铜仁碧江区地磅厂

数字称重系统总线接口防雷保护的方法

1概述

目前数字称重技术快速替代模拟称重技术,模拟称重技术被替代是因为模拟技术的称量精度不足,传输距离短,秤容易被不法分子**,而数字称重技术恰好可以有效的解决模拟称重的3个技术弱点。国内市场汽车衡50%以上都采用数字称重技术,有些外资企业甚至停产模拟秤。使用数字称重技术优点显而易见,但随着数字称重的广泛应用,数字称重系统的抗雷击浪涌差的问题也暴露出来。

2分析

中国陆地区年均日发生总闪电数约54600次,白天占到54.47%,夜间占到45.53%,昼夜比为1.2。日闪电频数的年变化是双峰值,闪电主要发生在4～9月,占年总闪电的92%。4月中到5月中旬为次峰值,主峰值在7月中到8月中旬,占年总闪电的43.4%,夏季6～8月占到60%,11月到次年2月发生闪电很少,仅占年总闪电的0.4%以下。日变化以单峰值为主,峰值范围宽,年均每小时达到2275次左右,傍晚18时达到**峰值,占到日出现闪电的9.1%,上午9～11时达到日变化的**谷,仅占日出现闪电总的3%,闪电峰值是低谷的12倍,说明中国区域闪电高发时间主要在傍晚2018年5月19日全省雷电监测分析根据全省闪电定位监测数据分析,2018年5月19日全省共发生地闪(云地之间的闪电)11158次。其中正地闪651次,负地闪10507次,正地闪所占比例为5.83%。

强度分布

从正负地闪强度分布来看,正地闪强度位于50kA以下的占总正地闪的67.13%(见图1),负地闪强度位于50kA以下的占总负地闪的92.38%(见图2)。平均正地闪强度为44.58kA,平均负地闪强度为29.23kA。

3措施

从图中看出,大部分雷电强度低于60KA,那么是不是防雷做到60KA就差不多了呢,其实不然,因为实际情况衡器不会被雷直接击中,而是相距雷击点(正中心)有一定的距离,大部分在1km以上。

从图2可知,一个强度为120KV的雷电(正中心),在距离雷击中心500米处,强度降到不足40KV,而1000米处降到了20KV,传感器和仪表的电路在内部,可以更低一点,防雷的重点是数字传感器和数字仪表,下面以传感器为例说明,雷击损坏传感器有两个途径,一是秤台感应到雷击,经过传感器弹性体并击穿弹性体与应变计之间的胶水,进而烧毁内部电路;二是传感器总线感应出电流,电流通过总线到达传感器内部,进而烧毁传感器,对于秤台的感应雷,把称台接地即可,对于总线的感应雷,无法进行简单的接地解决,必须采用保护电路,如图3所示。

数字传感器有4根线,两根是电源线(一般用红色表示+,黑色表示-),另两根是通讯线,以通讯线为例说明,当感应电流增大(电压也增大),当感应电压超过TVS的钳位电压后,TVS导通,两端电压被钳位在安全电压下(内部线路板电压不会升高,器件得到保护),由于去耦电阻的作用,RT2左边电压持续升高,当持续升高的电压达到气体放电管的门限电压后,气体放电管放电,并把电压钳位在20V以下,这样传感器就得到了保护,当雷击过后,各个器件恢复到截止状态,传感器可正常工作。

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