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大型電子衡器系統(tǒng) (如汽車衡、軌道衡等)的秤臺(tái)一般都安裝在戶外露天場(chǎng)地，周圍可能有高大的建筑物或者高壓線，現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境惡劣、充滿著電磁干擾，有的還有防爆要求。每到雷雨 季節(jié)，由于感應(yīng)雷、直擊雷、傳導(dǎo)雷和浪涌過(guò)電壓的襲擊，一些保護(hù)接地性能不好的大型電子衡器系統(tǒng)時(shí)常會(huì)被雷電擊毀，既影響了安全計(jì)量又給企業(yè)帶來(lái)了不必要 的經(jīng)濟(jì)損失。因此，大型電子衡器必須按照一定的安全規(guī)程，進(jìn)行必要的接地保護(hù)和屏蔽措施，確保傳感器、稱重顯示控制器和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)免遭雷擊而損壞，保證衡 器計(jì)量示值準(zhǔn)確穩(wěn)定可靠。

1 大型電子衡器保護(hù)接地的原理

保護(hù)接地就是讓已經(jīng)納入防雷系統(tǒng)的閃電能量泄放入大地。良好的接地才能有效地降低引下線上的電壓，避免發(fā)生反擊，所以說(shuō)接地是最重要的防雷措施 之一，它是雷電防護(hù)技術(shù)中最基礎(chǔ)的技術(shù)環(huán)節(jié)。同時(shí)，良好的接地也是電工技術(shù)中電氣設(shè)備和人員安全的基本保障措施之一。接地措施還是提高電子電氣設(shè)備電磁兼 容有效性的重要手段之一。正確的接地既能抑制外部電磁干擾的影響，又能防止電子電氣設(shè)備向外部發(fā)射電磁波;而錯(cuò)誤的接地常常會(huì)引入非常嚴(yán)重的干擾，甚至?xí)?使電子電氣設(shè)備無(wú)法正常工作。尤其是成套控制設(shè)備和自動(dòng)控制系統(tǒng)，因?yàn)橛卸喾N控制裝置分散布置在許多地方 (如電子皮帶秤集散測(cè)控系統(tǒng))，所以它們各自的接地往往會(huì)形成十分復(fù)雜的接地網(wǎng)，不僅需要在設(shè)計(jì)時(shí)周密考慮，而且在安裝調(diào)試時(shí)也要仔細(xì)檢查和做適當(dāng)調(diào)整。

接地裝置的好壞不能簡(jiǎn)單地用接地電阻值來(lái)衡量。例如，同樣的接地電阻但不同的接地體規(guī)格尺寸，或者同樣的接地體規(guī)格尺寸但不同的接地線，都會(huì)影 響到雷電流散流入地的效果。接地體的關(guān)鍵指標(biāo)是接地體規(guī)格尺寸大小，接地電阻大小以及耐腐蝕程度，它們關(guān)系到泄流效果、穩(wěn)定性和使用壽命。接地導(dǎo)體也稱接 地線，對(duì)于一個(gè)聯(lián)合接地的大地網(wǎng)來(lái)說(shuō)，可能需要多個(gè)接地線從接地網(wǎng)不同的部位引出，以滿足不同的功能需要。其關(guān)鍵指標(biāo)是接地線的截面積和各連接處的連接電 阻。

