本文以準(zhǔn)能煤炭經(jīng)銷公司煤炭?jī)?chǔ)裝站為背景,針對(duì)地磅到雷雨季節(jié)時(shí)遭到雷擊的情況,從理論和實(shí)踐兩個(gè)方面進(jìn)行深入探 討和研究,最終找到了防雷的解決措施。

隨著全國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，煤炭成為目前 支持經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要能源之一。煤炭生產(chǎn) 量逐年攀升，聚集在鄂爾多斯的眾多煤炭 企業(yè)，每年的煤炭產(chǎn)量達(dá)幾億噸，除個(gè)別煤 礦直接裝火車外運(yùn)，大多數(shù)煤炭要經(jīng)過汽 車運(yùn)輸?shù)诫姀S或煤炭集裝站，所有這些汽 車運(yùn)輸?shù)拿禾坑?jì)量均以采用地磅來 完成。在鄂爾多斯從煤礦出礦計(jì)量到周邊 電廠、煤炭集裝站等驗(yàn)收計(jì)量有多少臺(tái)地磅，大致估算應(yīng)在千臺(tái)以上。就我所在的 單位目前擁有不同規(guī)格的地磅十幾 臺(tái)。每到雷雨季節(jié)，總會(huì)有些地磅遭到雷 擊損壞，其原因主要是沒有采取防雷措施， 或雖采取了防雷措施，但措施不得當(dāng)，所 以，采取正確的地磅防雷保護(hù)措施，一方 面避免地磅被雷擊后造成經(jīng)濟(jì)損失;另 一方面可避免因地磅被雷擊后造成停產(chǎn) 帶來更大的間接損失。

1.問題的提出

2006年，當(dāng)時(shí)有4臺(tái)地磅，到雨季遭到 雷擊，導(dǎo)致部分傳感器和與地磅相連的 微機(jī)、打印機(jī)均有不同程度的損壞，直接經(jīng) 濟(jì)損失幾萬元，影響計(jì)量?jī)扇?。?jīng)過與有 關(guān)技術(shù)人員探討研宄，決定建設(shè)避雷針，按 照避雷針保護(hù)范圍進(jìn)行實(shí)地測(cè)算，確定了 避雷針建設(shè)的位置及高度。之后不長(zhǎng)時(shí)間， 再一次遭遇雷雨天氣，再次遭到雷擊，損失 情況與前一次大致差不多。每一次損壞需 制造廠家來進(jìn)行維修，但每一次廠家因周 邊用戶的地磅遭雷擊需要維修的情況較 多，維修需要排隊(duì)等候，影響生產(chǎn)少則一兩 天，多則四五天，如此，一方面造成了一定 的經(jīng)濟(jì)損失;另一方面造成生產(chǎn)無法正常 進(jìn)行，給企業(yè)造成較大的損失“是什么原 因?qū)е吕讚簦?/span>”“應(yīng)采取什么預(yù)防措施？”， 這些問題成為我們面前亟待解決的問題。

2.直擊雷與感應(yīng)雷

雷擊，有很多種。雷擊的機(jī)理也很復(fù) 雜。常見的主要有直擊雷、感應(yīng)雷。直擊雷： 雷電直接擊在露天的設(shè)備設(shè)施上造成設(shè)備 設(shè)施損壞；感應(yīng)雷：當(dāng)有帶電的雷云出現(xiàn) 時(shí)，在雷云下面的建筑物和設(shè)施設(shè)備上都 會(huì)感應(yīng)出與雷云相反的電荷。當(dāng)雷擊避雷 針時(shí)，在引下線周圍會(huì)產(chǎn)生很強(qiáng)的瞬變電 磁場(chǎng)。處在電磁場(chǎng)中設(shè)備和傳輸線路會(huì)感 應(yīng)出較大的電動(dòng)勢(shì)。這種現(xiàn)象叫電磁感應(yīng)。 這種感應(yīng)電荷在低壓架空線路上可達(dá) 100kV，信號(hào)線路上可達(dá)40kV?60kV。這種 現(xiàn)象叫靜電感應(yīng)。電磁感應(yīng)和靜電感應(yīng)稱 為感應(yīng)雷，又叫二次雷。它對(duì)設(shè)備的損害沒 有直擊雷來的猛烈，但它發(fā)生的機(jī)率和頻 率都要比直擊雷大得多。

