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行業資訊
地磅接地系統的作用與施工方式
在地磅的整體系統架構中,接地系統如同隱藏在地下的 "安全網",既承擔著泄放雷電能量、消除靜電積累的防護功能,又維系著傳感器信號的穩定傳輸。在工業環境復雜的電磁干擾下,一套規范的接地系統能使地磅計量誤差降低 30% 以上,同時將設備雷擊損壞率控制在 0.1% 以內。其施工質量直接決定著地磅的運行安全與數據可靠性,需要從功能設計到現場施工進行全流程把控。
接地系統的三重核心作用
雷電防護是接地系統的首要功能。地磅稱重臺作為露天大型金屬結構,在雷雨天氣中易成為接閃體,其表面積累的電荷若不能及時泄放,會在設備內部形成數萬伏的瞬時過壓。規范的接地系統可將雷電流通過接地體導入大地,接地電阻每降低 1Ω,雷電流泄放效率可提升 15%。某礦區案例顯示,未安裝接地系統的地磅在遭受雷擊后,傳感器損壞率達 60%,而配備合格接地系統的設備僅出現輕微數據漂移。
電磁兼容保障是提升計量精度的關鍵。地磅周圍的電機、變壓器等設備會產生交變電磁場,若傳感器信號線與大地存在電位差,會形成共模干擾電壓。通過接地將設備金屬外殼與大地等電位連接,可使干擾電壓降低至 10mV 以下。實驗室數據表明,良好的接地能使地磅的稱重重復性誤差從 ±0.3% FS 降至 ±0.1% FS,尤其對數字式地磅的信號傳輸穩定性提升顯著。
設備安全防護體現為對人員與電路的雙重保護。當控制器內部發生絕緣擊穿時,接地系統可將漏電電流導入大地,使金屬外殼對地電壓控制在 50V 安全范圍內,避免操作人員觸電。同時,接地線路中的過流保護裝置會在漏電電流超過 30mA 時迅速切斷電源,形成第二道安全屏障。在潮濕環境中,接地系統還能消除設備表面的靜電積累,防止靜電火花引發的安全事故。
科學施工的關鍵技術環節
接地體選材需兼顧導電性能與耐腐蝕性。推薦采用 60mm×6mm 的熱鍍鋅扁鋼作為水平接地體,其截面積達 360mm²,能滿足 50kA 雷電流的短時耐受要求。垂直接地體選用 φ50mm、長度 2.5m 的鍍鋅鋼管,每間隔 5m 布置一根,形成放射狀接地網絡。在土壤電阻率高于 100Ω・m 的地區,需在接地體周圍填充降阻劑,其主要成分為膨潤土與導電石墨,可使土壤電阻率降低 40%-60%。
接地網敷設應遵循 "就近泄流" 原則。水平接地體需埋設在凍土層以下,深度不小于 0.8m,與地磅基礎邊緣的距離保持 1.5m 以上,避免影響基礎結構。連接點采用放熱焊接工藝,使扁鋼與鋼管的焊接處形成分子級結合,接頭電阻小于 0.03Ω,遠低于螺栓連接的 0.2Ω。地磅秤臺與接地網之間需用 40mm×4mm 的銅帶連接,銅帶兩端分別通過螺栓固定在秤臺預埋件和接地體上,確保機械強度與導電性能兼顧。
信號接地與保護接地需分開設置。傳感器屏蔽層應采用單點接地方式,通過 10mm² 多股銅纜連接至獨立的信號接地極,該接地極與主接地網的距離不小于 5m,防止干擾信號傳導。控制器外殼則連接至保護接地網,形成 "信號地 - 保護地 - 防雷地" 的三級接地體系,三者之間用等電位連接線連通,確保地電位差不超過 10V。在多雷地區,還需在接地線上串聯 20Ω 限流電阻,延緩雷電流上升速度。
施工驗收的量化標準
接地電阻測試是驗收的核心指標。采用四極法測量時,主接地網的工頻接地電阻應≤4Ω,信號接地極的接地電阻應≤1Ω。測試需在雨后 72 小時進行,避免土壤濕潤導致的測量偏差。對于大型地磅系統,應分別測量秤臺、控制器、防雷裝置的接地電阻,確保各點之間的電阻差不超過 2Ω,防止地電位反擊。
接地體完整性檢測不可忽視。使用接地電阻測試儀的導通功能,檢查所有連接點的導通電阻,任意兩點間的電阻應≤0.2Ω。水平接地體的直線段應每 5m 設置一個測試點,彎曲處需增加測試點,確保不存在斷裂或虛接情況。對于埋地部分,可采用跨步電壓法檢測接地體連續性,正常情況下跨步電壓應小于 10V。
長期穩定性監測機制需同步建立。在接地網引出線上安裝接地電阻在線監測裝置,實時記錄接地電阻變化,當數值超過 5Ω 時自動報警。每年需進行一次全面檢測,重點檢查焊接點的腐蝕情況,熱鍍鋅層的銹蝕厚度若超過 1mm,需重新進行防腐處理。在土壤腐蝕性較強的地區,應每 3 年開挖檢查一次接地體狀況,及時更換銹蝕嚴重的部件。
