动、静态衡防雷接地工程改造设计

动、静态衡防雷接地工程改造设计

廖伟伟

湖南钢铁集团涟源钢铁有限公司检修中心 湖南 娄底 417009

本文主要介绍了动、静态衡防雷接地的改造。从动、静态衡秤房电源防雷改造，动、静态衡弱电设备信号防雷改造，动、静态衡秤房系统接地三个方面做系统设计，有效得做到了对轨道衡的防雷。

1、前言

本文防雷接地工程设计的厂区在当地属于比较高耸的建筑物，是典型的雷电放电区域，加上厂区大都建设在周围开阔的山坡上，大多建筑物处于绝对突出位置，而且厂区内有多条长达10公里铁路轨道运输线，因此厂区被雷击选择的概率非常高。厂区的电子信息设备属于高度灵敏的设备，特别是轨道衡极易在雷击时受到电磁干扰、地电位反击、空间电磁场感应等常见的破坏。

为避免今后雷击对设备造成损坏，确保关键设备的稳顺运行，对厂区内动、静态衡设备进一步完善外部、内部防雷措施，最大程度地保护防止现场设备不被雷击损坏，将雷击损失降到最低。

2、现状分析

根据有关防雷技术规范要求对厂区内动、静态衡称重设备的现场勘察，发现存在以下问题：

动、静态衡机房室内的问题有电源总配电箱未装设SPD；电源分配电箱未装设SPD；UPS电源配电箱未装设SPD；设备用电前端未装设SPD；设备机房未做等电位接地处理；室外引入设备信号线前端未装设SPD。

动、静态衡机房室外的问题有厂区运输铁轨不能接地；称重传感器和剪力传感器未与铁轨连接端接地；

3、设计的整体方案

3.1动、静态衡机房内电源线路防护

根据GB50057-2010《建筑物防雷设计规范》4.2.4第8款：建筑物在电源引入的总配电箱应装设Ⅰ级试验的电涌保护器。电涌保护器的电压保护水平值应小于2.5kV。每一保护模式的冲击电流值，当无法确定时，冲击电流应取等于或大于12.5kA。

设计在监区机房内低压总配电箱电源进线端装设一组雷电冲击电流为25kA（10/350μs）Ⅰ级试验的浪涌保护器（简称SPD），作为交接站监区电源线路感应雷一级防护；并在SPD前串联安装125A/4P空气开关。

设计在监区机房内低压分配电箱电源进线端装设一组雷电标称放电电流为40kA（8/20μs）Ⅱ级试验的浪涌保护器（简称SPD），作为交接站监区电源线路感应雷次级防护；并在SPD前串联安装125A/4P空气开关。

设计在监区机房内UPS分配电箱电源进线端装设一组雷电标称放电电流为20kA（8/20μs）Ⅱ级试验的浪涌保护器（简称SPD），作为交接站监区UPS电源线路感应雷次级防护；并在SPD前串联安装40A/4P空气开关。

设计在监区机房内用电前端装设一组雷电标称放电电流为10kA（8/20μs）Ⅲ级试验的浪涌保护器（简称SPD），共4组，作为交接站监区机房重要的电子信息设备电源线路感应雷精细保护。

本监区机房总配电箱与分配电箱及UPS分配电箱间距都不足5 m，设计在总配和分配以及UPS分配电箱电源线路上各串联安装一组32A/线的退耦器。

3.2动、静态衡机房内信号线路防护

设计在剪力传感器和称重传感器信号线接入接线盒前端应分别装设一个雷电标称放电电流为10kA（8/20μs）的信号浪涌保护器（简称SPD），作为监区机房动态衡重要电子信息设备信号线路从室外引至室内感应雷防护。

设计在监区机房动、静态衡接线盒输一组信号线在接入数据采集仪前端应分别装设一个雷电标称放电电流为5kA（8/20μs）的信号浪涌保护器（简称SPD），作为监区机房动、静态衡数据采集仪信号线路感应雷防护。

设计在动、静态衡室外RF天线信号线接入车号识别每条信号线前端应装设一个雷电标称放电电流为10kA（8/20μs）的信号浪涌保护器（简称SPD），作为监区机房动、静态衡车号识别信号线路从室外引至室内感应雷防护。

设计在动、静态衡从工控机引出至中控机房每条网线出线端应分别装设一个雷电标称放电电流为10kA（8/20μs）的信号浪涌保护器（简称SPD），作为监区机房动态衡工控机信号线路从室内引至室外感应雷防护。

3.3动、静态衡机房接地系统

根据GB/T 11885-1999《自动轨道衡》以及JJG234-2012《自动轨道衡》检定规程有关接地要求说明，电子轨道衡作为一种准确称重物料质量的电子计量设备，必须对各种干扰有一定的保护和屏蔽接地措施，以确保其安全运行。

①仪表和承重台接地

接地电阻应不大于4欧姆。接地网引入线处接触面应处理好，以减少接触电阻，并接好传感器部位的跨接接地。

参照GB50343-2012《建筑物电子信息系统防雷设计规范》5.2有关接地说明，本项目设计轨道衡和监区电子信息机房，防雷接地与交流工作接地、直流工作接地、安全保护接地实现共用一组接地装置，机房实现等电位接地处理，接地电阻应按接入设备中要求的最小值确定。为了确保轨道衡和监区电子信息机房实现共用一接地装置，需在铁路轨道内并靠近监区机房的地面下新增敷设一组接地网，以便交接站一、三道轨道动态衡所有传感器、

RF天线、管线屏蔽等需接地设施进行就近接地，同时引入不少两组接地引线与监区机房等电位接地环连接。

②新增共用接地装置

采用-40×4mm热镀锌扁钢作为水平接地体，L50×5×2500mm热镀锌角钢作为垂直接地体，两者做有效焊接埋设在土壤中的深度不应小于0.6m，两垂直接地体埋设间距应大于5m。冻土地带人工接地体还应埋设在冻土层以下。新增人工接地装置接地电阻应小于4Ω，若不能满足还应采取降阻措施，如增加接地体或电子离子接地极等。

③监区机房设备等电位接地处理

采用20mm×1mm铜箔沿机房墙脚四面敷设并做成1 m×1m，若机房铺设有静电地板，可敷设在静电地板下面，否则应敷设在3mm绝缘胶垫（可新增）；将各种浪涌保护器（简称SPD）、交直流接地、所有正常工作不带电的设备金属外壳、接地汇集排、金属门窗以及防静电金属构件等接地线就近接到接地汇集环上，以实现机房设备均压等电位联接。再通过BV-70mm2的胶皮铜线与机房接地端或通过铜铁转换接头就近与新增人工接地装置不少两处连接。

4、结束语

    通过对动、静态衡秤房内电源、秤房设备信号、接地系统的防雷改造，有效的做到了动、静太衡的防雷。确保了关键设备的稳顺运行，保证了进出厂物资的计量准确。最大程度地保护防止现场设备不被雷击损坏，将雷击损失降到最低。