按照地磅使用安全規(guī)定要求，本文探討了大型地磅防雷擊保護接 地的設(shè)計原理、方法和接地電阻的檢測技巧。

大型地磅系統(tǒng)洳汽車衡、軌道衡等 的秤臺一般都安裝在戶外露天場地，周圍可能有 高大的建筑物或者高壓線，現(xiàn)場環(huán)境惡劣、充滿 著電磁干擾，有的還有防爆要求。每到雷雨季節(jié)， 由于感應(yīng)雷、直擊雷、傳導(dǎo)雷和浪涌過電壓的襲 擊，一些保護接地性能不好的大型地磅系統(tǒng)時 常會被雷電擊毀，既影響了安全計量又給企業(yè)帶來 了不必要的經(jīng)濟損失。因此，大型地磅必須按 照一定的安全規(guī)程，進行必要的接地保護和屏蔽措 施，確保傳感器、稱重顯示控制器和計算機系統(tǒng)免 遭雷擊而損壞，保證衡器計量示值準確穩(wěn)定可靠。

1.大型地磅保護接地的原理

保護接地就是讓已經(jīng)納入防雷系統(tǒng)的閃電能 量泄放入大地。良好的接地才能有效地降低引下 線上的電壓，避免發(fā)生反擊，所以說接地是最重 要的防雷措施之一，它是雷電防護技術(shù)中最基礎(chǔ) 的技術(shù)環(huán)節(jié)。同時，良好的接地也是電工技術(shù)中 電氣設(shè)備和人員安全的基本保障措施之一。接地 措施還是提高電子電氣設(shè)備電磁兼容有效性的重 要手段之一。正確的接地既能抑制外部電磁干擾 的影響，又能防止電子電氣設(shè)備向外部發(fā)射電磁 波；而錯誤的接地常常會引入非常嚴重的干擾， 甚至?xí)闺娮与姎庠O(shè)備無法正常工作。尤其是成 套控制設(shè)備和自動控制系統(tǒng)，因為有多種控制裝 置分散布置在許多地方如電子皮帶秤集散測控 系統(tǒng)，所以它們各自的接地往往會形成十分復(fù)雜 的接地網(wǎng)，不僅需要在設(shè)計時周密考慮，而且在 安裝調(diào)試時也要仔細檢查和做適當調(diào)整。

接地裝置的好壞不能簡單地用接地電阻值來 衡量。例如，同樣的接地電阻但不同的接地體規(guī) 格尺寸，或者同樣的接地體規(guī)格尺寸但不同的接 地線，都會影響到雷電流散流入地的效果。接地 體的關(guān)鍵指標是接地體規(guī)格尺寸大小，接地電阻 大小以及耐腐蝕程度，它們關(guān)系到泄流效果、穩(wěn) 定性和使用壽命。接地導(dǎo)體也稱接地線，對于一 個聯(lián)合接地的大地網(wǎng)來說，可能需要多個接地線 從接地網(wǎng)不同的部位引出，以滿足不同的功能需 要。其關(guān)鍵指標是接地線的截面積和各連接處的 連接電阻。

自然接地體利用與大地接觸的金屬物體，如金屬管道、構(gòu)架、建筑物基礎(chǔ)內(nèi)的鋼筋等，兼做 接地體，具有尺寸大和接地電阻小以及耐腐蝕等 特點，其泄流效果、穩(wěn)定性和使用壽命俱佳，當 然應(yīng)該優(yōu)先采用。在一些地方僅僅利用自然接地 體不能滿足要求時，或無可利用的自然接地體時, 要考慮人工接地體。人工接地體有多種規(guī)格形狀, 主要應(yīng)考慮雷電流入地時的火花效應(yīng)導(dǎo)致加重的 集合屏蔽效應(yīng)，也就是要考慮接地體的布置，比 如間隔、埋深等。在接地工程施工中，若有2個 接地電阻值為R(Q)的接地電極并聯(lián)連接時，其合 成電阻值不一定是R/2(Q)。通常合成電阻值比 R/2大一些。這里，當接地電極間的間隔變小時, 合成接地電阻超出程度就變大，我們把這種現(xiàn)象 稱為集合屏蔽效應(yīng)。實際接地工程接地裝置由水 平接地網(wǎng)R1和垂直接地極R2組成。接地極 之間屏蔽效應(yīng)的利用系數(shù)為：

