芯耀
171
地磅作為工業(yè)計(jì)量中不可或缺的重要設(shè)備，廣泛應(yīng)用于物流、倉(cāng)儲(chǔ)、冶金、礦山、港口和高速公路等場(chǎng)景。然而，地磅系統(tǒng)因其戶外安裝、信號(hào)線路長(zhǎng)、電子傳感器密集等特點(diǎn)，極易受到雷擊浪涌的干擾甚至損毀。因此，地磅信號(hào)防雷已成為保障系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行和數(shù)據(jù)精準(zhǔn)傳輸?shù)年P(guān)鍵環(huán)節(jié)。
一、地磅防雷的痛點(diǎn)分析
信號(hào)線纜暴露在外，易受雷擊耦合
地磅的稱重傳感器一般通過(guò)模擬或數(shù)字信號(hào)線與稱重儀表相連，這些信號(hào)線通常敷設(shè)于地面或地下，但在雷電天氣下極易形成雷擊感應(yīng)回路，使浪涌電壓沿信號(hào)線侵入系統(tǒng)。
設(shè)備精密，抗干擾能力弱
現(xiàn)代地磅多采用高精度稱重傳感器與智能儀表系統(tǒng)，抗雷擊能力相對(duì)較弱。一旦雷電浪涌侵入，不僅會(huì)造成傳感器和儀表燒毀，還可能導(dǎo)致系統(tǒng)數(shù)據(jù)紊亂或稱重誤差。
接地系統(tǒng)不完善，防雷保護(hù)體系薄弱
很多地磅現(xiàn)場(chǎng)缺乏科學(xué)接地系統(tǒng)或等電位連接不到位，導(dǎo)致浪涌能量無(wú)法有效泄放，進(jìn)一步放大了雷擊對(duì)設(shè)備的破壞性。
二、地凱科技地磅信號(hào)防雷浪涌保護(hù)器的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)
精準(zhǔn)攔截信號(hào)浪涌，保護(hù)設(shè)備安全
地凱科技專業(yè)的地磅信號(hào)防雷器（SPD）可安裝在傳感器與儀表之間，具備對(duì)0-5V、4-20mA、RS485等常見信號(hào)制式的浪涌抑制功能，在微秒級(jí)內(nèi)快速響應(yīng)，有效阻斷雷電浪涌。
模塊化設(shè)計(jì)，安裝維護(hù)簡(jiǎn)便
現(xiàn)代信號(hào)防雷器采用DIN導(dǎo)軌安裝方式，可直接集成至稱重控制柜或防雷箱內(nèi)，無(wú)需大幅改動(dòng)原系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，具備維護(hù)方便、故障更換便捷等優(yōu)點(diǎn)。
提升系統(tǒng)穩(wěn)定性與數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性
安裝信號(hào)浪涌保護(hù)器不僅減少因雷擊造成的設(shè)備損壞，還能顯著降低雷電干擾帶來(lái)的稱重偏差，從而提升地磅系統(tǒng)的長(zhǎng)期穩(wěn)定性和計(jì)量可靠性。
三 地凱科技地磅信號(hào)防雷浪涌保護(hù)器解決部署方案
現(xiàn)場(chǎng)防雷裝置簡(jiǎn)要說(shuō)明：
1、閘口各車道亭子使用220V電源由其它建筑分別引入，亭子內(nèi)配電箱的接地線也由其它建筑引入。
2、亭子內(nèi)配電箱無(wú)電源浪涌保護(hù)器（SPD）;
3、亭子內(nèi)地磅主機(jī)無(wú)電源線路、信號(hào)線路浪涌保護(hù)器（SPD）；
4、地磅現(xiàn)場(chǎng)集線器無(wú)信號(hào)浪涌保護(hù)器（SPD）；
5、亭子為金屬結(jié)構(gòu)，外層有就近引出扁鋼作接地連接；
6、閘口建筑物利用各金屬柱子作引下線；
設(shè)計(jì)內(nèi)容
根據(jù)設(shè)備損壞的路徑，本次著重于增加感應(yīng)雷防護(hù)措施與等電位接地處理
1、感應(yīng)雷防護(hù)
2、等電位接地
技術(shù)規(guī)范依據(jù)：
1、《低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50054-2011
2、《建筑物防雷工程施工與質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》GB50601-2010
3、《建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范》GB50343-2012
4、《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50057-2019
整改措施
（一）感應(yīng)雷防護(hù)
1、在閘口各車道（12個(gè)）亭子內(nèi)的配電箱電源線路電線處裝設(shè)防雷箱，防雷箱內(nèi)配置有Ⅰ級(jí)試驗(yàn)的DK-25G 2P電涌保護(hù)器1套，DK-T1 2P后備保護(hù)器1套，DK-L32退藕器1個(gè)，DK-20 2P后備保護(hù)器1套 ；箱體有工作指示燈，雷擊浪涌計(jì)數(shù)器。防雷箱數(shù)量共12個(gè)。
2、在每個(gè)地磅主機(jī)的7根信號(hào)線路上安裝信號(hào)浪涌保護(hù)器DK-DCM，數(shù)量4個(gè)（每個(gè)信號(hào)SPD有2根接線端口）。