3.地磅遭雷擊的成因

雷擊，從理論上講，不論是直擊雷還是 感應(yīng)雷，本質(zhì)上均是帶電的雷云，感應(yīng)地面 突出部位帶有與雷云相反的電荷，當(dāng)其與 這些帶有相反電荷的凸出部位的距離接近 或空氣電阻較小（如空氣潮濕)等條件成熟 時(shí)就會(huì)擊穿空氣形成瞬間放電的直擊雷， 倘若條件沒有形成，就不會(huì)形成直擊雷，若 地面的凸出部位是金屬導(dǎo)體，這個(gè)導(dǎo)體會(huì) 有大量的電荷積聚，如果這個(gè)導(dǎo)體直接放 在大地的地面上，在沒有發(fā)生直擊雷的情 況時(shí)，待到帶電云層消失或遠(yuǎn)離此導(dǎo)體后， 其所帶的電荷會(huì)向大地釋放。對(duì)于地磅來說，其衡器的臺(tái)面正好是一個(gè)導(dǎo)體， 當(dāng)其帶有大量的電荷時(shí)，由于其與地面之 間靠傳感器支撐，其它再無與地面連接之 處，當(dāng)其所帶電荷形成的電勢(shì)達(dá)到一定程 度，即足可以擊穿傳感器時(shí)，傳感器就被擊 穿損壞，同時(shí)強(qiáng)大的電流還會(huì)通過與傳感 器相連的儀表、電腦、打印機(jī)等設(shè)備，可能 造成損壞，這種雷就是感應(yīng)雷對(duì)地磅的 破壞。但有時(shí)地磅并不在地勢(shì)較高的地 方，甚至在低洼地帶，且周圍有較高的山包 或建筑物，按照這種感應(yīng)方式不應(yīng)該發(fā)生 被感應(yīng)雷擊穿的現(xiàn)象，但實(shí)際這種情況也 發(fā)生過雷擊的現(xiàn)象，這又如何解釋呢？其 實(shí)，我們可以將帶電的雷云看作是一個(gè)強(qiáng) 度和范圍都很大的而且是運(yùn)動(dòng)著的電磁 場(chǎng)，其下方的汽車衡的臺(tái)面是一個(gè)有一定 長(zhǎng)度的導(dǎo)體，根據(jù)我們中學(xué)物理學(xué)過的發(fā) 電機(jī)的原理，導(dǎo)體切割磁力線時(shí)，導(dǎo)體會(huì)產(chǎn) 生電流。如果這樣解釋就會(huì)發(fā)現(xiàn)，地磅的 臺(tái)面不論其所處的位置高低，只要在運(yùn)動(dòng) 著的帶電云層下面，即帶電云層形成的電 磁場(chǎng)中，衡器臺(tái)面就會(huì)積聚電荷，其形成的 電勢(shì)的大小與帶電云層形成的電磁場(chǎng)的磁 場(chǎng)強(qiáng)度成正比關(guān)系，當(dāng)磁場(chǎng)強(qiáng)度特別大，衡 器臺(tái)面上形成的電勢(shì)也會(huì)特別大，當(dāng)其達(dá) 到一定程度就會(huì)擊穿傳感器，對(duì)衡器造成 破會(huì)作用。由此看來，地磅遭到雷擊與其 所處的地勢(shì)高低關(guān)系不大，所以，不論其處 在什么地理位置，一定要采取措施進(jìn)行保 護(hù)。

4.措施及應(yīng)用效果評(píng)價(jià)

常用的避雷針主要是針對(duì)直擊雷，其 原理是利用避雷針的針尖放電連通大地與 帶電的云層，將其能量緩慢釋放，避免擊穿 空氣形成瞬間放電的閃電，從而達(dá)到避免 直擊雷破壞設(shè)備、設(shè)施的目的。但依據(jù)上述 分析，避雷針不能保護(hù)地磅，因?yàn)?/span>地磅遭雷擊是感應(yīng)雷造成的。由于衡器臺(tái)面積 聚大量的電荷擊穿傳感器造成破壞，那么 我們應(yīng)采取的正確措施是將衡器臺(tái)面接 地，讓其產(chǎn)生的電荷及時(shí)通過大地釋放，不 能形成與地面的電勢(shì)差(電壓)，傳感器就不 會(huì)被破壞。

根據(jù)上述分析，我們及時(shí)制作接地極， 將衡器臺(tái)面與接地極相連，讓衡器臺(tái)面不 能形成電荷積聚，從而避免了地磅遭雷 擊現(xiàn)象的發(fā)生。為了確保雷擊不再發(fā)生，日 常管理中還需做好以下兩方面的工作。

每年在雨季來臨之前，一定要檢測(cè) 接地電阻是否符合規(guī)定，如不符合要及時(shí) 采取措施。

為了保險(xiǎn)，在雷雨天氣要將與傳感 器連接的所有設(shè)備的連接插頭拔開，防止 避雷系統(tǒng)故障對(duì)室內(nèi)設(shè)備、人員造成損傷。

通過上述措施，保證衡器臺(tái)面與接地 極的連接是暢通的，保證接地極的接地電 阻在符合規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，從而確保地磅不 被雷電破壞。