地磅信號防雷浪涌保護器應用解決方案

地磅作為工業(yè)計量中不可或缺的重要設(shè)備，廣泛應用于物流、倉儲、冶金、礦山、港口和高速公路等場景。然而，地磅系統(tǒng)因其戶外安裝、信號線路長、電子傳感器密集等特點，極易受到雷擊浪涌的干擾甚至損毀。因此，地磅信號防雷已成為保障系統(tǒng)穩(wěn)定運行和數(shù)據(jù)精準傳輸?shù)年P(guān)鍵環(huán)節(jié)。

一、地磅防雷的痛點分析

信號線纜暴露在外，易受雷擊耦合

地磅的稱重傳感器一般通過模擬或數(shù)字信號線與稱重儀表相連，這些信號線通常敷設(shè)于地面或地下，但在雷電天氣下極易形成雷擊感應回路，使浪涌電壓沿信號線侵入系統(tǒng)。

設(shè)備精密，抗干擾能力弱

現(xiàn)代地磅多采用高精度稱重傳感器與智能儀表系統(tǒng)，抗雷擊能力相對較弱。一旦雷電浪涌侵入，不僅會造成傳感器和儀表燒毀，還可能導致系統(tǒng)數(shù)據(jù)紊亂或稱重誤差。

接地系統(tǒng)不完善，防雷保護體系薄弱

很多地磅現(xiàn)場缺乏科學接地系統(tǒng)或等電位連接不到位，導致浪涌能量無法有效泄放，進一步放大了雷擊對設(shè)備的破壞性。

二、地凱科技地磅信號防雷浪涌保護器的應用優(yōu)勢

精準攔截信號浪涌，保護設(shè)備安全

地凱科技專業(yè)的地磅信號防雷器（SPD）可安裝在傳感器與儀表之間，具備對0-5V、4-20mA、RS485等常見信號制式的浪涌抑制功能，在微秒級內(nèi)快速響應，有效阻斷雷電浪涌。

模塊化設(shè)計，安裝維護簡便

現(xiàn)代信號防雷器采用DIN導軌安裝方式，可直接集成至稱重控制柜或防雷箱內(nèi)，無需大幅改動原系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，具備維護方便、故障更換便捷等優(yōu)點。

提升系統(tǒng)穩(wěn)定性與數(shù)據(jù)準確性

安裝信號浪涌保護器不僅減少因雷擊造成的設(shè)備損壞，還能顯著降低雷電干擾帶來的稱重偏差，從而提升地磅系統(tǒng)的長期穩(wěn)定性和計量可靠性。

三 地凱科技地磅信號防雷浪涌保護器解決部署方案

現(xiàn)場防雷裝置簡要說明：

1、閘口各車道亭子使用220V電源由其它建筑分別引入，亭子內(nèi)配電箱的接地線也由其它建筑引入。

2、亭子內(nèi)配電箱無電源浪涌保護器（SPD）;

3、亭子內(nèi)地磅主機無電源線路、信號線路浪涌保護器（SPD）；

4、地磅現(xiàn)場集線器無信號浪涌保護器（SPD）；

5、亭子為金屬結(jié)構(gòu)，外層有就近引出扁鋼作接地連接；

6、閘口建筑物利用各金屬柱子作引下線；

設(shè)計內(nèi)容

根據(jù)設(shè)備損壞的路徑，本次著重于增加感應雷防護措施與等電位接地處理

1、感應雷防護

2、等電位接地

技術(shù)規(guī)范依據(jù)：

1、《低壓配電設(shè)計規(guī)范》GB50054-2011

2、《建筑物防雷工程施工與質(zhì)量驗收規(guī)范》GB50601-2010

3、《建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范》GB50343-2012

4、《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》GB50057-2019

整改措施

（一）感應雷防護

1、在閘口各車道（12個）亭子內(nèi)的配電箱電源線路電線處裝設(shè)防雷箱，防雷箱內(nèi)配置有Ⅰ級試驗的DK-25G 2P電涌保護器1套，DK-T1 2P后備保護器1套，DK-L32退藕器1個，DK-20 2P后備保護器1套 ；箱體有工作指示燈，雷擊浪涌計數(shù)器。防雷箱數(shù)量共12個。

