按照電子地磅使用安全規(guī)定要求，本文探討了大型電子地磅防雷擊保護(hù)接 地的設(shè)計(jì)原理、方法和接地電阻的檢測(cè)技巧。

　　大型電子地磅系統(tǒng)洳汽車衡、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地磅系統(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，大型電子地磅必須按 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大型電子地磅保護(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zui重 要的防雷措施之一，它是雷電防護(hù)技術(shù)中zui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)闺娮与姎庠O(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(歐姆)的接地電并聯(lián)連接時(shí)，其合 成電阻值不一定是R/2(歐姆)。通常合成電阻值比 R/2大一些。這里，當(dāng)接地電間的間隔變小時(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R2組成。接地 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?，?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zui大電壓出 現(xiàn)的時(shí)刻不一定是電流zui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.電子地磅保護(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 采用立的接地裝置，*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，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zui小值。

　　大型電子地磅系統(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，大型電子地磅接地網(wǎng)如圖1所示。

　　4.大型電子地磅接地保護(hù)的檢測(cè)

　　按照安全規(guī)程要求，大型電子地磅的保護(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)量緣電阻時(shí)，一般只用“L”和“E” 端,但在測(cè)量電纜對(duì)地的緣電阻或被測(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)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zui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zui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)

　　大型電子地磅的保護(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。