地磅接地系統的施工質量,如同建筑的地基工程,其性能優劣無法從表面直接判斷,卻深刻影響著設備的長期運行狀態。從選材時的土壤電阻率檢測,到施工中的焊接工藝控制,再到驗收時的精準測量,每個環節都需要嚴格遵循技術規范。只有將接地系統納入地磅全生命周期管理,才能為稱重計量提供持續穩定的 "地電環境",確保在復雜工業條件下依然保持計量精準與運行安全。
接地系統的三重核心作用
雷電防護是接地系統的首要功能。地磅稱重臺作為露天大型金屬結構,在雷雨天氣中易成為接閃體,其表面積累的電荷若不能及時泄放,會在設備內部形成數萬伏的瞬時過壓。規范的接地系統可將雷電流通過接地體導入大地,接地電阻每降低 1Ω,雷電流泄放效率可提升 15%。某礦區案例顯示,未安裝接地系統的地磅在遭受雷擊后,傳感器損壞率達 60%,而配備合格接地系統的設備僅出現輕微數據漂移。
電磁兼容保障是提升計量精度的關鍵。地磅周圍的電機、變壓器等設備會產生交變電磁場,若傳感器信號線與大地存在電位差,會形成共模干擾電壓。通過接地將設備金屬外殼與大地等電位連接,可使干擾電壓降低至 10mV 以下。實驗室數據表明,良好的接地能使地磅的稱重重復性誤差從 ±0.3% FS 降至 ±0.1% FS,尤其對數字式地磅的信號傳輸穩定性提升顯著。
設備安全防護體現為對人員與電路的雙重保護。當控制器內部發生絕緣擊穿時,接地系統可將漏電電流導入大地,使金屬外殼對地電壓控制在 50V 安全范圍內,避免操作人員觸電。同時,接地線路中的過流保護裝置會在漏電電流超過 30mA 時迅速切斷電源,形成第二道安全屏障。在潮濕環境中,接地系統還能消除設備表面的靜電積累,防止靜電火花引發的安全事故。
科學施工的關鍵技術環節
接地體選材需兼顧導電性能與耐腐蝕性。推薦采用 60mm×6mm 的熱鍍鋅扁鋼作為水平接地體,其截面積達 360mm²,能滿足 50kA 雷電流的短時耐受要求。垂直接地體選用 φ50mm、長度 2.5m 的鍍鋅鋼管,每間隔 5m 布置一根,形成放射狀接地網絡。在土壤電阻率高于 100Ω・m 的地區,需在接地體周圍填充降阻劑,其主要成分為膨潤土與導電石墨,可使土壤電阻率降低 40%-60%。
接地網敷設應遵循 "就近泄流" 原則。水平接地體需埋設在凍土層以下,深度不小于 0.8m,與地磅基礎邊緣的距離保持 1.5m 以上,避免影響基礎結構。連接點采用放熱焊接工藝,使扁鋼與鋼管的焊接處形成分子級結合,接頭電阻小于 0.03Ω,遠低于螺栓連接的 0.2Ω。地磅秤臺與接地網之間需用 40mm×4mm 的銅帶連接,銅帶兩端分別通過螺栓固定在秤臺預埋件和接地體上,確保機械強度與導電性能兼顧。
信號接地與保護接地需分開設置。傳感器屏蔽層應采用單點接地方式,通過 10mm² 多股銅纜連接至獨立的信號接地極,該接地極與主接地網的距離不小于 5m,防止干擾信號傳導。控制器外殼則連接至保護接地網,形成 "信號地 - 保護地 - 防雷地" 的三級接地體系,三者之間用等電位連接線連通,確保地電位差不超過 10V。在多雷地區,還需在接地線上串聯 20Ω 限流電阻,延緩雷電流上升速度。
施工驗收的量化標準
接地電阻測試是驗收的核心指標。采用四極法測量時,主接地網的工頻接地電阻應≤4Ω,信號接地極的接地電阻應≤1Ω。測試需在雨后 72 小時進行,避免土壤濕潤導致的測量偏差。對于大型地磅系統,應分別測量秤臺、控制器、防雷裝置的接地電阻,確保各點之間的電阻差不超過 2Ω,防止地電位反擊。
接地體完整性檢測不可忽視。使用接地電阻測試儀的導通功能,檢查所有連接點的導通電阻,任意兩點間的電阻應≤0.2Ω。水平接地體的直線段應每 5m 設置一個測試點,彎曲處需增加測試點,確保不存在斷裂或虛接情況。對于埋地部分,可采用跨步電壓法檢測接地體連續性,正常情況下跨步電壓應小于 10V。
長期穩定性監測機制需同步建立。在接地網引出線上安裝接地電阻在線監測裝置,實時記錄接地電阻變化,當數值超過 5Ω 時自動報警。每年需進行一次全面檢測,重點檢查焊接點的腐蝕情況,熱鍍鋅層的銹蝕厚度若超過 1mm,需重新進行防腐處理。在土壤腐蝕性較強的地區,應每 3 年開挖檢查一次接地體狀況,及時更換銹蝕嚴重的部件。
地磅接地系統的施工質量,如同建筑的地基工程,其性能優劣無法從表面直接判斷,卻深刻影響著設備的長期運行狀態。從選材時的土壤電阻率檢測,到施工中的焊接工藝控制,再到驗收時的精準測量,每個環節都需要嚴格遵循技術規范。只有將接地系統納入地磅全生命周期管理,才能為稱重計量提供持續穩定的 "地電環境",確保在復雜工業條件下依然保持計量精準與運行安全。