淺談超偏載檢測設備如何防止雷電造成損害

張雷 郝策

摘要：超偏載檢測裝置使用了大量的壓力傳感器、剪力傳感器、信號放大板和各種芯片等，雷擊對設備的安全運行產生了致命的威脅。本為對超偏載檢測裝置如何防雷進行了研究和探討，為提高設備防雷提出了建設性的意見。

關鍵詞：超偏載;傳感器;防雷

1超偏載檢測裝置簡介

超偏載檢測裝置是指在貨物列車運行過程中對各節貨車分別進行超載、偏載、偏重檢測的裝置。它主要包括承重基礎臺面，稱重傳感器（包括壓力傳感器和剪力傳感器），模擬傳輸線路，數據采集、處理、分析和傳輸設備，數據傳輸通道。

2防雷技術

超偏載檢測裝置雷電防護系統用于對設備進行雷電效應防護的整套裝置，它有外部防雷裝置和內部防雷裝置兩部分組成。雷電防護系統強調全方位防護、綜合治理、層層設防，為雷電流提供一條低阻抗的通道，同時防止雷電電磁脈沖對電氣和電子設備的干擾。

2.1雷擊

雷云對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，在系統中一定位置上出現的瞬態電壓

2.3雷電波侵入

由于雷電對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，危及人身或損壞設備。

2.4雷電電磁脈沖

與雷電放電相關聯的電磁輻射

2.5雷電電磁感應

雷電流迅速變化在其周圍產生瞬變的強電磁場，使附近導體上感應出很高的電動勢，包括靜電感應和電磁感應。

2.6屏蔽

一個外殼或其他物體（通常具有導電性），能夠消弱一側的電、磁場對另一側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，以及用作接閃的金屬屋面和金屬構件等。

3、超偏載檢測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裝置的建筑物及附近構建物、地面突出物、沿線鋼軌或大地時，雷電流通過空間電磁感應在超偏載檢測裝置內產生過電壓和過電流。

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

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

3.4雷電直擊與超偏載檢測裝置相連接的數據傳輸通道及附近設施時，雷電過電壓經線路傳到侵入到超偏載檢測裝置。

4超偏載檢測裝置雷電電磁環境的改善

4.1安裝超偏載檢測裝置的機房應當有良好的雷電電磁環境。改善超偏載檢測裝置機房的雷電電磁環境，可以減少雷電電磁場對設備的感應影響。

4.2機房的建筑物應盡量遠離高達建筑物和構筑物。受地形限制，機房不能避開高大建筑物和構筑物時，應保證設備的保護地線接地體和引接線與高大建筑物、構筑物的避雷針接地體和引接線或金屬構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，超偏載檢測裝置機房的建筑物外部應采用由屋頂接閃器、引下線和接地裝置構成的防直接雷擊系統，機房內部應采用法拉第籠進行電磁屏蔽。

4.3.1屋頂接閃器的設置

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

4.3.2引下線的設置

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，焊接處不得出現彎角小于90°的急彎。引下線應采用40mm×4mm的熱鍍鋅扁鋼，沿機房建筑物外墻角垂直敷設，且與其他電氣線路的距離應大于1m，與外墻的間隔應不小于15mm。

4.3.3接地裝置的設置

接地裝置應采用地網，并在建筑物四周設環形接地裝置。若無條件設置地網的建筑物，宜在建筑物四周設環形接地裝置。環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，接地體埋深應不小于0.7m。

4.3.4法拉第籠屏蔽層的設置

機房內部的法拉第籠屏蔽由墻面屏蔽層、頂面屏蔽層、金屬門、窗戶屏蔽構成。墻面和頂面屏蔽層應采用厚度不小于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。窗戶應采用網格不大于80×80mm，截面不小于3mm2的金屬鋁合金網覆蓋，用截面不小于10mm2的黃綠雙色銅導線雨墻面屏蔽層可靠連接。

4.4雷電綜合防護應設置安全基地匯集線、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、環形或網格形。接地匯集線受制造長度的限制需使用多根銅排時，銅排間直接連接的接觸部分長度不少于60mm，接觸面應打磨后用3個銅螺栓雙螺帽連接。

4.5進入機房的外來導電物體，都應在建筑物的界面處進行等電位連接。進入機房的供電線路、數據傳輸線路和稱重傳感器的電源、模擬傳輸線路應用屏蔽電纜。

4.6電力電纜的鎧裝層、屏蔽層，數據傳輸通道電纜的鎧裝層、屏蔽層，光纜的加強芯的接地線截面積應不小于10mm2。數據傳輸線屏蔽層的接地線截面積應不小于2.5mm2。

5. 超偏載檢測裝置雷電防護系統的日常維護

5.1定期巡檢，特別是在雷雨后和易發生故障的部位增加巡檢的次數。

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

5.3作好防污措施，定期清掃雷電防護系統運行的房間，放電通道應無雜物。

參考文獻：

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