某工廠的汽車衡處于室外露天場所，計量 室屬簡易板房，此汽車衡多次遭雷擊，先后損壞的有 安裝在衡體下的傳感器、計量室內與電子衡相連的 二次儀表和計算機、打印機、計量室內空調和電話機 等其他用電設備。電子汽車衡每次遭雷擊后都影響 廠內正常的生產經營，最嚴重一次計量室內配電箱 燒焦，差點引起火災。如何解決雷擊致使電子衡損壞 已成工廠迫切需要完成的工作，經筆者調查此類事 故在大多數汽車衡使用單位都發(fā)生過，可以說 是個共性問題。

1.汽車衡結構組成及工作原理

汽車衡主要由承載器、稱重顯示儀表、稱重 傳感器、連接件、限位裝置及接線盒等零部件組成， 還可以選配打印大屏幕顯示器、計算機和穩(wěn)壓電源 等外部設備。被稱重物或載重汽車置于承載器臺面 上，在重力作用下，通過承載器將重力傳遞至稱重傳 感器，使稱重傳感器彈性體產生變形，貼附于彈性體 上的應變計橋路失去平衡，輸出與重量數值成正比 的電信號，經線性放大器將信號放大，再經A/D轉換 為數字信號，由儀表的微處理機（CPU)對重量信號 進行處理后直接顯示重量數據。配置打印機后，即可 打印記錄稱重數據，如果配置計算機可將計量數據輸入計算機管理系統(tǒng)進行綜合管理。

2.雷擊事故的案例分析

經過實地勘查，此電子汽車衡供電電源線是從附 近車間架空引入計量室配電箱，電子衡沒設置接地裝 置，整個供電線路沒有安裝防雷裝置，汽車衡的承重 傳感器的信號線路沒有安裝防雷裝置，衡體也沒有直 擊雷防護裝置。根據電子衡的結構及現場的實況，筆 者分析電子衡遭雷擊的途徑有以下幾個方面：

（1）來自架空的供電電源線的雷電流。架空的 供電電源線極易遭受雷電襲擊，當架空電源線遭雷 擊后雷電流沿線路進入計量班室配電箱后竄入電子 衡、儀表、計算機、空調等設備，致使其損壞。

（2）來自電子衡直接遭受雷擊和電子衡周圍感 應電磁場的破壞。由于傳感器彈性體與秤臺是處于 電氣連通狀態(tài)，而傳感器的彈性體與電子電路之間 耐壓極限只有1?1.5KV。電子衡安放在室外，當電 子衡器直接遭受雷擊時，有強大的電流通過傳感器 的彈性體，此電流產生的電磁場強度足以破壞傳感 器內部應變電路和電子電路，進而波及到與其相連 的二次儀表及計算機系統(tǒng)。即便電子衡器沒有遭直 擊雷襲擊，雷雨天氣強大的雷電流產生的電磁場感 應到電子衡上的電流足以致使傳感器等器件損壞。

經調查分析此類破壞過程，是電子衡經常因遭受雷 擊而損壞的最主要的原因。

(3)來自地網上的雷電流反擊，因系統(tǒng)內設備的 接地設置不合理，在雷電流經地網泄放時，各設備間 及設備與接地體間出現電壓差，致使設備損壞。

3.汽車衡的防雷措施

電子衡的傳感器和儀表屬精密電子元件，易受到雷擊、電磁場的影響，在了解電子汽車衡結構組成及 工作原理后，其防雷措施需根據電子汽車衡結構及配 套的供電系統(tǒng)和所屬建（構）筑物進行全面的防護。

3.1衡體和計量室的直擊雷防護

因汽車衡一般處于相對孤立的室外，計量 室屬配套設施內部設有計算機、稱重儀表等電子設 備，并且有人員值班，所以衡體和計量室的直擊雷防 護是必須做到位的。

在經濟條件和現場周邊環(huán)境允許的情況下，衡 體、計量室設置在鋼結構篷房或鋼筋混凝土建筑內， 鋼結構篷房直接用屋頂彩鋼瓦和鋼柱做直擊雷防護 裝置，鋼筋混凝土建筑則需設置避雷帶做直擊雷防 護裝置。

