淺談超偏載檢測(cè)設(shè)備如何防止雷電造成損害

張雷 郝策

摘要：超偏載檢測(cè)裝置使用了大量的壓力傳感器、剪力傳感器、信號(hào)放大板和各種芯片等，雷擊對(duì)設(shè)備的安全運(yùn)行產(chǎn)生了致命的威脅。本為對(duì)超偏載檢測(cè)裝置如何防雷進(jìn)行了研究和探討，為提高設(shè)備防雷提出了建設(shè)性的意見。

關(guān)鍵詞：超偏載;傳感器;防雷

1超偏載檢測(cè)裝置簡(jiǎn)介

超偏載檢測(cè)裝置是指在貨物列車運(yùn)行過程中對(duì)各節(jié)貨車分別進(jìn)行超載、偏載、偏重檢測(cè)的裝置。它主要包括承重基礎(chǔ)臺(tái)面，稱重傳感器（包括壓力傳感器和剪力傳感器），模擬傳輸線路，數(shù)據(jù)采集、處理、分析和傳輸設(shè)備，數(shù)據(jù)傳輸通道。

2防雷技術(shù)

超偏載檢測(cè)裝置雷電防護(hù)系統(tǒng)用于對(duì)設(shè)備進(jìn)行雷電效應(yīng)防護(hù)的整套裝置，它有外部防雷裝置和內(nèi)部防雷裝置兩部分組成。雷電防護(hù)系統(tǒng)強(qiáng)調(diào)全方位防護(hù)、綜合治理、層層設(shè)防，為雷電流提供一條低阻抗的通道，同時(shí)防止雷電電磁脈沖對(duì)電氣和電子設(shè)備的干擾。

2.1雷擊

雷云對(duì)大地及地面物體的放電。

2.2雷電過電壓

因特定的雷電放電，在系統(tǒng)中一定位置上出現(xiàn)的瞬態(tài)電壓

2.3雷電波侵入

由于雷電對(duì)架空線路或金屬管道的作用，雷電波沿著這些管線侵入屋內(nèi)，危及人身或損壞設(shè)備。

2.4雷電電磁脈沖

與雷電放電相關(guān)聯(lián)的電磁輻射

2.5雷電電磁感應(yīng)

雷電流迅速變化在其周圍產(chǎn)生瞬變的強(qiáng)電磁場(chǎng)，使附近導(dǎo)體上感應(yīng)出很高的電動(dòng)勢(shì)，包括靜電感應(yīng)和電磁感應(yīng)。

2.6屏蔽

一個(gè)外殼或其他物體（通常具有導(dǎo)電性），能夠消弱一側(cè)的電、磁場(chǎng)對(duì)另一側(cè)的裝置或電路的作用。

2.7接閃器

直接截守雷擊的避雷針、避雷帶（線）、避雷網(wǎng)，以及用作接閃的金屬屋面和金屬構(gòu)件等。

3、超偏載檢測(cè)裝置雷電過電壓及電磁脈沖侵入途徑

3.1雷電直擊裝有超偏載檢測(cè)裝置的建筑物及附近構(gòu)建物、地面突出物、沿線鋼軌或大地時(shí)，雷電流通過空間電磁感應(yīng)在超偏載檢測(cè)裝置內(nèi)產(chǎn)生過電壓和過電流。

3.2雷電直擊裝有超偏載檢測(cè)裝置的建筑物時(shí)，雷電流沿接閃器和引下線進(jìn)入接地裝置引起地電位升高，這時(shí)，在設(shè)備接地導(dǎo)體和其他導(dǎo)體間產(chǎn)生雷電反擊過電壓。

3.3雷電直擊與超偏載檢測(cè)裝置相連接的交流供電線路及附近設(shè)施時(shí)，雷電過電壓經(jīng)線路傳到侵入到超偏載檢測(cè)裝置。

3.4雷電直擊與超偏載檢測(cè)裝置相連接的數(shù)據(jù)傳輸通道及附近設(shè)施時(shí)，雷電過電壓經(jīng)線路傳到侵入到超偏載檢測(cè)裝置。

4超偏載檢測(cè)裝置雷電電磁環(huán)境的改善

4.1安裝超偏載檢測(cè)裝置的機(jī)房應(yīng)當(dāng)有良好的雷電電磁環(huán)境。改善超偏載檢測(cè)裝置機(jī)房的雷電電磁環(huán)境，可以減少雷電電磁場(chǎng)對(duì)設(shè)備的感應(yīng)影響。

4.2機(jī)房的建筑物應(yīng)盡量遠(yuǎn)離高達(dá)建筑物和構(gòu)筑物。受地形限制，機(jī)房不能避開高大建筑物和構(gòu)筑物時(shí)，應(yīng)保證設(shè)備的保護(hù)地線接地體和引接線與高大建筑物、構(gòu)筑物的避雷針接地體和引接線或金屬構(gòu)筑物的地下部分的直線距離大于20m。

4.3為防御直擊雷和降低雷電電磁干擾，超偏載檢測(cè)裝置機(jī)房的建筑物外部應(yīng)采用由屋頂接閃器、引下線和接地裝置構(gòu)成的防直接雷擊系統(tǒng)，機(jī)房?jī)?nèi)部應(yīng)采用法拉第籠進(jìn)行電磁屏蔽。