2、在每個地磅主機的7根信號線路上安裝信號浪涌保護器DK-DCM，數(shù)量4個（每個信號SPD有2根接線端口）。

3、在每個地磅的集線器（8根信號線）安裝信號線路防雷箱，箱內(nèi)置信號浪涌保護器DK-DCM，數(shù)量4個電，箱體IP67。

（二）等電位措施

1、由閘口接地網(wǎng)使用-40×4熱鍍鋅扁鋼作為接地引線引至亭子內(nèi)，設(shè)接地端子箱。

2、亭子內(nèi)的各設(shè)備使用BVR-6mm2就近接地。

3、地磅最重要的部分是傳感器，所以傳感器位置要設(shè)置接地線，接地線與接地樁進行可靠連接，但地腳螺栓必須與基礎(chǔ)內(nèi)鋼筋接地網(wǎng)相連。

4、電子地磅注意事項

1、接地電阻值不大于4Ω。

2、接地電纜應盡可能的短。

該方案的痛點分析：

1、在對SPD產(chǎn)品的常規(guī)檢測程序時，技術(shù)員發(fā)現(xiàn)：防雷器其核心保護功能發(fā)生了故障。防雷器在提供接地保護以及線間保護方面均顯示出顯著的失效跡象。經(jīng)過深入分析，此現(xiàn)象被認為是由于感應電流強度異常，遠超出了防雷器設(shè)計時的承載極限。特別值得注意的是，此安裝的防雷器是依據(jù)國家相關(guān)標準嚴格配置和安裝的，這說明了感應電壓的強度。

2、經(jīng)過對現(xiàn)場狀況的深入分析，發(fā)現(xiàn)機房相應位置已配備第一級及第二級防雷器。通過對雷擊計數(shù)器的讀數(shù)進行解讀，觀察到存在雷擊計數(shù)值，這顯著指示了防雷設(shè)備已發(fā)揮其預期功能，有效降低了雷擊事件對機房設(shè)備潛在損害的可能性。

3、在實際應用場合，現(xiàn)場傳感器所采用的電纜線長度過長，采取纏繞多圈的方式預先保留一段較長的電纜線。然而，在遭遇雷擊事件時，雷電流通過地樁導入大地進行泄放，此過程中會產(chǎn)生一個嚴重的問題。纏繞多圈的電纜線在這種情況下會感應出一個極高的電動勢，即感應電壓。該感應電壓的數(shù)值可能遠超雷電流本身的電壓值。由于這種高電壓的存在，它極有可能對連接的設(shè)備造成嚴重損害，甚至完全破壞設(shè)備的正常功能。

改進措施

1、增強感應電防護能力

雷電可能通過戶外電源或直接干擾進入現(xiàn)場。盡管一二級防雷措施已防護外入電源，地磅處仍需額外保護。通過建立接地網(wǎng)均壓環(huán)，將地磅、建筑接地、柱子及傳感器外殼連接，形成等電位體，以避免電位差和電磁干擾。均壓環(huán)能有效分散雷電流和抑制電磁干擾，是確?，F(xiàn)代建筑和電氣設(shè)備防雷安全的重要措施。

2、防雷器與電纜線的配合至關(guān)重要，應盡量縮短電纜長度以降低殘壓，電纜應直線敷設(shè)，避免不必要的多圈纏繞，以防止電磁感應產(chǎn)生的高電動勢。

3、改進設(shè)計方案

（1） 增加防護措施：對地磅實施等電位均壓處理，并在其外圍配置一圈均壓接地環(huán)，以確保其與建筑物的接地系統(tǒng)及柱子的電氣連接。隨后，向內(nèi)收縮并設(shè)置第二圈均壓環(huán)，環(huán)繞地磅周圍，使得內(nèi)圈的四個方向與外環(huán)實現(xiàn)電氣連接。內(nèi)環(huán)應與地磅的接地點緊密連接，同時確保傳感器外殼與內(nèi)圈實現(xiàn)電氣連接。如附后圖所示。

(2)綜合布線：現(xiàn)場傳感器布線盡量短。為了進一步減少電磁干擾和感應電動勢，在現(xiàn)場布置傳感器時，應盡量優(yōu)化布線設(shè)計，縮短傳感器與接收設(shè)備之間的距離。

(3)原安裝的集線器防雷箱由地磅側(cè)面的設(shè)備坑內(nèi)使用立桿移至通道邊上安裝，做好防水防塵處理，避免防雷設(shè)備接線端口積塵而導致性能下降。