上述條件不具備的場所可設置獨立避雷針作為 衡體的直擊雷保護裝置，計量室所在建筑則必須做 好直擊雷防護。

3.2供電線路的防護

由于雷電沖擊波的主要能量集中在從工頻附近 幾十赫茲到幾百赫茲的低端，所以雷電沖擊波能量 就容易與工頻回路發(fā)生耦合，雷電沖擊波從電源線 路進入電子設備的幾率相對來講比較高，據統(tǒng)計， 約有80%的雷擊損壞電子設備的事故是由電源引入 的，因此應特別加強系統(tǒng)中設備電源的防雷措施。

第一級防雷：計量室電源配電箱處加裝 8/20波形40KA電源電涌保護器，保護室內所有用 電設備。

第二級防雷：在傳感器處安裝24V直流電源 電涌保護器，實現濾波精細保護設備，同時防止瞬間 電壓波動功能。其特點是電源精細避雷保護，適用于 電源線的防雷保護，具有較低的限制電壓，快速響應 等特點，可防護來自傳輸線的感應雷擊或其它浪涌 過電壓對被保護設備帶來的危害。

3.3控制線路的防護

電子衡一般都處于暴露場合，其應力部件（傳感 器）、放大器很容易遭雷擊損害，在傳感器寺遭雷擊后 雷電流又會沿控制信號線傳輸到計量室與其連接的 顯示設備以及與地磅配套使用的電腦打印機等設備， 所以引入計量室的信號線路以及室外與電子衡的應 力部件（傳感器）相連接的信號線應安裝過電壓保護 裝置。具體措施：在控制線上安裝控制線信號電涌保 護器，防雷器的反應動作時間小于1ns,接入后對信號 的衰減要在0.1dB以內，最大通流能力為10KA。

特別需要說明的一點：在加入信號電涌保護器導 致信號衰減影響設備運行時，稱重傳感器建議不安 裝電涌保護器，依靠對傳感器的電源線、信號線的可 靠屏蔽措施，以及對傳感器的傍路疏流措施，來避免 雷電過電壓對傳感器的危害。

3.4線路屏蔽

電子衡由市電電網供電時，從配電室到計量室 配電箱再到電子衡有一段距離，秤臺到計量房也有 一段距離的信號電纜，不難設想，雷擊通過電磁感應 途徑，在電源和信號線路上引入高電位，就有可能造 成稱重儀表和其他設備的損壞。但采取了對供電電 源線、傳感器的電源線、信號線的可靠屏蔽措施，以 及對傳感器的傍路疏流措施后，可以有效避免這種 雷電過電壓的產生。

供電系統(tǒng)防雷電波侵入措施，將架空電力線 由終端桿引下后應更換為屏蔽電纜或穿鍍鋅鐵管， 進入計量室前應水平直埋15m以上，屏蔽層或鐵管 兩端接地。以最大限度地衰減從各種電源線引入的 雷電高電壓。

電子衡進入計量室儀表的信號線，信號電纜 特別是計量室到秤體一段信號電纜埋地敷設并將金 屬管或電纜外屏蔽層至少在兩端作接地，以消除電 磁感應雷擊的破壞。稱重傳感器的信號線和激勵稱 重傳感器的電流電源線采用將屏蔽層接地的電纜連 接，以消除電磁感應雷擊破壞。

3.5等電位處理

等電位連接的作用在于削弱雷電在空間產生的 電磁場對電子設備的影響，并消除雷電暫態(tài)電流路徑 與金屬物體之間的擊穿放電，減少電子設備的損壞。 具體做法是將稱重儀表外殼、衡體、傳感器、管線及其 他設備的保護接地與預留等電位端子或電子汽車衡 的接地系統(tǒng)相連接，形成一個電氣上連續(xù)的整體。

