本文以準(zhǔn)能煤炭經(jīng)銷公司煤炭儲(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)量兩三天。經(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)地測算，確定了 避雷針建設(shè)的位置及高度。之后不長時(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。處在電磁場中設(shè)備和傳輸線路會(huì)感 應(yīng)出較大的電動(dòng)勢。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，其下方的汽車衡的臺(tái)面是一個(gè)有一定 長度的導(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 磁場中，衡器臺(tái)面就會(huì)積聚電荷，其形成的 電勢的大小與帶電云層形成的電磁場的磁 場強(qiáng)度成正比關(guān)系，當(dāng)磁場強(qiáng)度特別大，衡 器臺(tái)面上形成的電勢也會(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 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。