電子衡器防雷系統(tǒng)

電子衡器防雷系統(tǒng)是一項(xiàng)應(yīng)用于各類大型電子衡器雷電防護(hù)的系統(tǒng)工程和專門技術(shù)，特別適用于動(dòng)態(tài)電子軌道衡的雷電防護(hù)。當(dāng)這些衡器遭受雷電襲擊或其他原因?qū)е碌乃矐B(tài)過電壓時(shí)，甚至遭受直擊雷時(shí)，本系統(tǒng)都能很好地保護(hù)這些衡器免遭破壞。

大型電子衡器處于室外暴露場合，秤臺(tái)及鋼軌等大型金屬構(gòu)件極易遭受雷擊，特別容易產(chǎn)生由于電磁感應(yīng)導(dǎo)致的浪涌電壓，因此，安裝在秤臺(tái)下的傳感器及與其相連的運(yùn)算放大器及a/d轉(zhuǎn)換部分和相應(yīng)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)等，很容易遭到雷電的襲擊而損壞。大多數(shù)情況下，由于傳感器彈性體與秤臺(tái)是處于電氣連通狀態(tài)的，傳感器彈性體上感應(yīng)的高電壓會(huì)將傳感器的應(yīng)變片或其后的相應(yīng)電路擊穿。這就是大型電子衡器經(jīng)常因遭受雷擊而損壞的原因。現(xiàn)有衡器系統(tǒng)當(dāng)秤臺(tái)遭受雷擊時(shí)，有強(qiáng)大的電流直接通過傳感器的彈性體。經(jīng)實(shí)際測試證明：即使在傳感器的兩端加裝短路分流帶，當(dāng)沖擊電流達(dá)到80ka時(shí)，傳感器兩端的壓差可達(dá)數(shù)千伏，即:傳感器彈性體上有巨大的電流通過，此電流產(chǎn)生的磁場足以對(duì)傳感器內(nèi)部的應(yīng)變電路造成損壞，并可進(jìn)而波及到與其相連的a/d轉(zhuǎn)換電路及計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。傳感器的耐壓極限只有一千伏到一千五百伏，這就是傳感器易遭雷擊而損壞Zui主要的原因。

發(fā)明內(nèi)容

本系統(tǒng)能夠在正常情況下完全不影響衡器的運(yùn)行，在遭受雷電襲擊或瞬態(tài)過電壓的情況下，甚至在遭受直擊雷的情況下對(duì)整體衡器做出有效的保護(hù)。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案：1：切斷傳感器彈性體與秤臺(tái)的電氣通道，另外提供電流的瀉放通道；2：對(duì)傳感器的應(yīng)變片和運(yùn)算放大器及a/d轉(zhuǎn)換部件與傳感器彈性體之間做等電位保護(hù)；3：對(duì)系統(tǒng)供電及通訊做多級(jí)防雷保護(hù)；4：在秤臺(tái)周圍構(gòu)建包括秤臺(tái)基礎(chǔ)在內(nèi)的接地網(wǎng)，整體防護(hù)系統(tǒng)和地網(wǎng)一點(diǎn)連通。

本系統(tǒng)技術(shù)關(guān)鍵在于：在傳感器和秤臺(tái)間加裝高強(qiáng)度絕緣墊，此墊應(yīng)具有高度絕緣性能，當(dāng)衡器遭遇雷擊時(shí)，避免電流直接通過傳感器彈性體；此墊還應(yīng)有極高的強(qiáng)度，能承受大型衡器稱重時(shí)的強(qiáng)大壓力和巨大的沖擊力。秤臺(tái)與基礎(chǔ)間應(yīng)加特制的泄流線，此線采用銅編織線，編織線截面大于20平方毫米，共四條。因雷擊時(shí)此線有巨大電流通過，會(huì)產(chǎn)生很強(qiáng)的磁場，故此線不要靠近傳感器。僅僅切斷流經(jīng)傳感器彈性體的浪涌電流是不夠的，當(dāng)秤體遭遇雷擊時(shí)會(huì)產(chǎn)生經(jīng)時(shí)泄流線導(dǎo)入大地的強(qiáng)大電流，此電流經(jīng)地網(wǎng)流入大地的瞬間，因地網(wǎng)存在電阻和電感，在浪涌電流入地的瞬間，能夠使傳感器的應(yīng)變體產(chǎn)生上萬伏的瞬時(shí)電位差，此電位差對(duì)傳感器的應(yīng)變電路及與其相連的其他電路具有很強(qiáng)的破壞作用，必須采取進(jìn)一步的保護(hù)措施。根據(jù)等電位的原理，采用圖3所示電路對(duì)傳感器進(jìn)行保護(hù)。雷擊瞬間，傳感器彈性體上的高電位經(jīng)圖3所示電路中的與傳感器彈性體檢測線相連的電容和放電管，傳遞到傳感器的橋路電路，此時(shí)傳感器彈性體與傳感器的橋路電路的壓差為零。這樣傳感器就得到了有效的保護(hù)。同理，圖4所示電路中瞬變抑制二極管，可以把地線上的電位傳到a/d轉(zhuǎn)換部件的供電和信號(hào)線上，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)a/d轉(zhuǎn)換器的保護(hù)。通訊部分采用信號(hào)防雷器進(jìn)行保護(hù)，計(jì)算機(jī)室內(nèi)供電系統(tǒng)使用串聯(lián)型防雷箱和防雷插座作b+c和d級(jí)三級(jí)保護(hù)，作為對(duì)電源的雷擊和浪涌的保護(hù)。地網(wǎng)設(shè)在秤臺(tái)周圍，與秤臺(tái)基礎(chǔ)一體。計(jì)算機(jī)等室內(nèi)設(shè)備及各種保護(hù)裝置按單點(diǎn)接地方式,接在地網(wǎng)上。經(jīng)過100ka電流沖擊整體系統(tǒng)完好無損。

本衡器綜合防雷系統(tǒng)簡單，可靠，成本適中，適合批量推廣，具有巨大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。