乐昌市某电子地磅雷击事故分析及整改措施.docx

乐昌市某电子地磅雷击事故分析及整改措施欧平、吴建玉（1 广东省乐昌市气象局 广东韶关512200）摘要：本文通过对乐昌市一电子地磅雷击事故进行勘察，再对收集的数据进行分析处理，分析出造成电子地磅雷击事故的可能原因，最后提出了针对本次雷击的整改措施，希望本案例能对电子地磅的雷电防护有一定的指导意义。关键字：电子地磅；感应雷；公共地阻抗耦合；雷电是十大自然灾害之一，随着经济和现代科学技术的发展，雷电灾害造成巨大的经济损失，据有关资料统计，全世界每年因雷击伤亡人数达10500人左右。电子地磅又叫电子汽车衡，主要由承重传力机构（秤体）、高精度称重传感器、称重显示仪表三大主件构成，由此即可完成最基本的称重功能。也可根据用户的要求，可选配打印机、大屏显示器、计算机管理系统，以完成更高层次的数据管理及处理的要求(电子地磅系统构成图见图1)。电子地磅位于乐昌南方水泥有限公司厂区内，地处乐昌市郊区，土壤类型均为石灰石（25006’34.58N,113022’16.68E），属喀斯特丘陵地貌，海拔在90米以上。气候有明显的湿热和干冷的大陆性气候特征，年平均气温为19.4℃。1电子地磅的防雷现状2.1事故描述图1电子地磅系统构成图2013年3月14日下午2时40分许，南方水泥有限公司内的电子地磅遭到一次强雷电袭击（雷击点不明），其强度之大极为罕见。由于此次雷电有很强的声、光、电等各种各样的物理现象，造成了严重的经济损失，据不完全统计：造成2台电脑损坏，地磅系统的控制器集成芯片、稳重传感器损毁，摄像头2个，造成了自动称重控制系统发生了瘫痪，并造成相关设备设备机房的电源线路损坏，直接经济损失可达数万元。2.2现场勘察地磅房为一层框架式建筑物，建筑物四周柱子均作为防雷引下线，该建筑物已安装相应的直击雷防护措施。地磅承重和传力机构平台已作单点接地，并与接地装置进行了等电位连接。整个地磅系统接地装置是距地磅房外墙1.5m处敷设人工接地装置，埋地深度为2.5m， 规格为40×40×4热镀锌角钢，间距为5m，水平接地装置为Φ12圆钢，埋地深度为0.3米，整个地网共有4-5个接地体，且在地磅房四周分布不均。地磅房的防雷接地电阻偏大。 电源线架空至地磅房外墙壁总配电箱，后穿PVC管引入地磅房内分配电箱然后地磅控制主 机前电源插座，电源插座前端已安装一插座式SPD，经检定该SPD启动电压将近2000V， 保护不了后端的敏感的电子设备，该电子地磅的供电制式为TN-S。地磅房内有一路电话进 线，该电话未安装任何雷电过电压防护措施。地磅传感器的传输接口为RS232，信号线为普通的非屏蔽双绞线，未作任何的屏蔽处理，由地磅房引出的监控摄像机，电源线和信号线均未采取防雷电过电电压措施。地磅房内了电子设备均未做等电位连接措施。2.3事故分析电子地磅已安装了相应的直击雷防护措施，并且在地磅周围未发现雷击点，可判定本次雷击事故非遭受直击雷所致，根据机房内线路和设备情况，可初步判定本次雷击由感应雷造成。1)电子地磅位于南方水泥厂厂区内，由于水泥厂内含有石灰石库、水塔等较高的设施设备，它们在水泥厂内形成了天然的接闪器，对直击雷有吸引的作用，由于雷电流的强大，在通过引下线入地过程中，必然会在周围的空间形成近电磁场，尤其是架空线路。而电子地磅由于只安装了直击雷防护措施，未安装有效的感应雷防护措施，所以当水泥厂中的其它较高的建筑物受雷击时，近电磁场会在其周围产生强大的瞬态电磁场，该电磁场会使处于其空间范围内的金属导体上感应出一定幅值的瞬态过电压，该过电压的大小主要取决于雷电流的变化率，感应导体的和导体距离等因素有关，可用以下公式计算：（1）Em 感应电压（单位为KV）L金属环边长（单位为m）X1 金属环距雷击点距离（单位为m）Di/dt雷电流强度（单位为Ka/us）通过计算，地磅房按三类防雷建筑物计算，它离距雷击点距离设定为 10 米，4 米×4米的 避合线路环可感应出数千伏的电压，而该地磅的供电线路从厂区内直接架空引入，雷击时， 雷电流通过引下线入地时，产生的电磁场必然会在电磅房的控制线和电源线上产生感应过电压，致使相应的设备损坏。2) 地磅房利用四周柱主筋作为防雷引下线，防雷引下线的间距为 5 米×5米，当雷电击中电子地磅时，雷电流通过引下线进入接地装置时，会引起地电位升高，接地极的地电位Ug ,其计算公式如下：（2）Ug 接地极的地电位升，kH；Lg接地极的有效电感，μH；Rch接地极的冲击接地电阻，Ω； 由于单个接地极，其有效电感不大，忽略时（令Lg=0）,公式可简化为（3） 所以降低地电位反击的方法是降低接地电阻，设地磅的防雷地网（联合接地网）的接地电阻很大，如R=100Ω，如果有I=100KA的雷电流击中地磅关联的建筑物时，地电位反击过电压为Ug=100=10000kv，这时地磅的任