R1R2

n= Rl+R2 x 100%

R

2.保護接地的分類

保護接地按電流頻率可分為直流接地、交流 接地工頻和沖擊接地（雷電、投切操作、和 電磁脈沖等。它們的功能有所差異，在設(shè)計施工 時就有所不同。例如，交流接地工頻的工頻 接地電阻主要決定于土壤電阻率和接地網(wǎng)的面積。 因此，變電所和發(fā)電廠的大地網(wǎng)常常主要由水平 接地帶組成面積很大的網(wǎng)格狀接地。在發(fā)生工頻 故障短路電流時，網(wǎng)格式地網(wǎng)接地電阻與地網(wǎng)面 積的平方根成正比。這是因為電位分布均勻，全 部地網(wǎng)的導(dǎo)體都起散流作用，整個接地網(wǎng)都起到 泄流的作用。對于沖擊接地裝置，由于雷電流的 沖擊特性，接地電阻與工頻接地電阻不同，其主 要原因是沖擊電流的幅值可能很大，會引起土壤 擊穿放電，而且沖擊電流的等效頻率又比工頻高 得多。當沖擊電流進入接地體時，會引起一系列 復(fù)雜的過渡過程，每一瞬間接地體呈現(xiàn)的等效電 阻值都可能有所不同，而且接地體上最大電壓出 現(xiàn)的時刻不一定是電流最大的時刻。網(wǎng)格式地網(wǎng) 在沖擊電流作用下，由于電感作用，電位分布很 不均勻，遠處電位很低，只有在接閃處電流注入 附近小范圍內(nèi)的導(dǎo)體起散流作用。也就是說，沖 擊接地裝置中的接地體不宜過長，GB50057- 94規(guī)定，沖擊接地裝置中的接地體長度不應(yīng)大于有效 長度，即1=2姨p。

3.地磅保護接地的設(shè)計

近年來，很多國內(nèi)外的標準不主張電子設(shè)備 采用獨立的接地裝置，推薦采用共用接地系統(tǒng), 即等電位接地法。例如，2000版的GB50057- 94 《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》中明確指出：“每幢建筑 物本身應(yīng)采用共用接地系統(tǒng)”即將建筑物內(nèi)的各 種接地都統(tǒng)一接到建筑物的基礎(chǔ)上，或室外的接 地裝置上。當該建筑物遭受雷擊時，電力系統(tǒng)的 電壓和電子設(shè)備工作接地的電壓同時上升，保持 了設(shè)備的工作電壓不變，使電子設(shè)備在雷擊時可 正常工作。共用接地系統(tǒng)通常利用建筑物的基礎(chǔ) 做接地極，其接地電阻一般在1歐姆以下，如有 設(shè)備對接地電阻的要求更低，應(yīng)取其最小值。

大型地磅系統(tǒng)采用的接地方式為共用接地 系統(tǒng)即等電位方式。在秤臺周圍構(gòu)建包括基礎(chǔ) 在內(nèi)的防雷接地網(wǎng)，稱重傳感器連接到防雷接地網(wǎng) 上,同時，計量室四周墻內(nèi)也安裝金屬防雷網(wǎng)，稱 重控制儀表和計算機等電子設(shè)備也連接到計量室防 雷網(wǎng)上，將秤臺的防雷地網(wǎng)與計量室的防雷網(wǎng)相 連,在秤臺附近單點接地，這樣，整體衡器系統(tǒng)只 有一個基礎(chǔ)電位，當發(fā)生雷擊時，此電位就會隨著 接地點的電位起伏而變化，確保整體衡器系統(tǒng)安然 無恙，大型電子衡器接地網(wǎng)如圖1所示。

4.大型地磅接地保護的檢測

按照安全規(guī)程要求，大型地磅的保護接 地系統(tǒng)應(yīng)每年在雷雨季節(jié)到來之前進行檢測試驗, 確保防雷安全性能良好，通常進行接地電阻檢測, 常用的測量儀器有兆歐表和接地電阻測量儀。

4.1兆歐表測量接地電阻 兆歐表是用來測量被測設(shè)備的絕緣電阻和高值電 阻的儀表，它由一個手搖發(fā)電機、表頭和三個接線柱

即L ：線路端、E ：接地端、G ：屏蔽端組成。

搖表的選用原則

1額定電壓等級的選擇。一般情況下，額 定電壓在500V以下的設(shè)備，應(yīng)選用500V或 1000V的搖表；額定電壓在500V以上的設(shè)備，選 用1000V?2500V的搖表。

2電阻量程范圍的選擇。搖表的表盤刻度 線上有兩個小黑點，小黑點之間的區(qū)域為準確測 量區(qū)域。所以在選表時應(yīng)使被測設(shè)備的絕緣電阻 值在準確測量區(qū)域內(nèi)。