4.3.1屋頂接閃器的設(shè)置

建筑物屋頂?shù)慕娱W器應(yīng)采用避雷帶和避雷網(wǎng)，不應(yīng)采用可以招引雷電的避雷針和其他非常規(guī)避雷針等裝置。避雷帶應(yīng)采用不大于Ф8mm的熱鍍鋅圓鋼沿屋頂周邊設(shè)置一圈，距墻體高度150mm，并用熱鍍鋅圓鋼均勻設(shè)置避雷帶支撐柱，支撐柱間距不大于1m。避雷網(wǎng)應(yīng)采用40mm×4mm的熱鍍鋅扁鋼焊接成不大于0.5m×0.5m的方形網(wǎng)格，每隔0.5m與避雷帶焊接連通。

4.3.2引下線的設(shè)置

引下線是避雷帶與接地裝置的連接線，上端與避雷帶焊接連通，下端與接地裝置焊接連通，焊接處不得出現(xiàn)彎角小于90°的急彎。引下線應(yīng)采用40mm×4mm的熱鍍鋅扁鋼，沿機(jī)房建筑物外墻角垂直敷設(shè)，且與其他電氣線路的距離應(yīng)大于1m，與外墻的間隔應(yīng)不小于15mm。

4.3.3接地裝置的設(shè)置

接地裝置應(yīng)采用地網(wǎng)，并在建筑物四周設(shè)環(huán)形接地裝置。若無條件設(shè)置地網(wǎng)的建筑物，宜在建筑物四周設(shè)環(huán)形接地裝置。環(huán)形接地裝置由水平接地體和垂直接地體組成，垂直接地體至少應(yīng)在建筑物四周做4～6處，并與水平接地體相互焊接連通。水平接地體采用40mm×4mm熱鍍鋅扁鋼，垂直接地體采用50mm×50mm×5mm熱鍍鋅角鋼，接地體埋深應(yīng)不小于0.7m。

4.3.4法拉第籠屏蔽層的設(shè)置

機(jī)房?jī)?nèi)部的法拉第籠屏蔽由墻面屏蔽層、頂面屏蔽層、金屬門、窗戶屏蔽構(gòu)成。墻面和頂面屏蔽層應(yīng)采用厚度不小于0.6mm的鍍錫或鍍鋅鐵板，通過截面不小于10mm2的黃綠雙色銅導(dǎo)線與屏蔽接地匯集線可靠連接。金屬門采用截面不小于10mm2的銅線與墻面屏蔽層可靠連接。窗戶應(yīng)采用網(wǎng)格不大于80×80mm，截面不小于3mm2的金屬鋁合金網(wǎng)覆蓋，用截面不小于10mm2的黃綠雙色銅導(dǎo)線雨墻面屏蔽層可靠連接。

4.4雷電綜合防護(hù)應(yīng)設(shè)置安全基地匯集線、屏蔽接地匯集線和防雷接地匯集線。接地匯集線宜采用30mm×3m紫銅排，可互相連接成條形、環(huán)形或網(wǎng)格形。接地匯集線受制造長(zhǎng)度的限制需使用多根銅排時(shí)，銅排間直接連接的接觸部分長(zhǎng)度不少于60mm，接觸面應(yīng)打磨后用3個(gè)銅螺栓雙螺帽連接。

4.5進(jìn)入機(jī)房的外來導(dǎo)電物體，都應(yīng)在建筑物的界面處進(jìn)行等電位連接。進(jìn)入機(jī)房的供電線路、數(shù)據(jù)傳輸線路和稱重傳感器的電源、模擬傳輸線路應(yīng)用屏蔽電纜。

4.6電力電纜的鎧裝層、屏蔽層，數(shù)據(jù)傳輸通道電纜的鎧裝層、屏蔽層，光纜的加強(qiáng)芯的接地線截面積應(yīng)不小于10mm2。數(shù)據(jù)傳輸線屏蔽層的接地線截面積應(yīng)不小于2.5mm2。

5. 超偏載檢測(cè)裝置雷電防護(hù)系統(tǒng)的日常維護(hù)

5.1定期巡檢，特別是在雷雨后和易發(fā)生故障的部位增加巡檢的次數(shù)。

5.2定期巡檢的主要內(nèi)容：雷電防護(hù)系統(tǒng)的外觀檢查;各連接引線的檢查;接地線的檢查;所有連接螺絲緊固。查雷電防護(hù)系統(tǒng)是否有燃燒或表面損傷的痕跡。如果出現(xiàn)這種情況，則必須進(jìn)行處理。

5.3作好防污措施，定期清掃雷電防護(hù)系統(tǒng)運(yùn)行的房間，放電通道應(yīng)無雜物。

參考文獻(xiàn)：

[1]周美靈，宮興崎，李學(xué)寶等.不斷軌柱式單臺(tái)面軌道衡加偏載功能方案設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)[J].中國(guó)計(jì)量，2021（04）.

[2]朱林根.21世紀(jì)建筑設(shè)計(jì)手冊(cè)下冊(cè)[M].中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2001（3）.