對傳感器、二次儀表等電子衡整體的各個部分， 作特殊的等電位防雷保護。雷擊時，在強大的雷電流 瀉入大地的瞬間，由于接地線存在電阻和電感，因此 整體衡器系統(tǒng)對地可產生幾萬甚至幾十萬伏的高電 位，此電位對電子衡器的各個部分甚至整體系統(tǒng)都是 毀滅性的。本系統(tǒng)對整體衡器系統(tǒng)的各部位(傳感器、 儀表和計算機)的各種接口均做相應的等電位保護，使 整體衡器系統(tǒng)的基準電位隨接地體電位的變化而變 化，這就避免了雷電流產生的高電位對電子衡器造成 的破壞。只做等電位保護還不夠，還必須切斷傳感器 與衡體的電氣連接。將傳感器輸出端加分流裝置，與 衡體連接接地，當有雷電流時，通過傳感器分流裝置， 使得雷電流不經過傳感器瀉入大地，從而避免了雷電 流產生的電磁場對傳感器的破壞。

3.6合理設置接地系統(tǒng)

整個防雷系統(tǒng)的關鍵點在合理的設置接地系 統(tǒng)，另外閃電會導致電子衡內部電路產生靜電感應和 電磁感應，輕則造成稱重誤差，重則損壞設備，因此接 地措施是否合理也是必須考慮的。

具體做法：在衡體周圍構建包括基礎在內的 綜合接地網，整個系統(tǒng)在衡體附近接到接地網上， 這樣整體衡器系統(tǒng)只有一個基準電位，并與室內設 備等電位連接器及計量室接地相連接，做到共地， 當發(fā)生雷擊時，此電位就會隨著接地點的電位起伏 而變化，確保整體電子衡系統(tǒng)安然無恙。其中接地 體通常用400X 500X 60mm自動降阻接地模塊和 50X 50X 5mm的熱鍍鋅角鋼組成垂直接地體，再用 40X4mm熱鍍鋅扁鋼銅鐵接頭連接引下線，以滿足 國家防雷規(guī)范接地電阻R<4Q的要求。

（1）整個衡體要接地，用一根或數根接地電纜將 衡體與接地粧相連，接地粧要打在電位恒定的零區(qū)， 且接地電阻小于40。衡體與接地粧之間有了寬敞的 大電流回流通道，則當靜電感應時，可以從大地補充 電子使其中和，在設備產生高電位后能快速疏散而 不致?lián)p壞電子汽車衡。

（2）每個傳感器要有保護接地。每個傳感器位置 要設置一個接地線，傳感器與"地"之間設置接地樁， 接地線與接地樁進行可靠連接或將接地線與就近地 腳螺栓連接。但地腳螺栓必須與基礎內接地網相連。

（3）稱重傳感器信號電纜和供電線路的屏蔽層 要接地。電子汽車衡由市電電網供電時，從配電室到 安裝地有比較長一段空間距離，衡體到計量室也有 一段較長距離的信號電纜，不難設想，雷擊通過電磁 感應途徑，在引線上引人高電位，就有可能造成稱重 儀表的損壞，因此，稱重傳感器的信號線和電流電源 線采用將屏蔽層接地的電纜連接，以消除電磁感應 雷擊破壞的可能。稱重傳感器信號電纜的屏蔽層可 以與稱重傳感器的接地線相連，也可以與稱重顯示 器的接地樁相連；可依現場情況確定，但不允許雙點 分別同兩個接地樁入地。

（4）稱重顯示儀表外売要接地。在計量室內設置 一等電位連接排且與衡體的基礎內接地網相連，計 量室內的電子設備通過此等電位連接排做到接地保 護措施。

4.結束語

汽車衡防雷保護是一個復雜的綜合系統(tǒng)， 需結合電子衡的結構特點，按照現代防雷技術的要 求，建立"綜合防護、系統(tǒng)防護、逐級限壓"的全面防 護理念，做到：方案優(yōu)化、技術合理、經濟有效、安全 可靠，同時需要考慮技術和施工上的可操作性，這些 是電子衡器解決防雷擊的共性問題，當然對于每臺 具體的電子衡，則要根據具體情況選擇有針對性的 保護方案。