自然接地體利用與大地接觸的金屬物體，如金屬管道、構(gòu)架、建筑物基礎(chǔ)內(nèi)的鋼筋等，兼做接地體，具有尺寸大和接地電阻小以及耐腐蝕等特點(diǎn)，其泄流 效果、穩(wěn)定性和使用壽命俱佳，當(dāng)然應(yīng)該優(yōu)先采用。在一些地方僅僅利用自然接地體不能滿足要求時(shí)，或無(wú)可利用的自然接地體時(shí)，要考慮人工接地體。人工接地體 有多種規(guī)格形狀，主要應(yīng)考慮雷電流入地時(shí)的火花效應(yīng)導(dǎo)致加重的集合屏蔽效應(yīng)，也就是要考慮接地體的布置，比如間隔、埋深等。在接地工程施工中，若有 2 個(gè)接地電阻值為 r(ω)的接地電極并聯(lián)連接時(shí)，其合成電阻值不一定是 r/2(ω)。通常合成電阻值比r/2 大一些。這里，當(dāng)接地電極間的間隔變小時(shí)，合成接地電阻超出程度就變大，我們把這種現(xiàn)象稱為集合屏蔽效應(yīng)。實(shí)際接地工程接地裝置由水平接地網(wǎng) (r1) 和垂直接地極 (r2) 組成。接地極之間屏蔽效應(yīng)的利用系數(shù)為：

2 保護(hù)接地的分類

保護(hù)接地按電流頻率可分為直流接地、交流接地 (工頻) 和沖擊接地 (雷電、投切操作、和電磁脈沖等)。它們的功能有所差異，在設(shè)計(jì)施工時(shí)就有所不同。例如，交流接地 (工頻) 的工頻接地電阻主要決定于土壤電阻率和接地網(wǎng)的面積。因此，變電所和發(fā)電廠的大地網(wǎng)常常主要由水平接地帶組成面積很大的網(wǎng)格狀接地。在發(fā)生工頻故障短路電 流時(shí)，網(wǎng)格式地網(wǎng)接地電阻與地網(wǎng)面積的平方根成正比。這是因?yàn)殡娢环植季鶆?，全部地網(wǎng)的導(dǎo)體都起散流作用，整個(gè)接地網(wǎng)都起到泄流的作用。對(duì)于沖擊接地裝 置，由于雷電流的沖擊特性，接地電阻與工頻接地電阻不同，其主要原因是沖擊電流的幅值可能很大，會(huì)引起土壤擊穿放電，而且沖擊電流的等效頻率又比工頻高得 多。當(dāng)沖擊電流進(jìn)入接地體時(shí)，會(huì)引起一系列復(fù)雜的過(guò)渡過(guò)程，每一瞬間接地體呈現(xiàn)的等效電阻值都可能有所不同，而且接地體上最大電壓出現(xiàn)的時(shí)刻不一定是電流 最大的時(shí)刻。網(wǎng)格式地網(wǎng)在沖擊電流作用下，由于電感作用，電位分布很不均勻，遠(yuǎn)處電位很低，只有在接閃處電流注入附近小范圍內(nèi)的導(dǎo)體起散流作用。也就是 說(shuō)，沖擊接地裝置中的接地體不宜過(guò)長(zhǎng)，gb50057- 94 規(guī)定，沖擊接地裝置中的接地體長(zhǎng)度不應(yīng)大于有效長(zhǎng)度，即。

3 電子衡器保護(hù)接地的設(shè)計(jì)

近年來(lái)，很多國(guó)內(nèi)外的標(biāo)準(zhǔn)不主張電子設(shè)備采用獨(dú)立的接地裝置，推薦采用共用接地系統(tǒng)，即等電位接地法。例如，2000 版的 gb50057- 94《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》 中明確指出：“每幢建筑物本身應(yīng)采用共用接地系統(tǒng)”，即將建筑物內(nèi)的各種接地都統(tǒng)一接到建筑物的基礎(chǔ)上，或室外的接地裝置上。當(dāng)該建筑物遭受雷擊時(shí)，電力 系統(tǒng)的電壓和電子設(shè)備工作接地的電壓同時(shí)上升，保持了設(shè)備的工作電壓不變，使電子設(shè)備在雷擊時(shí)可正常工作。共用接地系統(tǒng)通常利用建筑物的基礎(chǔ)做接地極，其 接地電阻一般在 1 歐姆以下，如有設(shè)備對(duì)接地電阻的要求更低，應(yīng)取其最小值。

