淺談電子地磅稱重傳感器防雷措施

1、 引言 

2005-2006年，我市礦產品稅費征收管理局秉著邊安裝，邊防雷的原則，指定我局為其設計施工了22個征收站的電子地磅防雷工程(因該局2004年初置的3臺電子地磅在使用中全部被雷擊，其中竹市站幾乎癱瘓)。我局在2005年施工的14個電子地磅防雷工程中，由于對電子地磅稱重傳感器認識不夠，忽略了相應的防雷措施，結果6站遭受雷擊，擊壞稱重傳感器9個、稱重顯示儀2臺。2006年，針對稱重傳感器易遭雷擊的問題，我局經過修改設計，在完成了另外8個電子地磅防雷工程施工的同時，又組織技術力量對2005年安裝的防雷工程進行了整改，但還因技術措施不夠完善，仍有5站不同程度遭受雷擊，擊壞傳感器6個。直到2007年，我局通過進一步完善稱重傳感器的均壓、屏蔽和分流措施，聘請避雷器廠家制作稱重傳感器專用避雷器，并實施安裝后，才基本上解決了電子地磅的防雷安全問題。由此可見，電子地磅的綜合防雷尤以稱重傳感器的防護難度最大，也是電子地磅綜合防雷工程設計施工的關健。 

2、稱重傳感器的組成及易遭雷擊的特征特性分析 

2.1、稱重傳感器組成：稱重傳感器是電子地磅的核心部件，是把壓力轉換成電量的功能轉換器，主要由彈性體、電阻應變片和檢測電路構成。稱重傳感器實際是一種承重檢測儀器，電路包括橋式測量電路、LC濾波電路、A/D電路及單片機電路等。稱重傳感器的作用是在接線盒、二次儀表的配合下完成了電子地磅的稱重、計重過程。 

2.2、稱重傳感器易遭雷擊的特征特性分析  

2.2.1組裝和使用環境條件特殊：稱重傳感器組裝于大型金屬秤臺下緣的四周(電子地磅由若干個稱重傳感器組成)；由于稱重傳感器需要承載重力的原因，其彈性體、應變片和外殼都由特種金屬制作，且彈性體與秤臺難以做到絕緣；電子地磅又稱汽車衡，由于受通行條件限制，很多時候稱重傳感器都是安裝在室外的露天場所，故稱重傳感器相對其它設備容易遭受雷擊。

2.2.2、抗過電壓、過電流能力差：稱重傳感器芯片屬微電子產品，通常弱電設備的工作電壓只有5-12V，工作電流不超過20MA，感應雷擊足以造成設備的損壞。 

2.2.3、絕緣阻抗低：稱重傳感器的彈性體與電子電路之間耐壓極限只有1KV到1.5KV，稱重傳感器彈性體上感應的高電壓會將稱重傳感器的應變片和其后的相應電路擊穿。 

2.2.4、外露傳輸信號電纜較長：傳感器的電源、信號是通過電纜進行傳輸的，而稱重傳感器又安裝在室外，不免需要較長的傳輸電纜，雷擊容易通過電磁感應的方式在傳輸電纜上產生高電位。 

3、稱重傳感器防雷技術措施 

稱重傳感器防雷是電子地磅綜合防雷的關健，本文對電子地磅常規防雷措施(包括接閃、接地、電源防護等)不作弊述，重點闡述稱重傳感器部位的均壓、屏蔽及分流防雷技術措施。 

3.1、均壓：均壓就是在稱重傳感器底座的合適位置做均壓環，將稱重傳感器附近處于地電位的導體等電位連接起來，并把均壓環與接地裝置連通，當強大的雷電流通過時，保證導電部件之間不產生有害的電位差，不發生旁側閃絡放電，不損壞稱重傳感器。具體做法是：保障秤臺、稱重傳感器底座、傳輸電纜屏蔽鋼管以及接線盒與均壓環有良好的電氣連接。 

3.2、屏蔽：屏蔽是截斷雷電電磁脈沖波入侵稱重傳感器通道的最有效方法。具體做法是：將稱重傳感器通向接線盒的所有信號傳輸電纜穿鋼管敷設，并做好接地。 

3.3、分流：分流就是在需要保護的設備與防雷接地線之間安裝一種適當的避雷器，當直擊雷或雷擊效應在線路上產生的過電壓波沿這些導線進入設備時，避雷器的電阻會突然降到低值，把雷電流分流入地。對稱重傳感器的分流需要注意兩點，一是稱重傳感器與接線盒是通過信號傳輸電纜連接的，故在信號傳輸電纜的兩端都要安裝避雷器。二要設計制作與稱重傳感器相匹配的專用防雷器，保證主要技術參數：避雷器的限制電壓小于12伏；反應動作時間小于1ns；接入后對信號的衰減在時在0.1dB－0.5dB之間；防雷最大通流能力為5KA。 

4、結論 

做好稱重傳感器部位的均壓、屏蔽和分流措施，加上電子地磅的常規防雷，能基本上實現電子地磅的防雷安全。