPD的連線(xiàn)和SPD與等電 位連接排的長(cháng)度。但應注意SPD級間距離以避免級 間耦合。

3 .結語(yǔ)

在進(jìn)行電子地鎊防雷設計施工時(shí)，應認真 調查地理、地質(zhì)、氣象、環(huán)境等條件、雷電活動(dòng)規 律及使用性質(zhì)將其劃分雷電防護等級。并根據電子 地鎊的工作原理、性能特點(diǎn)等因素，將外部防雷和 內部防雷措施協(xié)調統一，進(jìn)行規劃和施工，做到安 全可靠、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟合理。

為了保證電子地鎊的防雷安全，建議各使 用商在安裝使用之前應持有相關(guān)圖紙及施工方案到 當地氣象主管機構進(jìn)行報審，根據防雷專(zhuān)業(yè)技術(shù)機 構的圖紙進(jìn)行施工，并接受防雷管理部門(mén)的監督與 技術(shù)指導。此外，在使用過(guò)程中做好日常的防雷裝 置維護管理，定期進(jìn)行防雷檢測以確保電子地鎊的 安全使用，從而促進(jìn)經(jīng)濟的更好發(fā)展。