大型電子衡器系統(tǒng)采用的接地方式為共用接地系統(tǒng) (即等電位方式)。在秤臺(tái)周圍構(gòu)建包括基礎(chǔ)在內(nèi)的防雷接地網(wǎng)，稱重傳感器連接到防雷接地網(wǎng)上，同時(shí)，計(jì)量室四周墻內(nèi)也安裝金屬防雷網(wǎng)，稱重控制儀表和計(jì)算 機(jī)等電子設(shè)備也連接到計(jì)量室防雷網(wǎng)上，將秤臺(tái)的防雷地網(wǎng)與計(jì)量室的防雷網(wǎng)相連，在秤臺(tái)附近單點(diǎn)接地，這樣，整體衡器系統(tǒng)只有一個(gè)基礎(chǔ)電位，當(dāng)發(fā)生雷擊時(shí)， 此電位就會(huì)隨著接地點(diǎn)的電位起伏而變化，確保整體衡器系統(tǒng)安然無(wú)恙，大型電子衡器接地網(wǎng)如圖 1 所示。

4 大型電子衡器接地保護(hù)的檢測(cè)

按照安全規(guī)程要求，大型電子衡器的保護(hù)接地系統(tǒng)應(yīng)每年在雷雨季節(jié)到來(lái)之前進(jìn)行檢測(cè)試驗(yàn)，確保防雷安全性能良好，通常進(jìn)行接地電阻檢測(cè)，常用的測(cè)量?jī)x器有兆歐表和接地電阻測(cè)量?jī)x。

4.1 兆歐表測(cè)量接地電阻

兆歐表是用來(lái)測(cè)量被測(cè)設(shè)備的絕緣電阻和高值電阻的儀表，它由一個(gè)手搖發(fā)電機(jī)、表頭和三個(gè)接線柱(即l：線路端、e：接地端、g：屏蔽端) 組成。

1. 搖表的選用原則

(1) 額定電壓等級(jí)的選擇。一般情況下，額定電壓在 500v 以下的設(shè)備，應(yīng)選用 500v 或1000v 的搖表;額定電壓在 500v 以上的設(shè)備，選用 1000v～2500v的搖表。

(2) 電阻量程范圍的選擇。搖表的表盤(pán)刻度線上有兩個(gè)小黑點(diǎn)，小黑點(diǎn)之間的區(qū)域?yàn)闇?zhǔn)確測(cè)量區(qū)域。所以在選表時(shí)應(yīng)使被測(cè)設(shè)備的絕緣電阻值在準(zhǔn)確測(cè)量區(qū)域內(nèi)。

2. 兆歐表的使用

(1) 校表。測(cè)量前應(yīng)將搖表進(jìn)行一次開(kāi)路和短路試驗(yàn)，檢查搖表是否良好。將兩連接線開(kāi)路，搖動(dòng)手柄，指針應(yīng)指在“∞”處，再把兩連接線短接一下，指針應(yīng)指在“0”處，符合上述條件者即良好，否則不能使用。

(2) 被測(cè)設(shè)備與線路斷開(kāi)，對(duì)于大電容設(shè)備還要進(jìn)行放電。

(3) 選用電壓等級(jí)符合的搖表。

(4) 測(cè)量絕緣電阻時(shí)，一般只用“l(fā)”和“e”端，但在測(cè)量電纜對(duì)地的絕緣電阻或被測(cè)設(shè)備的漏電流較嚴(yán)重時(shí)，就要使用“g”端，并將“g”端接屏蔽層或外殼。線 路接好后，可按順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)搖把，搖動(dòng)的速度應(yīng)由慢而快，當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到每分鐘 120 轉(zhuǎn)左右時(shí) (zc- 25 型)，保持勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，1 分鐘后讀數(shù)，并且要邊搖邊讀數(shù)，不能停下來(lái)讀數(shù)。

(5) 拆線放電。讀數(shù)完畢，一邊慢搖，一邊拆線，然后將被測(cè)設(shè)備放電。放電方法是將測(cè)量時(shí)使用的地線從搖表上取下來(lái)與被測(cè)設(shè)備短接一下即可 (不是搖表放電)。