兆歐表的使用

1校表。測量前應(yīng)將搖表進行一次開路和 短路試驗，檢查搖表是否良好。將兩連接線開路, 搖動手柄，指針應(yīng)指在”處，再把兩連接線 短接一下，指針應(yīng)指在“0”處，符合上述條件者 即良好，否則不能使用。

2被測設(shè)備與線路斷開，對于大電容設(shè)備 還要進行放電。

3選用電壓等級符合的搖表。

4測量絕緣電阻時，一般只用“L”和“E” 端,但在測量電纜對地的絕緣電阻或被測設(shè)備的漏 電流較嚴重時，就要使用“G”端，并將“G”端 接屏蔽層或外殼。線路接好后，可按順時針方向轉(zhuǎn) 動搖把，搖動的速度應(yīng)由慢而快，當轉(zhuǎn)速達到每分 鐘120轉(zhuǎn)左右時ZC-25型，保持勻速轉(zhuǎn)動，1分 鐘后讀數(shù)，并且要邊搖邊讀數(shù)，不能停下來讀數(shù)。

5拆線放電。讀數(shù)完畢，一邊慢搖，一邊 拆線，然后將被測設(shè)備放電。放電方法是將測量 時使用的地線從搖表上取下來與被測設(shè)備短接一 下即可不是搖表放電。

注意事項

1禁止在雷電時或高壓設(shè)備附近測絕緣電阻, 只能在設(shè)備不帶電，也沒有感應(yīng)電的情況下測量。

2搖測過程中，被測設(shè)備上不能有人工作。

3搖表線不能絞在一起，要分開。

4搖表未停止轉(zhuǎn)動之前或被測設(shè)備未放電 之前，嚴禁用手觸及。拆線時，也不要觸及引線 的金屬部分。

5測量結(jié)束時，對于大電容設(shè)備要放電。

6要定期校驗其準確度。

4.2接地電阻測試儀

接地電阻測試儀是檢驗測量接地電阻的常用儀表，也是電氣安全檢查與接地工程竣工驗收不 可缺少的工具，鉗型接地電阻測試儀是用來測量 任何有回路系統(tǒng)之接地電阻，該儀器本身能產(chǎn)生 一個電源電勢，在任何有回路系統(tǒng)中就能產(chǎn)生電 流，因此，其測量原理簡而言之是全電路歐姆定 律，它測出的是這個回路系統(tǒng)的環(huán)路電阻值。

用鉗型接地電阻測試儀測量電力線路桿塔接 地電阻方法簡單，鉗式接地電阻測試最大特點是 不必打輔助地棒，只要鉗住接地線或接地棒就能 測出其接地電阻。測量結(jié)果可信度高，但只能用于 有架空地線的高壓線路上，測量時待測桿塔只允許 存在一條接地引下線，如各塔腳的地網(wǎng)是不連通的, 應(yīng)將其余各腳的接地引下線拆開后用臨時線與測量 腳的引下線連通(連通點在鉗表之下)。通過對測量結(jié) 果的分析，可以判斷出各塔腳的地網(wǎng)是否連通，接 地引下線是否存在接觸不良的隱患。

接地電阻測試儀較好地解決了接地搖表測試 值精度低，重復(fù)性差等缺點，可以做到測試值正 確無誤。目前智能式接地電阻儀非但功能強大, 而且可以應(yīng)付現(xiàn)場各種復(fù)雜情況，如有效地排除 干擾，自動跟蹤最合適測試條地件，出現(xiàn)各種問 題當即智能提示等等，像GEOX、ET3000等接地 電阻測試儀還具有直接測干擾頻率，干擾電壓, 自動校零等特點。對于大型的系統(tǒng)接地、網(wǎng)絡(luò)接 地、土壤電阻率的測試應(yīng)該選擇HTDW- III等接地 電阻測試儀為好，利用三線、四線測量方法，由 于儀器的獨特功能，保證地阻測量值的重復(fù)性、 穩(wěn)定性，且HTDW- III地阻儀的測量精度高達 3%,其測試電流<3A。

5.結(jié)語

大型地磅的保護接地，是保證其正常稱 重計量的重要手段之一，除了要按照安全規(guī)程要 求進行正確的設(shè)計安裝接地保護系統(tǒng)以外，還要 定期檢測維護，使得接地系統(tǒng)正常運轉(zhuǎn)，才能發(fā) 揮著重要的作用。