电子轨道衡受雷击原因及处理

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电子轨道衡是-种自动对铁路货车进行不停车、不摘钩连续称重的大型工业计量设备，实现对行进中的车辆进行计量。它对感应信号进行实时采样并进行数据分析，计算货车重量并显示。主要由称重台面、称重电脑、车号识别仪、数据采集仪以及重力、剪力传感器组成。

我厂运煤铁路专用线有-台武汉利德测控技术有限公司生产的LD-GCU型电子轨道衡，自投运以来 ，已出现两次雷击事故：2011年 7月轨道衡被雷击，所有电气设备均被损坏；2012年 5月，轨道衡再次被雷击，称重电脑及车号识别仪被雷击损坏。为了避免类似事故的再次发生，我们根据雷击的特点和种类，制定了相应的防护措施 。

1雷击种类雷击是在强对流天气条件下形成的云层间及云层与大地间的瞬间放电现象。当雷击发生时，将产生热电效应、热效应和机械效应，以及产生瞬变的电磁惩电辐射效应。雷击的作用形式基本上可分为以下几种：1.1直击雷。直击雷是指雷云对大地某点发生的强烈放电，它可以直接击中设备，也可以击中架空线，如电力线、电话线等。雷电流沿着导线进人设备，雷击通路上的物体会被高温烧损甚至融化。直接雷击的过程实际上是-种电流流动的过程。雷电流除了具备电流的-般特性外，主要还有峰值高(KA级以上)、持续时间短(us级)等特性。

1.2雷电感应。雷电感应可以分为静电感应及电磁感应。当带电雷云(-般带负电)出现在设备或者架空线上方时，由于静电感应作用，在设备或架空线路上便会感应出大量的相反电荷(称为束缚电荷)。雷云对其他目标放电后，雷云上的负电荷便瞬间消失，但聚集在设备或架空线路上的电荷却依然存在，并以雷电波的形式沿着导线经过设备入地，引起设备损坏。当雷电沿着导体流人大地时，由于频率高、强度大，在导体附近便产生了很强的交变磁常如果设备在这个场中，便会感应出很高的电压，导致设备损坏。这种作用形式对灵敏的电子设备危害性更高。

1-3地电位反击。当设备没有采取等电位接地措施的情况下，由于各接地系统的接地途径不同，接地电阻差异，以及在泄放雷击电流时所通过的雷击电流存在差异，导致地电位升高和不平衡。当地电位差超过设备的抗电强度时，即可造成设备损坏。

2采取的措施河源市属于雷暴多发地区，年平均雷暴天数高达 84.4天。从 5月至 9月的汛期期间，是雷暴天气最频繁的季节，也是轨道衡最易被雷击的季节。我厂铁路专用线通过-个小山凿开的山谷到达我厂翻车机，轨道衡系统就位于这个山谷中。称重台面处于-段运煤专用线上，重力、剪力传感器分别安装在铁轨下部和侧面，信号线通过镀锌管引至-旁的轨道衡小屋，数据采集仪、称重电脑、车号识别仪均布置在轨道衡小屋内。电源由远方的铁路综合楼 MCC通过架空线引入 。

轨道衡系统相对来说处于-个较低的位置。因此轨道衡被直接雷击的可能性很小，主要雷击原因应为雷电击中铁轨或者架空线引入的雷电流；接地不良，雷击时的雷电感应；设备没有采取等电位连接，雷击时的地电位反击。根据轨道衡被雷击的方式结合轨道衡的安装特点，我们采取了以下防雷措施：(1)铁轨分段，做好轨道衡段的铁轨接地措施。轨道衡施工时厂家已经做了秤台接地 ，但是由于我厂输煤铁路专用线为非电气化铁路，铁轨接地效果不理想 ，雷电在铁路远端击中铁轨后雷击电流会沿着铁轨传至轨道衡的重力、剪力传感器，通过传感器进入地网或进入数据采集仪等二次设备，造成元件及设备损坏。我们征得相关铁路部门同意后，在称重台面附近将轨道衡段铁路与其他段铁路绝缘开来，并做好了轨道衡段铁路的接地措施，使秤台段铁路良好接地。这样既可避免远端铁路被雷击后的雷流危害，也可在秤台段铁路被雷击中后雷流能迅速从地泄走，从而保护了设备。

(2)重做接地网，做好设备接地∮地是防雷工作的基础，防雷接地与交流工作地，直流工作地、安全保护地宜共用-个接地系统。

四种接地的接地引出线可与环形接地体相连形成等电位连接，但防雷接地在环形接地体上的接地点与其他几种接地的接地点之间距离应大于 10m。轨道衡系统的电源从远端的轨道衡 MCC送来，由于线路太长，MCC段的地网并没有连至轨道衡。厂家在轨道衡小屋附近做了-小地网作为电源地。轨道衡系统的信号接地与电源接地为不同地网，检查中发现原地网接地电阻过大。我们沿铁路及轨道衡小屋周围，按照行业标准重做了地网，将这两个接地系统与秤台接地系统合并为-个接地系统，使接地电阻小于4欧姆。为了减胁电感应和电磁感应的影响，将进入轨道衡小屋的架空金属管道与接地装置相连接，距小屋 100m以内的管道，每隔25米左右接地-次，并使其冲击电阻不大于20欧姆。称重设备和称重传感器的屏蔽层按照要求与接地排进行了连接。

(3)增加了电源防雷装置，使电源线路和测量设备等电位连接。

等电位连接是用连接导线或电涌保护器将处在需要防雷空间内的防雷装置和建筑物的金属构架、金属装置等连接。所有从室外进入的金属导体应在进入防雷区的交界处就近直接接地；不能直接接地的导体应通过电涌保护器接地，这样可以减小雷击时引起的地电位差。根据现场的实际情况及施工的难易程度，我们为轨道衡选用了OBO公 司生产的 c级电源防雷器 V20-C/2及 D及电源防雷器CNS3-D PRC电源精细防雷插座，防雷器与电源之间的连接线和防雷器与接地参考点的连接线合称防雷器连接线，连接线长度总和不能超过0.5m。由于我们的连接线长度总和超过了规定长度，按照要求我们采用了V型接线法。

3结束语轨道衡频被雷击暴露了设备施工时对防雷工作的考虑不足。通过以上三种措施，降低了雷击对设备电源侧和信号侧的影响，保护了设备的安全。到目前为止，未再发生过雷击导致的轨道衡损坏事故，保障了生产的正厨行。