3、在每個(gè)地磅的集線器（8根信號(hào)線）安裝信號(hào)線路防雷箱，箱內(nèi)置信號(hào)浪涌保護(hù)器DK-DCM，數(shù)量4個(gè)電，箱體IP67。
（二）等電位措施
1、由閘口接地網(wǎng)使用-40×4熱鍍鋅扁鋼作為接地引線引至亭子內(nèi)，設(shè)接地端子箱。
2、亭子內(nèi)的各設(shè)備使用BVR-6mm2就近接地。
3、地磅最重要的部分是傳感器，所以傳感器位置要設(shè)置接地線，接地線與接地樁進(jìn)行可靠連接，但地腳螺栓必須與基礎(chǔ)內(nèi)鋼筋接地網(wǎng)相連。
4、電子地磅注意事項(xiàng)
1、接地電阻值不大于4Ω。
2、接地電纜應(yīng)盡可能的短。
該方案的痛點(diǎn)分析：
1、在對(duì)SPD產(chǎn)品的常規(guī)檢測(cè)程序時(shí)，技術(shù)員發(fā)現(xiàn)：防雷器其核心保護(hù)功能發(fā)生了故障。防雷器在提供接地保護(hù)以及線間保護(hù)方面均顯示出顯著的失效跡象。經(jīng)過(guò)深入分析，此現(xiàn)象被認(rèn)為是由于感應(yīng)電流強(qiáng)度異常，遠(yuǎn)超出了防雷器設(shè)計(jì)時(shí)的承載極限。特別值得注意的是，此安裝的防雷器是依據(jù)國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格配置和安裝的，這說(shuō)明了感應(yīng)電壓的強(qiáng)度。
2、經(jīng)過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)狀況的深入分析，發(fā)現(xiàn)機(jī)房相應(yīng)位置已配備第一級(jí)及第二級(jí)防雷器。通過(guò)對(duì)雷擊計(jì)數(shù)器的讀數(shù)進(jìn)行解讀，觀察到存在雷擊計(jì)數(shù)值，這顯著指示了防雷設(shè)備已發(fā)揮其預(yù)期功能，有效降低了雷擊事件對(duì)機(jī)房設(shè)備潛在損害的可能性。
3、在實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)合，現(xiàn)場(chǎng)傳感器所采用的電纜線長(zhǎng)度過(guò)長(zhǎng)，采取纏繞多圈的方式預(yù)先保留一段較長(zhǎng)的電纜線。然而，在遭遇雷擊事件時(shí)，雷電流通過(guò)地樁導(dǎo)入大地進(jìn)行泄放，此過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生一個(gè)嚴(yán)重的問(wèn)題。纏繞多圈的電纜線在這種情況下會(huì)感應(yīng)出一個(gè)極高的電動(dòng)勢(shì)，即感應(yīng)電壓。該感應(yīng)電壓的數(shù)值可能遠(yuǎn)超雷電流本身的電壓值。由于這種高電壓的存在，它極有可能對(duì)連接的設(shè)備造成嚴(yán)重?fù)p害，甚至完全破壞設(shè)備的正常功能。
改進(jìn)措施
1、增強(qiáng)感應(yīng)電防護(hù)能力
雷電可能通過(guò)戶外電源或直接干擾進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)。盡管一二級(jí)防雷措施已防護(hù)外入電源，地磅處仍需額外保護(hù)。通過(guò)建立接地網(wǎng)均壓環(huán)，將地磅、建筑接地、柱子及傳感器外殼連接，形成等電位體，以避免電位差和電磁干擾。均壓環(huán)能有效分散雷電流和抑制電磁干擾，是確?，F(xiàn)代建筑和電氣設(shè)備防雷安全的重要措施。
2、防雷器與電纜線的配合至關(guān)重要，應(yīng)盡量縮短電纜長(zhǎng)度以降低殘壓，電纜應(yīng)直線敷設(shè)，避免不必要的多圈纏繞，以防止電磁感應(yīng)產(chǎn)生的高電動(dòng)勢(shì)。
3、改進(jìn)設(shè)計(jì)方案
（1） 增加防護(hù)措施：對(duì)地磅實(shí)施等電位均壓處理，并在其外圍配置一圈均壓接地環(huán)，以確保其與建筑物的接地系統(tǒng)及柱子的電氣連接。隨后，向內(nèi)收縮并設(shè)置第二圈均壓環(huán)，環(huán)繞地磅周圍，使得內(nèi)圈的四個(gè)方向與外環(huán)實(shí)現(xiàn)電氣連接。內(nèi)環(huán)應(yīng)與地磅的接地點(diǎn)緊密連接，同時(shí)確保傳感器外殼與內(nèi)圈實(shí)現(xiàn)電氣連接。如附后圖所示。
(2)綜合布線：現(xiàn)場(chǎng)傳感器布線盡量短。為了進(jìn)一步減少電磁干擾和感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，在現(xiàn)場(chǎng)布置傳感器時(shí)，應(yīng)盡量?jī)?yōu)化布線設(shè)計(jì)，縮短傳感器與接收設(shè)備之間的距離。
(3)原安裝的集線器防雷箱由地磅側(cè)面的設(shè)備坑內(nèi)使用立桿移至通道邊上安裝，做好防水防塵處理，避免防雷設(shè)備接線端口積塵而導(dǎo)致性能下降。
