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    重庆地磅防雷技术研究

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    重庆地磅防雷技术研究

    发布日期:2017-09-30 作者: 点击:

    随着全国经济的发展,煤炭成为目前 支持经济发展的重要能源之一。煤炭生产 量逐年攀升,聚集在鄂尔多斯的众多煤炭 企业,每年的煤炭产量达几亿吨,除个别煤 矿直接装火车外运,大多数煤炭要经过汽 车运输到电厂或煤炭集装站,所有这些汽 车运输的煤炭计量均以采用地磅来 完成。在鄂尔多斯从煤矿出矿计量到周边 电厂、煤炭集装站等验收计量有多少台地磅,大致估算应在千台以上。就我所在的 单位目前拥有不同规格的地磅十几 台。每到雷雨季节,总会有些地磅遭到雷 击损坏,其原因主要是没有采取防雷措施, 或虽采取了防雷措施,但措施不得当,所 以,采取正确的地磅防雷保护措施,一方 面避免地磅被雷击后造成经济损失;另 一方面可避免因地磅被雷击后造成停产 带来更大的间接损失。

    1.问题的提出

    2006年,当时有4台地磅,到雨季遭到 雷击,导致部分传感器和与地磅相连的 微机、打印机均有不同程度的损坏,直接经 济损失几万元,影响计量两三天。经过与有 关技术人员探讨研宄,决定建设避雷针,按 照避雷针保护范围进行实地测算,确定了 避雷针建设的位置及高度。之后不长时间, 再一次遭遇雷雨天气,再次遭到雷击,损失 情况与前一次大致差不多。每一次损坏需 制造厂家来进行维修,但每一次厂家因周 边用户的地磅遭雷击需要维修的情况较 多,维修需要排队等候,影响生产少则一两 天,多则四五天,如此,一方面造成了一定 的经济损失;另一方面造成生产无法正常 进行,给企业造成较大的损失“是什么原 因导致雷击?”“应采取什么预防措施?”, 这些问题成为我们面前亟待解决的问题。

    2.直击雷与感应雷

    雷击,有很多种。雷击的机理也很复 杂。常见的主要有直击雷、感应雷。直击雷: 雷电直接击在露天的设备设施上造成设备 设施损坏;感应雷:当有带电的雷云出现 时,在雷云下面的建筑物和设施设备上都 会感应出与雷云相反的电荷。当雷击避雷 针时,在引下线周围会产生很强的瞬变电 磁场。处在电磁场中设备和传输线路会感 应出较大的电动势。这种现象叫电磁感应。 这种感应电荷在低压架空线路上可达 100kV,信号线路上可达40kV〜60kV。这种 现象叫静电感应。电磁感应和静电感应称 为感应雷,又叫二次雷。它对设备的损害没 有直击雷来的猛烈,但它发生的机率和频 率都要比直击雷大得多。

    3.地磅遭雷击的成因

    雷击,从理论上讲,不论是直击雷还是 感应雷,本质上均是带电的雷云,感应地面 突出部位带有与雷云相反的电荷,当其与 这些带有相反电荷的凸出部位的距离接近 或空气电阻较小(如空气潮湿)等条件成熟 时就会击穿空气形成瞬间放电的直击雷, 倘若条件没有形成,就不会形成直击雷,若 地面的凸出部位是金属导体,这个导体会 有大量的电荷积聚,如果这个导体直接放 在大地的地面上,在没有发生直击雷的情 况时,待到带电云层消失或远离此导体后, 其所带的电荷会向大地释放。对于地磅来说,其衡器的台面正好是一个导体, 当其带有大量的电荷时,由于其与地面之 间靠传感器支撑,其它再无与地面连接之 处,当其所带电荷形成的电势达到一定程 度,即足可以击穿传感器时,传感器就被击 穿损坏,同时强大的电流还会通过与传感 器相连的仪表、电脑、打印机等设备,可能 造成损坏,这种雷就是感应雷对地磅的 破坏。但有时地磅并不在地势较高的地 方,甚至在低洼地带,且周围有较高的山包 或建筑物,按照这种感应方式不应该发生 被感应雷击穿的现象,但实际这种情况也 发生过雷击的现象,这又如何解释呢?其 实,我们可以将带电的雷云看作是一个强 度和范围都很大的而且是运动着的电磁 场,其下方的汽车衡的台面是一个有一定 长度的导体,根据我们中学物理学过的发 电机的原理,导体切割磁力线时,导体会产 生电流。如果这样解释就会发现,地磅的 台面不论其所处的位置高低,只要在运动 着的带电云层下面,即带电云层形成的电 磁场中,衡器台面就会积聚电荷,其形成的 电势的大小与带电云层形成的电磁场的磁 场强度成正比关系,当磁场强度特别大,衡 器台面上形成的电势也会特别大,当其达 到一定程度就会击穿传感器,对衡器造成 破会作用。由此看来,地磅遭到雷击与其 所处的地势高低关系不大,所以,不论其处 在什么地理位置,一定要采取措施进行保 护。

    4.措施及应用效果评价

    常用的避雷针主要是针对直击雷,其 原理是利用避雷针的针尖放电连通大地与 带电的云层,将其能量缓慢释放,避免击穿 空气形成瞬间放电的闪电,从而达到避免 直击雷破坏设备、设施的目的。但依据上述 分析,避雷针不能保护地磅,因为地磅遭雷击是感应雷造成的。由于衡器台面积 聚大量的电荷击穿传感器造成破坏,那么 我们应采取的正确措施是将衡器台面接 地,让其产生的电荷及时通过大地释放,不 能形成与地面的电势差(电压),传感器就不 会被破坏。

    根据上述分析,我们及时制作接地极, 将衡器台面与接地极相连,让衡器台面不 能形成电荷积聚,从而避免了地磅遭雷 击现象的发生。为了确保雷击不再发生,日 常管理中还需做好以下两方面的工作。

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