3. 注意事項(xiàng)

(1) 禁止在雷電時(shí)或高壓設(shè)備附近測(cè)絕緣電阻，只能在設(shè)備不帶電，也沒(méi)有感應(yīng)電的情況下測(cè)量。

(2) 搖測(cè)過(guò)程中，被測(cè)設(shè)備上不能有人工作。

(3) 搖表線不能絞在一起，要分開(kāi)。

(4) 搖表未停止轉(zhuǎn)動(dòng)之前或被測(cè)設(shè)備未放電之前，嚴(yán)禁用手觸及。拆線時(shí)，也不要觸及引線的金屬部分。

(5) 測(cè)量結(jié)束時(shí)，對(duì)于大電容設(shè)備要放電。

(6) 要定期校驗(yàn)其準(zhǔn)確度。

4.2 接地電阻測(cè)試儀

接地電阻測(cè)試儀是檢驗(yàn)測(cè)量接地電阻的常用儀表，也是電氣安全檢查與接地工程竣工驗(yàn)收不可缺少的工具，鉗型接地電阻測(cè)試儀是用來(lái)測(cè)量任何有回路系 統(tǒng)之接地電阻，該儀器本身能產(chǎn)生一個(gè)電源電勢(shì)，在任何有回路系統(tǒng)中就能產(chǎn)生電流，因此，其測(cè)量原理簡(jiǎn)而言之是全電路歐姆定律，它測(cè)出的是這個(gè)回路系統(tǒng)的環(huán) 路電阻值。

用鉗型接地電阻測(cè)試儀測(cè)量電力線路桿塔接地電阻方法簡(jiǎn)單，鉗式接地電阻測(cè)試最大特點(diǎn)是不必打輔助地棒，只要鉗住接地線或接地棒就能測(cè)出其接地電 阻。測(cè)量結(jié)果可信度高，但只能用于有架空地線的高壓線路上，測(cè)量時(shí)待測(cè)桿塔只允許存在一條接地引下線，如各塔腳的地網(wǎng)是不連通的，應(yīng)將其余各腳的接地引下 線拆開(kāi)后用臨時(shí)線與測(cè)量腳的引下線連通(連通點(diǎn)在鉗表之下)。通過(guò)對(duì)測(cè)量結(jié)果的分析，可以判斷出各塔腳的地網(wǎng)是否連通，接地引下線是否存在接觸不良的隱 患。

接地電阻測(cè)試儀較好地解決了接地?fù)u表測(cè)試值精度低，重復(fù)性差等缺點(diǎn)，可以做到測(cè)試值正確無(wú)誤。目前智能式接地電阻儀非但功能強(qiáng)大，而且可以應(yīng)付 現(xiàn)場(chǎng)各種復(fù)雜情況，如有效地排除干擾，自動(dòng)跟蹤最合適測(cè)試條地件，出現(xiàn)各種問(wèn)題當(dāng)即智能提示等等，像 geox、et3000 等接地電阻測(cè)試儀還具有直接測(cè)干擾頻率，干擾電壓，自動(dòng)校零等特點(diǎn)。對(duì)于大型的系統(tǒng)接地、網(wǎng)絡(luò)接地、土壤電阻率的測(cè)試應(yīng)該選擇 htdw- iii 等接地電阻測(cè)試儀為好，利用三線、四線測(cè)量方法，由于儀器的獨(dú)特功能，保證地阻測(cè)量值的重復(fù)性、穩(wěn)定性，且 htdw- iii 地阻儀的測(cè)量精度高達(dá)3%，其測(cè)試電流<3a。

5 結(jié)語(yǔ)

大型電子衡器的保護(hù)接地，是保證其正常稱重計(jì)量的重要手段之一，除了要按照安全規(guī)程要求進(jìn)行正確的設(shè)計(jì)安裝接地保護(hù)系統(tǒng)以外，還要定期檢測(cè)維護(hù)，使得接地系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，才能發(fā)揮著重要的作用。